CN102232902B

CN102232902B - 脚蹬式下肢康复训练器

Info

Publication number: CN102232902B
Application number: CN 201110037929
Authority: CN
Inventors: 王洪波
Original assignee: WUXI YOUREN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Zhejiang Yu Yu intelligent robot Co., Ltd.
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-01-30
Also published as: CN102232902A

Abstract

本发明涉及一种医疗康复装置，特别是涉及一种脚蹬式下肢康复训练器，直流伺服电机通过电机架固定在调整支架上，电机轴的输入端安装光电编码器，输出端安装行星轮减速器；行星轮减速器通过减速器支架固定，行星轮减速器的输出轴上安装联轴器，联轴器与主动带轮相连，主动带轮通过轴承支架安装在减速器支架上固定；主动带轮与从动带轮之间通过皮带相连，从动带轮通过电磁离合器与同步带轮A输入端连接，同步带轮A通过皮带与同步带轮B连接，同步带轮B两侧输出端分别安装曲柄，曲柄与脚踏板连接；本发明同时实现被动训练和主动训练，使截瘫患者模拟有规律的康复训练运动，锻炼下肢的肌肉，重新恢复神经系统对行走功能的控制能力。

Description

脚蹬式下肢康复训练器

技术领域

本发明专利涉及一种医疗康复装置，特别是涉及一种脚蹬式下肢康复训练器。

背景技术

各种事故(如车祸、生产和施工事故等)和自然灾害(如地震、风暴、水灾等)的发生造成我国存在大量的截瘫患者，这类患者由于肢体完全(或部分)失去了自主运动的能力，影响到血液的良性循环和关节的灵活性，从而导致运动器官形态结构上的退化变形，同时也会引起内脏功能的逐步衰退，对神经系统的恢复和肌肉力量的提高也极为不利。为此，患者的术后运动训练成为康复的主要手段。由于人工协助患者做康复训练工作量大，效率低，人们已经设计出了各种可实现被动训练的康复器械。如中国专利CN02251613.1公开了一种“下肢康复训练机器人”，该装置可使患者做髋、膝、踝三个关节的综合运动，功能齐全，但其结构复杂，造价高昂，不利于推广使用。中国专利CN93207027.2公开的一种“下肢康复运动机”以及中国专利CN200720141318.7公开的一种“智能控制下肢康复运动器”虽然外围部件少，牵引机构简单，能同时活动下肢各个关节，但是只能实现被动训练，不能进行有效的主动训练。

发明专利内容

本发明专利针对现有技术的不足，提供了一种同时具备被动训练和主动训练，使截瘫患者模拟有规律的康复训练运动，锻炼下肢的肌肉，重新恢复神经系统对行走功能的控制能力，以达到恢复走路机能的目的的脚蹬式下肢康复训练器。

为实现以上目的，本发明专利采用的技术方案是：

脚蹬式下肢康复训练器，由调整支架、下箱体、轴承端盖A、曲柄、脚踏板、张紧轮装置、上端盖、轴承端盖B、同步带外壳、电机壳、调整螺栓、主动带轮、张紧轮、同步带轮A、同步带轮B、从动带轮、电磁离合器、直流伺服电机、光电编码器、电机架、行星轮减速器、联轴器、减速器支架、轴承支架、T形支撑板、连接板、托盘、支架调整座、托盘支座、调整螺母和支架基座组成；直流伺服电机通过电机架固定在调整支架上，电机轴的输入端安装光电编码器，输出端安装行星轮减速器；行星轮减速器通过减速器支架固定，行星轮减速器的输出轴上安装联轴器，联轴器与主动带轮相连，主动带轮通过轴承支架安装在减速器支架上固定；主动带轮与从动带轮之间通过皮带相连，从动带轮通过电磁离合器与同步带轮A输入端连接，同步带轮A通过皮带与同步带轮B连接，同步带轮B两侧输出端分别安装曲柄，曲柄与脚踏板连接；其特征在于：调整支架由T形支撑板、连接板、托盘、支架调整座、托盘支座、调整螺母和支架基座组成；其中支架基座一端安装有T形支撑板，另一端安装有托盘支座，在T形支撑板和托盘支座的上方分别通过连接板和支架调整座与托盘相连。

所述的托盘支座上安装有调整螺母，可以调节支架调整座的高度，进而调节整个装置的高度。

所述的减速器支架通过调整螺栓固定在调整支架上，并可以通过调整螺栓调节主动带轮的相对前后位置。

所述的连接同步带轮A、同步带轮B皮带的松边外侧下方靠近同步带轮B的位置安装张紧轮，主要为了防止皮带在预紧力的作用下由于塑料变形而松弛。

所述的直流伺服电机外部安装有电机壳，主动带轮和从动带轮外部安装同步带外壳，电磁离合器和从动带轮的输出端安装有轴承端盖B，同步带轮B的输出端安装有轴承端盖A，同步带轮A与同步带轮B的外部安装有上端盖，张紧轮和张紧轮装置的外部整体安装有下箱体。以上安装的外部装置对训练器整体外部起到保护和美观作用。

