CN101822223A - 一种多功能动物减重训练跑台及其控制系统 - Google Patents

Abstract

一种多功能动物减重训练跑台及其控制系统，所述跑台包括跑步机、减重支持装置和康复机械手三部分。通过在跑步机上安装有机玻璃和刺激电极，可对实验动物进行跑步训练，或跑步训练与电刺激结合的组合训练。通过在跑步机上安装减重支持装置，可对实验动物实施跑台训练和减重支持相结合的减重跑台训练。在减重跑台训练过程中，康复机械手可辅助实验动物的后肢运动训练，既可为被动运动训练模式提供正确的或预定的训练任务，又能在主动训练模式下记录实验动物后肢的运动轨迹，用于运动功能的定量评价。本发明提供了一种医学动物实验设备，主要应用于实验动物脊髓损伤后的行走功能恢复，也可提供运动医学研究所需的动物跑台训练。

Description

一种多功能动物减重训练跑台及其控制系统

技术领域

本发明涉及一种医学动物实验设备，更具体地说是涉及一种多功能动物减重训练跑台及其控制系统。

背景技术

脊髓损伤是一种常见的疾病，多见于车祸、跌倒、运动创伤、挤压伤和枪伤，在造成患者肢体感觉、运动功能障碍等生理损伤的同时，还给个人心理带来严重的压力，对其回归社会有很大的影响。因此，采取积极有效的训练方法促进患者行走能力的恢复是非常必要的，目前临床治疗方法主要有功能性电刺激、减重疗法和药物干预等。

随着康复技术的发展，传统的减重疗法在临床上已得到越来越广泛的应用。减重疗法是指在训练治疗过程中，通过减重支持装置减少患者下肢(对于动物来说是后肢)的负重，并将步行三要素(负重、迈步、平衡)有机地结合起来，促进正常步态模式的建立，激发治疗信心。减重疗法的最终目的是帮助患者恢复肌体组织的运动机能，改善其运动功能。已有大量的文献报道减重疗法在恢复步行能力、纠正步态、改善平衡及减轻肌肉痉挛等方面有很大优势，不仅降低了治疗师的工作强度，而且提高了治疗安全性。近年来将减重疗法与其它治疗方法(功能性电刺激、药物治疗等)相结合的组合疗法逐渐成为研究热点。迄今为止，减重及其组合疗法主要用于脊髓损伤患者和中风患者，也可用于骨折、关节疾病、截瘫等下肢运动功能障碍患者。脊髓硬膜外电刺激是由功能电刺激发展而来的新技术，国外研究人员将脊髓硬膜外电刺激与减重疗法相结合，用于不完全脊髓损伤患者行走功能的康复，临床实验研究结果表明，这一新的组合疗法具有提高不完全脊髓损伤患者康复后行走能力和调节运动能量代谢的功能。

尽管减重和脊髓硬膜外电刺激组合的新疗法在实验研究和临床应用领域有着不可低估的重要地位，但其确切作用机制至今仍未完全阐明，大大阻碍了该疗法广泛用于不完全脊髓损伤患者行走功能的临床康复治疗，因此需通过动物实验研究该疗法最基本的神经机制，并指导临床应用。

为了开展动物实验研究，需开发相应的实验平台，对实验动物实施减重训练。大鼠基因与人类基因较相似，医学实验研究通常采用大鼠作为实验动物，因此本发明所研制的多功能动物跑台主要用于对大鼠不完全脊髓损伤后实施减重训练，促进其后肢运动功能恢复。

中国专利(申请号：200910095261.5)公开一种大鼠水中跑台，可对水中平板步行训练疗法治疗脊柱骨髓损伤的效果和机制进行动物模拟实验，其中包括一个箱体和电动跑道，箱体内有一密封的内容腔，可将水倒入其内，同时，电动跑道两侧设有护栏，可防止大鼠跑出跑道。

