CN102579225A

CN102579225A - 平衡康复训练机械人

Info

Publication number: CN102579225A
Application number: CN2012100952265A
Authority: CN
Inventors: 王俊华
Original assignee: 王俊华
Current assignee: Guangzhou Xiao Kang Medical Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-03-31
Filing date: 2012-03-31
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-03-31
Also published as: CN102579225B

Abstract

本发明公开一种平衡康复训练机械人，包括减重系统和足部站位系统，减重系统包括底座、设置在底座上的减重架以及设置在减重架上的吊带结构，减重系统用于在训练时提吊患者的身躯以减轻患者自身重量对腿、足的压力，其特征在于：所述足部站位系统包括摇摆结构、滑动结构以及升降体，摇摆结构可相对底座摇摆地设置在底座底板上，滑动结构固设在摇摆结构内，升降体包括底框以及顶罩，底框可前后滑动地设置在滑动结构内，顶罩可升降地与底框配合，顶罩上开设有足套孔，足套孔底部设置有压力传感器。本平衡康复训练机械人可测试患者平衡能力，并提供平衡训练，且适合平衡功能障碍较差的患者使用。

Description

平衡康复训练机械人

技术领域

本发明涉及一种帮助平衡功能障碍患者恢复平衡功能的医疗康复设备，尤其涉及一种平衡康复训练机械人。

背景技术

平衡功能障碍患者恢复平衡功能，通常采用平衡仪评测和训练。现有平衡仪包括静态平衡仪与动态平衡仪。使用静态平衡仪时，患者站立于静态平衡仪上，通过静态平衡仪对患者的平衡感和稳定极限的感官交互测试，衡量患者的平衡能力，并提供静态平衡训练。然而静态平衡仪足部站位模式单一，在提供静态平衡训练方面显示出局限。动态平衡仪同样具有测试患者平衡能力，且在一定程度上可对患者提供动态平衡训练。然而动态平衡仪对患者的平衡能力要求高，仅适合有较强平衡能力的患者使用。

发明内容

鉴于以上所述，有必要提供一种可测试患者平衡能力，并提供静态和动态平衡训练，且也适合平衡功能障碍较差的患者使用的平衡康复训练机械人。

一种平衡康复训练机械人，包括减重系统和足部站位系统，减重系统包括底座、设置在底座上的减重架以及设置在减重架上的吊带结构，减重系统用于在训练时提吊患者的身躯以减轻患者自身重量对腿、足的压力，所述足部站位系统包括摇摆结构、滑动结构以及升降体，摇摆结构可相对底座摇摆地设置在底座底板上，滑动结构固设在摇摆结构内，升降体包括底框以及顶罩，底框可前后滑动地设置在滑动结构内，顶罩可升降地与底框配合，顶罩上开设有足套孔，足套孔底部设置有压力传感器。

进一步地，所述摇摆结构包括框体、转盘、连接轴、连接杆以及第一驱动件，所述框体通过连接轴连接在底座底板上，所述第一驱动件、连接杆、连接轴以及转盘连接，使得第一驱动件驱动转盘转动，从而使得框体相对底座摇摆。

进一步地，所述底座具有底座顶板及形成在底座顶板下方的箱体空腔，底座顶板上开设有配合孔，摇摆结构设置在箱体空腔内，框体可摇摆地设置在配合孔内。

进一步地，所述滑动结构包括框架、导杆和第二驱动件，框架设置在框体内，导杆设置在框架内，升降体可滑动地设置在导杆上，所述第二驱动件驱动升降体沿导杆滑动。

进一步地，所述两升降体底框端壁上设有绳圈，滑动结构框架端壁上相应设有滑轮，通过滑轮、滑绳、绳圈将两升降体环形连接，所述第二驱动件驱动一升降体沿导杆滑动，另一升降体则反向滑动。

进一步地，所述升降体包括底框、第三驱动件以及顶罩，底框上开设有套设孔与凸柱，使得底框在第二驱动件的驱动下沿导杆前后滑动，顶罩上设有导槽和导套，导槽与套设孔配合，以供导杆穿过，凸柱可滑动地套入导套内以对顶罩的升降导向，使得顶罩在第三驱动件的驱动下和在凸柱、导套的引导下升降。