本发明专利可以解决的技术问题是：在截瘫患者治疗的初期采用被动训练模式，上位机通过电机控制器及驱动器驱动直流伺服电机，将动力传递给脚踏板带动患者做康复训练，以使患者的肌肉和关节恢复一定的活动能力；截瘫患者恢复到可以主动活动时采用主动训练模式，通过人体的下肢做蹬车运动，电机反向转动，患者通过克服电机的阻力以增强肌肉和关节的活动能力。

本发明专利有益效果是：结构简单、载荷小，采用电机驱动、工作平稳、响应快、驱动力较大，信号检测、传递、处理方便。功能齐全，可以使患者腿部的各个关节参与运动，而且能实现主动训练，使患者在获得活动能力的情况下，根据自己的训练需要调整训练模式以达到康复的目的，同时适应不同康复阶段患者的训练要求，也可以满足不同腿长患者的训练需求。

附图说明

图1为本发明专利脚蹬式下肢康复训练器外部结构图；

图2为本发明专利脚蹬式下肢康复训练器内部结构图；

图3为本发明专利脚蹬式下肢康复训练器调整支架结构图；

具体实施方式

结合图1、图2、图3，本发明专利脚蹬式下肢康复训练器，由调整支架1、下箱体2、轴承端盖A3、曲柄4、脚踏板5、张紧轮装置6、上端盖7、轴承端盖B8、同步带外壳9、电机壳10、调整螺栓11、主动带轮12、张紧轮13、同步带轮B14，同步带轮A17、从动带轮15、电磁离合器16、直流伺服电机18、光电编码器19、电机架20、行星轮减速器21、联轴器22、减速器支架23、轴承支架24、T形支撑板25、连接板26、托盘27、支架调整座28、托盘支座29、调整螺母30和支架基座31组成。

患者在治疗的初期采用被动训练时：上位机通过电机控制器及驱动器驱动直流伺服电机18，直流伺服电动机18用电机架20固定在调整支架1上，直流伺服电机18与光电编码器19同轴旋转，通过计算每秒光电编码器19输出的脉冲个数监测当前电动机的转速，将检测到的电机转动圈数反馈到电机控制器，实现不同转速的速度控制，行星轮减速器21通过减速器支架23固定在调整支架1上；行星轮减速器21的输出轴上安装联轴器22，联轴器22与主动带轮12连接；启动直流伺服电动机18后，通过行星轮减速器21带动主动带轮12转动，通过皮带传动，带动从动带轮15转动，从动带轮15将速度通过电磁离合器16传递给同步带轮A17，同步带轮A17通过皮带带动同步带轮B14转动，同步带轮B14通过曲柄4将动力传递给脚踏板5带动患者运动，以使患者的肌肉和关节恢复一定的活动能力。

为了防止连接同步带轮A17、同步带轮B14的皮带在预紧力的作用下，由于塑性变形而松弛，在松边的外侧，靠近同步带轮A17的位置安装张紧轮13。

截瘫患者恢复到可以主动活动时采用主动训练模式：通过人体的下肢放在脚踏板5上做蹬车运动，通过上位机驱动伺服电机18反向转动，患者通过克服电机的阻力以增强肌肉和关节的活动能力，由于电机反向转动，当外在的推动力和速度越大，电机的阻力就越大，反向电流就越大，电机控制器检测到实际电流与设定控制电流不一致时，控制器控制驱动器的场效应管，达到恒定电流控制的目的，从而使电机的阻力恒定，实现恒定转矩的主动训练。

如图3所示，其中支架基座31一端安装有T形支撑板25，另一端安装有托盘支座29，在T形支撑板25和托盘支座29的上方分别通过连接板26和支架调整座28与托盘27相连，托盘支座29上安装调整螺母30，可以调节整个装置的高度，用于适应不同人群的需要。

Claims

1.脚蹬式下肢康复训练器，直流伺服电机通过电机架固定在调整支架上，电机轴的输入端安装光电编码器，输出端安装行星轮减速器；行星轮减速器通过减速器支架固定，行星轮减速器的输出轴上安装联轴器，联轴器与主动带轮相连，主动带轮通过轴承支架安装在减速器支架上固定；主动带轮与从动带轮之间通过皮带相连，从动带轮通过电磁离合器与同步带轮A输入端连接，同步带轮A通过皮带与同步带轮B连接，同步带轮B两侧输出端分别安装曲柄，曲柄与脚踏板连接；其特征在于：调整支架由T形支撑板、连接板、托盘、支架调整座、托盘支座、调整螺母和支架基座组成；其中支架基座一端安装有T形支撑板，另一端安装有托盘支座，在T形支撑板和托盘支座的上方分别通过连接板和支架调整座与托盘相连。

2.根据权利要求1所述的脚蹬式下肢康复训练器，其特征在于：所述的托盘支座上安装有调整螺母。

3.根据权利要求1所述的脚蹬式下肢康复训练器，其特征在于：所述的连接同步带轮A、同步带轮B皮带的松边外侧下方靠近同步带轮B的位置安装张紧轮。