该跑台提供一种动物水中平板步行训练环境，功能单一，无法模拟陆地步行训练环境，不适用于减重及其组合疗法的动物实验，并且没有康复机械手辅助不完全脊髓损伤大鼠的后肢运动训练。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能动物减重训练跑台，该动物跑台采用减重支持装置给大鼠提供一个向上的拉力，以减轻动物后肢负重，并用康复机械手辅助动物后肢进行特定的跑台训练，主要应用于实验动物脊髓损伤后的行走功能恢复，也可提供运动医学研究所需的动物跑台训练。

一种多功能动物减重训练跑台，包括：跑步机，用于实验动物的运动训练；减重支持装置，用于为实验动物提供减重支持；和康复机械手，用于辅助上述实验动物的运动训练。

本发明所述的提供减重支持具体为：固定所述实验动物的躯干，使其在跑步机上保持一定的站立姿势，并通过给其提供一个向上的拉力，减轻其后肢的负重。

本发明所述的减重支持装置包括铝片，调节杆，内部具有弹簧的圆筒，拉力传感器，螺纹杆，第二电动推杆以及门形框架；

铝片上安装吊带背心，用于固定所述实验动物的躯干，铝片通过调节杆与圆筒内的弹簧连接，所述的拉力传感器用来测量减重支持装置给所述实验动物提供的减重重量，其上下两端通过螺纹杆分别与第二电动推杆和圆筒内的弹簧连接，所述的第二电动推杆垂直固定安装在门形框架上部，所述的门形框架固定安装在所述的跑步机上。

本发明所述铝片内侧面与所述跑步机上的跑带表面的夹角通过所述调节杆调节。

本发明所述的康复机械手通过其连杆机构末端的连接件与动物后肢连接，在所述的连杆机构的驱动下，带动实验动物后肢实现矢状面内的两自由度运动。

本发明所述的连杆机构包括第一主动杆、第二主动杆，第一从动杆，第二从动杆，第三从动杆和一个三角形杆，所述的第一主动杆、第二主动杆分别安装在两个直流电机的转轴上，由直流电机直接驱动，直流电机转动时，第一主动杆带动三个从动杆和三角形杆产生相应运动，第二主动杆带动第二和第三从动杆产生相应运动，通过对两个电机的协调控制，使第三从动杆末端带动所述实验动物后肢实现矢状面内的两自由度运动。

本发明所述的跑步机的跑道倾角能够通过安装在跑道下部的跑道角度调节装置进行调节。

本发明所述的康复机械手能够对被动运动训练一段时间后的后肢运动功能障碍动物的后肢运动功能进行定量评价，即让所述后肢运动功能障碍动物的后肢做主动运动，而康复机械手不提供辅助力，仅跟随该主动运动，通过角度传感器记录该康复机械手的运动轨迹，即能够用于定量评价所述后肢运动功能障碍动物的运动功能。

本发明所述的跑台不包括康复机械手。

一种多功能动物减重训练跑台的控制系统，包括角度传感器、拉力传感器、信号预处理电路、A/D采集电路、控制器和上位机，

角度传感器和拉力传感器分别用于测量康复机械手的位置和减重支持装置提供的减重支持，上述信号预处理电路、A/D采集电路、控制器组成的控制电路对上述角度传感器和拉力传感器的测量信号进行处理并控制电机的运行，上位机用于设定初始参数、记录和显示康复机械手的运动轨迹数据并对康复效果进行分析评价。

本发明提供的动物减重训练跑台及其控制系统既可对实验动物进行单一的跑台训练，又可以将跑步训练与电刺激结合起来使用。同时，由于本发明提供了一种减重支持装置，因此可对具有后肢运动功能障碍的实验动物实施跑台训练和减重支持相结合的减重疗法，还能为减重与药物、脊髓硬膜外电刺激等组合的新疗法提供先进的动物实验手段。另外，在减重训练过程中，康复机械手可辅助不完全脊髓损伤实验动物的后肢运动训练，既可为被动运动训练模式提供特定的训练任务，又能在主动训练模式下记录实验动物后肢的运动轨迹。