进一步地，所述顶罩上开设有足套孔，足套孔的底部设置有压力传感器。

进一步地，所述减重架包括二支撑杆及连接在二支撑杆顶端之间的横杆，所述横杆上安装有所述吊带结构，所述吊带结构设置有捆带，用于束捆患者的身躯。

进一步地，所述平衡康复训练机械人进一步包括控制装置，所述控制装置电性连接减重系统、足部站位系统和视听显示系统，控制装置检测与控制摇摆结构、滑动结构、升降体的动作，并控制视听显示系统的内容。

进一步地，所述平衡康复训练机械人包括视听显示系统，视听显示系统由声、像装置和控制装置组成，其电性连接所述减重系统以及足部站位系统，用以显示减重系统、足部站位系统的参数信息。

一种平衡康复训练机械人，包括减重系统、足部站位系统、视听显示系统以及控制装置，减重系统包括底座、设置在底座上的减重架以及设置在减重架上的吊带结构，减重系统用于在训练时提吊患者的身躯以减轻患者自身重量对腿、足的压力，视听显示系统电性连接所述减重系统以及足部站位系统，用于呈现减重系统和足部站位系统的相关参数信息，所述足部站位系统包括摇摆结构、滑动结构以及升降体，摇摆结构可相对底座摇摆地设置在底座底板上，滑动结构固设在摇摆结构内，升降体包括底框以及顶罩，底框可前后滑动地设置在滑动结构内，顶罩可升降地与底框配合，顶罩上开设有足套孔，足套孔底部设置有压力传感器，所述控制装置电性控制减重系统、足部站位系统、视听显示系统。

相较于现有技术，本平衡康复训练机械人设置有足部站位系统，该足部站位系统包括摇摆结构、滑动结构以及升降体，通过摇摆结构使得患者的足尖端相对足跟端摆动，在患者重心前后移动的情况下训练患者的平衡反应，通过滑动结构使得患者足部一前一后运动，如此促使患者行走，促使患者重心前后转移训练，通过升降体带动患者足部一高一低运动，促使患者重心左右转移训练。本平衡康复训练机械人通过压力传感器可测试患者平衡能力，且可提供平衡训练。因其具有减重系统和足部站系统，故也适合平衡功能障碍较差的患者。

附图说明

图1是本发明平衡康复训练机械人的立体示意图；

图2是图1所示的平衡康复训练机械人的足部站位系统的拆解示意图；

图3是图1所示的平衡康复训练机械人的升降体的分解示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明公开一种平衡康复训练机械人100，用于帮助平衡功能障碍患者进行平衡康复训练，包括减重系统10以及足部站位系统20。减重系统10用于在训练时提吊患者的身躯以减轻患者自身重量对腿、足的压力。足部站位系统20用于在站位平衡训练时自动变换足部的站位模式，以训练患者在重心移动模式下的平衡反应。

减重系统10包括底座11、减重架12、电机（图未示）、滑绳14、吊带结构15以及控制装置16。底座11呈箱体结构，包括底座顶板111、底座倾斜板112、底座底板（图未示）和底座侧板（图部分显示），相互连接组成底座11的箱体空腔（图未标）。底座顶板111上开设有配合孔113与定位孔114。配合孔113与箱体空腔连通，用于配合足部站位系统20。定位孔114开设在底座顶板111的邻近两侧，用于固定推行至底座顶板111上的轮椅。倾斜板112连接底座底板（图未示）与底座顶板111，可供轮椅从地面移动至底座顶板111上。箱体空腔内用以设置所述足部站位系统20。减重架12设置在底座顶板111上，减重架12包括二支撑杆121及连接在二支撑杆121顶端之间的横杆122。电机设置在底座11的箱体空腔内，通过控制装置16控制。滑绳14一端从横杆122中部向下伸出连接所述吊带结构15，另一端沿横杆122与支撑杆121的杆体内延伸连接至电机。可以理解，减重架12的杆体内设置有供滑绳14滑动的滑轮（图未示）。吊带结构15包括吊杆151、吊绳152以及捆带153。吊杆151连接所述滑绳14从横杆122的伸出端，且与横杆122平行。吊绳152垂直地连接在吊杆151下端，本实施例中，吊绳152为两根。捆带153连接在吊绳152的下端，用于束捆患者的身躯。控制装置16设置在其中一支撑杆121上，控制装置16与电机电性连接，通过控制装置16来调控电机转动可调节滑绳14相对横杆122伸出的长度。