附图说明

图1为本发明实施例跑步机的主视图1；

图2为本发明实施例跑步机的主视图2；

图3为本发明实施例跑步机的右视图；

图4为本发明实施例减重支持装置主视图；

图5为本发明实施例康复机械手主视图1；

图6为本发明实施例康复机械手主视图2；

图7为本发明实施例具有透明有机玻璃挡板的跑台主视立体图；

图8为本发明实施例具有减重支持装置的跑台主视立体图；

图9为本发明实施例具有减重支持装置和康复机械手辅助的跑台主视立体图；

图10为本发明实施例跑台控制系统结构示意图；

图11为本发明实施例康复机械手辅助大鼠后肢训练的控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1～6所示，多功能动物减重训练跑台包括跑步机(图1～3)、减重支持装置(图4)和康复机械手三部分(图5、6)。图7为具有透明有机玻璃挡板和刺激电极跑台机械结构图，图8为具有减重支持装置的跑台结构图，图9为具有减重支持装置和康复机械手辅助的跑台结构图。各部分具体结构如下。

结合图1～3，跑步机包括第一箱体1、电动跑道2及抽屉3。所述的第一箱体1上的第一长条槽4用来固定减重支持装置，所述的第一箱体1上的第二长条槽5用来固定康复机械手。

电动跑道2包括第二箱体6、滚轴固定块8、主动滚轴9、从动滚轴10、跑带12、电机13、齿轮14和15、传输带16以及跑道角度调节装置19。第二箱体6上设有六个螺纹孔7，用来固定安装有机玻璃框架，第二箱体6的两内侧各对称安装4个滚轴固定块8，滚轴固定块8内部均安有轴承，主动滚轴9和三个从动滚轴10的中轴分别与滚轴固定块8内的轴承过盈配合装配；为防止大鼠在跑带上跑动时打滑，所述的跑带12由表面富有抓地力的PVC材料构成；为防止跑带12在主动滚轴9和从动滚轴10上左右滑动，所述的主动滚轴9和从动滚轴10中间均设有小槽11，同时，所述的跑带12与主动滚轴9和从动滚轴10接触的一面中间位置安装一根导条，刚好卡在所述的小槽11内。电机13安装于箱体1内部一侧，其具有调速范围宽、过载能力强等特点，可确保运行速度不受负载冲击的影响；齿轮14与电机13的转轴连接，所述的齿轮15与主动滚轴9的中轴连接，两个齿轮通过传输带16配合运动，当电机13转动时，主动滚轴9作为主动轴带动从动滚轴10运动；所述的主动滚轴9的中轴通过联轴器17与角度传感器18连接，用来测量电机的转速，进而可以求出跑带的速度。

所述的跑道角度调节装置19包括第一电动推杆20和固定装置21，电动推杆20垂直固定在第一箱体1底部，可以沿垂直于该第一箱体1底部的方向上下运动，固定装置21固定在第二箱体6底部，呈凹槽型，用于容纳第一电动推杆20的顶端，该固定装置21凹槽的两侧边上分别设有第三长条槽22。电动跑道2的倾角通过第一电动推杆20的上下运动调节。当电动跑道2调整到合适倾角后，将螺钉23插入第三长条槽22中，便可将第一电动推杆20和固定装置21锁紧固定。

考虑到大鼠在训练过程中可能会大便，产生的垃圾将随跑带运动而掉入跑步机内，难以清理，因而在所述的第二箱体6上对应跑带运动的末端设有第四长条槽24，在该第四长条槽24下方设计一个便于取出的抽屉3，用于盛装和清除垃圾，抽屉3的下面安装一个U形底衬25，作为抽屉3的运行轨道，抽屉3的外侧安装一个拉手26，便于取出抽屉。

在本实施例中，为对脊髓损伤的大鼠进行减重疗法，设计了一套减重支持装置，如图4所示。该减重支持装置包括铝片27，调节杆28和29，内部具有弹簧的圆筒30，拉力传感器32，螺纹杆33和36，第二电动推杆34以及门形框架37。铝片27上安装吊带背心，用于固定大鼠躯干，铝片27内侧面与跑带12表面的夹角可通过调节杆28、29调节，调节范围为0～90°，这样大鼠可以保持不同的站立姿势。所述的调节杆28下端与铝片27连接，所述的调节杆29上端与圆筒30内的弹簧连接，当铝片27的内侧面与跑带12表面的夹角调整到适当位置时，通过螺钉31将调节杆28和调节杆29锁紧。S型拉力传感器32用来测量减重支持装置给大鼠提供的减重重量，其上端通过螺纹杆33与第二电动推杆34的细杆35连接，下端通过螺纹杆36与圆筒30内的弹簧连接，所述的第二电动推杆34垂直固定安装在门形框架37上部。为了方便减重支持装置的安装与拆卸，在门形框架37上设有第一竖直长条槽38，所述第一竖直长条槽38与第一箱体1上的第一长条槽4相滑移配合，通过螺钉锁紧。

在本实施例中，所述的调节杆29与螺纹杆36之间通过圆筒30内的弹簧连接，主要是考虑到调节杆29、拉力传感器32、螺纹杆33、35和电动推杆34等都为刚性结构，当铝片27的内侧面与跑带12表面的夹角固定后，大鼠的站姿确定，在保证大鼠的后肢与跑带12表面接触的前提下，刚性结构不能给大鼠提供变化的拉力。加上弹簧后，减重支持装置就可以对同一站姿状态下的大鼠提供不同的减重支持，以满足不同实验要求。为防止弹簧在水平方向有运动，所述的弹簧套在圆筒30内，圆筒30固定在板39上，板39固定在门形框架37上。所述的圆筒30的长度大于所述的弹簧最大拉伸时的长度，这样可将调节杆29上端与螺纹杆36下端的一部分也套在圆筒30内，即可确保弹簧伸缩变化时，整个减重支持装置的调节部分只具有竖直方向上的运动，从而可以在大鼠后肢运动训练过程中支撑腿变化时，保持其身体平衡。

在本实施例中，当第二电动推杆34上的控制电机40转动时，第二电动推杆34的细杆35可上下伸缩，使得弹簧拉伸长度发生变化，这样弹簧间接施加于大鼠向上的拉力发生变化，大鼠后肢的负重将随之变化，即为大鼠提供的减重支持发生变化。实验过程中，可根据实际情况设定适当的减重重量，从而创造一个有利于不完全脊髓损伤大鼠运动训练的环境。

在本实施例中，为辅助不完全脊髓损伤的大鼠进行后肢运动训练，并记录运动轨迹，设计了两套康复机械手装置，如图5、6所示。每套康复机械手包括一套连杆机构，两个连接轴49、两个角度传感器50、三个固定螺钉51、角度传感器安装板52和固定板53。连杆机构包括第一主动杆41、第二主动杆42，从动杆43、45、46和三角形杆44，各杆之间通过轴承和圆键配合连接，保证连杆机构紧凑，无间隙。所述的第一主动杆41和第二主动杆42分别安装在两个直流电机47、48的转轴上，由直流电机47、48直接驱动。电机47转动时，第一主动杆41带动杆43、45、46和三角形杆44产生相应运动；电机48转动时，第二主动杆42带动杆45和46产生相应运动。通过对两个电机的协调控制，可以使杆46末端带动大鼠后肢实现矢状面内的两自由度运动。

考虑到大鼠在跑带上正常行走时，后肢除了具有矢状面上的运动外，还在冠状面内有轻微的偏移，因此，在所述的杆46末端安装一个鳄鱼夹，其通过尼龙搭扣与大鼠后肢的踝关节连接，使大鼠后肢在冠状面内可产生轻微的运动，从而其运动更接近自然步态。

每个康复机械手的两个电机的转轴分别通过两个联轴器49与两个角度传感器50联接，角度传感器安装板52用于固定安装上述两个角度传感器50，角度传感器安装板52通过固定螺钉51安装在固定板53上。电机47、48转动时，通过联轴器49带动角度传感器50转动，从而可以测出杆41和杆42的相对于预先设定的基坐标系的位置，进而可以通过运动学方程求出康复机械手的杆46末端的位置。所述的固定板53上的第二竖直长条槽54与第一箱体1上的第二长条槽5滑移配合，通过螺钉可以将康复机械手装置与跑步机的第一箱体1固定连接，并且便于拆卸。第二长条槽5与第二竖直长条槽54相互垂直设计，使得固定板53在箱体1上水平和竖直方向的位置可调，从而可以调节康复机械手末端与跑带12表面的相对位置，以适应不同大鼠的体型差异。

图7为具有透明有机玻璃挡板的跑台机械结构图。该跑步机装置包括图1所示的跑步机、框架54和透明有机玻璃挡板55。框架54通过螺钉56安装于第二箱体6上，便于拆卸。框架54上的透明有机玻璃挡板55将跑带12隔离成三个独立的跑道区域，当不采用减重支持时，跑台可以同时对三只大鼠进行训练，所有训练条件相同，动物运动互不影响。在每个跑道区域的后壁玻璃上装有一排刺激电极，刺激电流的幅值和频率可调。当大鼠不跑或跑速低于实验要求时，大鼠就会触到后壁板上的刺激电极而受到电刺激，被迫按照实验要求的速度进行运动训练。通过调节跑步机内的电机13的转速就可以使跑带12达到实验要求的速度，其速度在一定范围内无级可调。另外，跑道倾角也可在一定范围内通过跑道角度调节装置19进行调节，倾角越大，大鼠训练的运动负荷越大。

该图为不具有减重支持装置和康复机械手辅助的跑台装置，其既可对大鼠进行单独的跑台训练，又可将跑台训练与电刺激结合起来使用。实验过程中，可以根据实际情况设定不同的跑带速度、跑道倾角和刺激电极的刺激电流强度，以满足不同负荷的训练需求。

图8为具有减重支持装置的跑台结构图。该跑台由图1所示的跑步机57和图4所示的减重支持装置58构成，跑步机57第一箱体1上的水平第一长条槽4与减重支持装置58的门形框架37上的第一竖直长条槽38滑移配合，通过螺钉56锁紧。

对于不完全脊髓损伤后的大鼠，其后肢可能处于瘫痪状态，无法承受身体的重量，即使将其放在运动的跑带上，也不能完成运动训练，在这种情况下，一种方法是可通过刺激电极刺激大鼠，促使其向前跑动，这种方法图7已经介绍；另一种方法是采用图8所示的减重支持装置固定大鼠的躯干，使其保持站立姿势，在大鼠训练过程中支撑腿变化时，保持其身体平衡，并通过对大鼠提供一个向上的拉力，减小大鼠后肢的承重，从而提供有利于不完全脊髓损伤大鼠运动训练的平台。

图9为具有减重支持装置和康复机械手辅助的跑台结构图。该跑台由图1所示的跑步机57和图4所示的减重支持装置58和两套图6所示的康复机械手装置59构成。减重支持装置58和左右两侧的康复机械手装置59通过螺钉56固定在跑步机上。

对于脊髓损伤导致后肢运动功能障碍的大鼠，一旦运动功能出现障碍，运动意识可能变弱，在减重条件下(图8所示)后肢有可能仍然无法运动，此时需要康复机械手59辅助其后肢完成运动训练。康复机械手不仅可以辅助脊髓损伤的大鼠进行减重跑台训练，而且可以记录详实的训练数据，用于运动功能的定量评价。

本发明用于上述多功能动物减重训练跑台的控制系统如图10所示。该控制系统包括角度传感器、拉力传感器、信号预处理电路、A/D采集电路、控制器DSP和上位机等。

角度传感器分别用来间接测量跑带的速度和康复机械手主动杆相对于基坐标系的位置。包括五个角度传感器，其中一个传感器固定在跑步机的主动轴上，用来间接测量跑带的速度；另外四个角度传感器分别固定在两块传感器固定板上，角度传感器的旋转轴通过联轴器与电机的转轴联接，用来测量电机转轴的位置，即康复机械手主动杆的位置，然后通过运动学方程计算出康复机械手末端的位置。

拉力传感器安装于减重支持装置上，用来测量减重支持装置给大鼠提供的减重支持。

信号预处理电路接收来自角度和拉力传感器的信号，经放大、滤波等处理后，通过A/D采集电路送给控制器DSP。

光电隔离电路将DSP输出的相关数字信号与驱动电路的相关模拟信号隔离。

驱动电路对经过光电隔离电路后的相关控制信号进行功率放大，用来驱动电机。

控制器DSP接收拉力传感器测量的动物减重重量和角度传感器测量的跑带速度、康复机械手关节角度等数据，并与预定的期望数据进行比较，采用控制算法进行计算处理，输出相关信号控制电机转动，以使输出满足控制要求。

上位机提供动物康复训练VC界面，计算机与控制器通过USB口进行通讯。计算机VC界面可以传输控制命令，包括跑带启动、停止、速度设定、动物减重重量设置、康复机械手辅助大鼠后肢训练时的步频和训练时间设置等。另外，训练过程中，控制器DSP将拉力传感器测量的动物减重重量、角度传感器测量的跑带速度和康复机械手主动关节实际角度、预定的期望角度等参数传给计算机，计算机用来记录脊髓损伤的动物行走功能康复训练过程中相关数据，并对康复效果进行分析评价。相关数据包括动物后肢的当前位置和运动轨迹、当前运动轨迹与期望运动轨迹的偏差、各关节运动的速度等。

另外，外扩FLASH存储训练数据，键盘用来传输相关控制命令，包括跑带启动、停止、速度设定、动物减重重量设置、康复机械手辅助大鼠后肢训练时的步频和训练时间设置等。液晶显示屏用来显示控制系统的数据、跑带的速度、大鼠的减重重量、康复机械手辅助大鼠后肢训练时的步频和训练时间等，这样，跑台的控制系统可以脱离上位机独立使用。

图11为康复机械手辅助大鼠后肢训练的控制流程示意图。当大鼠在跑台上进行减重训练时，康复机械手可提供两种训练模式：

(1)被动训练模式：康复机械手抑制大鼠后肢产生的异常运动，完全带动后肢完成正确或特定的训练任务；

(2)主动运动模式：大鼠后肢运动不受限制，康复机械手被动地跟随后肢运动，不提供辅助力。此时，康复机械手用来记录大鼠后肢的运动轨迹，用于运动功能的定量评价。

结合图10和11，应用上述多功能动物减重训练跑台进行实验动物减重跑台训练的方法具体步骤如下：

(1)通过上位机或键盘设定跑步机的跑带速度、减重支持装置提供的减重重量、康复机械手辅助大鼠后肢训练时的步频和训练时间等，并通过液晶或VC界面显示。

(2)采用减重支持装置固定健康大鼠，其后肢在完全负重的状态下进行主动跑台训练，康复机械手仅跟随后肢运动，不提供辅助力，通过角度传感器记录康复机械手主动杆的运动轨迹，进而通过运动学方程求得大鼠后肢的运动轨迹。当具有后肢运动功能障碍的大鼠在跑台上进行被动运动训练时，将多次重复记录的健康大鼠运动轨迹的平均值作为康复机械手辅助后肢训练的期望运动轨迹。另外，也可以给定一个特定的运动轨迹作为康复机械手辅助后肢训练的期望运动轨迹。

(3)在减重环境下，后肢运动功能障碍的大鼠进行被动运动训练，康复机械手辅助后肢完成正确(健康大鼠的运动)或特定(给定的运动)的训练任务。具体流程为：角度传感器检测康复机械手主动杆位置，采用运动学处理得到康复机械手末端(即大鼠后肢)的实际位置，将该实际位置与期望运动位置的差值作为控制器的输入，控制器进行运算处理后，输出安全范围内的相关控制信号，控制电机带动康复机械手运动，直到训练任务完成。

(4)后肢运动功能障碍的大鼠在康复机械手辅助下被动运动训练一段时间后，后肢运动功能逐渐恢复。在减重环境下，大鼠的后肢做主动运动，康复机械手仅跟随后肢运动，不提供辅助力，通过角度传感器记录大鼠后肢的运动轨迹，用于运动功能的定量评价。

上述实施例是针对大鼠设计的，当用于体积较大的动物(如猫、兔等)或较小的动物(如小鼠)时，只需将跑台机械结构的相关部分作适应性的加大或减小即可。

上述实施例不应视为对本发明的限制，任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能动物减重训练跑台，包括：

跑步机，用于实验动物的运动训练；

减重支持装置，用于为实验动物提供减重支持；和，

康复机械手，用于辅助实验动物的运动训练。

2.根据权利要求1所述的一种多功能动物减重训练跑台，其特征在于，所述的提供减重支持具体为：固定所述实验动物的躯干，使其在跑步机上保持一定的站立姿势，并通过给其提供一个向上的拉力，减轻其后肢的负重。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能动物减重训练跑台，其特征在于，所述的减重支持装置包括铝片(27)，调节杆(28，29)，内部具有弹簧的圆筒(30)，拉力传感器(32)，螺纹杆(33，36)，第二电动推杆(34)以及门形框架(37)；

铝片(27)上安装吊带背心，用于固定所述实验动物的躯干，铝片(27)通过调节杆(28，29)与圆筒(30)内的弹簧连接，所述的拉力传感器(32)用来测量减重支持装置给所述实验动物提供的减重重量，其上下两端通过螺纹杆(33，36)分别与第二电动推杆(34)和圆筒(30)内的弹簧连接，所述的第二电动推杆(34)垂直固定安装在门形框架(37)上部，所述的门形框架(37)固定安装在所述的跑步机上。

4.根据权利要求3所述的一种多功能动物减重训练跑台，其特征在于，所述铝片(27)内侧面与所述跑步机上的跑带(12)表面的夹角通过所述调节杆(28，29)调节。

5.根据权利要求1-4之一所述的一种多功能动物减重训练跑台，其特征在于，所述的康复机械手通过其连杆机构末端的连接件与动物后肢连接，在所述的连杆机构的驱动下，带动实验动物后肢实现矢状面内的两自由度运动。

6.根据权利要求5所述的一种多功能动物减重训练跑台，其特征在于，所述的连杆机构包括第一主动杆(41)、第二主动杆(42)，第一从动杆(43)，第二从动杆(45)，第三从动杆(46)和一个三角形杆(44)，所述的第一主动杆(41)、第二主动杆(42)分别安装在两个直流电机(47，48)的转轴上，由直流电机(47，48)直接驱动，直流电机(47，48)转动时，第一主动杆(41)带动三个从动杆(43，45，46)和三角形杆(44)产生相应运动，第二主动杆(42)带动第二和第三从动杆(45，46)产生相应运动，通过对两个电机的协调控制，使第三从动杆(46)末端带动所述实验动物后肢实现矢状面内的两自由度运动。

7.根据权利要求1-6之一所述的一种多功能动物减重训练跑台，其特征在于，所述的跑步机的跑道倾角能够通过安装在跑道下部的跑道角度调节装置(19)进行调节。

8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述的康复机械手能够对被动运动训练一段时间后的后肢运动功能障碍动物的后肢运动功能进行定量评价，即让所述后肢运动功能障碍动物的后肢做主动运动，而康复机械手不提供辅助力，仅跟随该主动运动，通过角度传感器记录该康复机械手的运动轨迹，即能够用于定量评价所述后肢运动功能障碍动物的运动功能。

9.根据权利要求1-8之一所述的一种多功能动物减重训练跑台，其特征在于，所述跑台不包括康复机械手。

10.权利要求1-9之一所述的多功能动物减重训练跑台的控制系统，包括角度传感器、拉力传感器、信号预处理电路、A/D采集电路、控制器和上位机，

角度传感器和拉力传感器分别用于测量康复机械手的位置和减重支持装置提供的减重支持，上述信号预处理电路、A/D采集电路、控制器组成的控制电路对上述角度传感器和拉力传感器的测量信号进行处理并控制电机的运行，上位机用于设定初始参数、记录和显示康复机械手的运动轨迹数据并能够对康复效果进行分析评价。

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