请参阅图2，足部站位系统20包括摇摆结构21、滑动结构22、二升降体23以及所述控制装置16。摇摆结构21包括框体211、转盘212、连接轴213、连接杆214和第一驱动件215。框体211包括底板2111、二侧壁2112以及二端壁2113，以及由底板2111、二侧壁2112与二端壁2113围成的容置空间2114。底板2111上开设有一容置槽2115。容置槽2115与侧壁2112平行且邻近底板2111的一侧。二端壁2113上分别开设有相对的第一连接孔2116。本实施例中，每一端壁2113上开设有两个第一连接孔2116。容置空间2114用于收容滑动结构22。转盘212固接在底板2111的底部。转盘212可为圆盘或半圆盘结构，通过其圆周面或圆周截面与底板2111底面接合。连接轴213固设在转盘212的盘面上且邻近其周缘。通过连接轴213将框体211连接在底座11的底座底板上，且连接轴213固定连接连接杆214的一端。第一驱动件215包括主体2151及相对主体2151可伸缩的伸缩杆2152。伸缩杆2152的伸出端与连接杆214的另一端铰接。第一驱动件215，以及以下描述的第二驱动件224和第三驱动件233，可为气压、电动或液压驱动设备

摇摆结构21设置在底座11的箱体空腔内，框体211与配合孔113配合，第一驱动件215的主体2151的一端铰接在箱体空腔内的底板上，伸缩杆2152相对底板2111倾斜。当伸缩杆2152伸出时，可带动连接杆214摆动，连接杆214带动转盘212沿箱体空腔的底面转动，从而使得框体211向一侧摆斜。当伸缩杆2152缩回时，框体211又摆回中间的位置或向另一侧摆斜。如此通过第一驱动件215的伸缩杆2152的伸缩，带动框体211在配合孔113内往复摆动。

滑动结构22包括框架221、导杆222 、滑轮201和第二驱动件224。框架221为上下贯通的框架结构，可收容在容置空间2114内。框架221包括两侧壁2211和两端壁2212。两端壁2212上分别开设有相对的且与框体211上的第一连接孔2116位置对应的第二连接孔2213。框架221放置在容置空间2114内后通过第二连接孔2213、第一连接孔2116可将框体211和框架221固定连接。导杆222设置在框架221内，用于对升降体23滑动导向。导杆222两端固接两端壁2212，且与侧壁2211平行。滑轮201固定在框架221两端壁2212上。本实施例中，框架221内设置有相互平行的四导杆222，其中一侧的两根与一升降体23配合，另一侧两根与另一升降体23配合。两端壁2212上固定有四个滑轮201。第二驱动件224用于驱动升降体23沿导杆222滑动，其固接在框架221上且可容置在框架211的容置槽2115内。本实施例中第二驱动件224数量为一个，固接在一端壁2212的一侧，用以驱动一个升降体23滑动。第二驱动件224包括主体2241及相对主体2241可伸缩的伸缩杆2242。伸缩杆2242的伸出端铰接升降体23的底框231底壁2313的底面。

请结合参阅图3，每一升降体23包括底框231、凸柱232、第三驱动件233、顶罩234以及导套235。底框231包括侧壁2311、端壁2312以及底壁2313。该侧壁2311、端壁2312以及底壁2313围成一收容空间2314。两端壁2312靠近底端分别开设有二套设孔2315和一绳圈203，套设孔2315用于与所述导杆222配合，绳圈203用于使两升降体23环形相连。一滑绳穿过两升降体23的绳圈203，以及框架221两端壁2212上的四个滑轮201，从而把两升降体23环形相连。使得当伸缩杆2242伸出或缩回时，可推拉一升降体23沿导杆222滑动，并通过以上滑轮201和滑绳的环形连接，带动另一升降体23沿导杆222反向滑动。

凸柱232以及第三驱动件233固设在底壁2313上且容置在收容空间2314内。第三驱动件233包括主体2331及相对主体2331可向上伸缩的伸缩杆2332。主体2331固设在底壁2313上，伸缩杆2332伸出端铰接顶罩234的顶板2343的底面，用于顶升顶罩234。

顶罩234包括两端壁2341、两侧壁2342、以及顶板2343。两侧壁2342中的一侧壁可拆卸地连接在两端壁2341上，以方便伸缩杆2332伸出端与顶罩234的顶板2343的底面铰接。两侧壁2342、两端壁2341与顶板2343围成开口朝下的容置空间2344，容置空间2344可收容底框231。两端壁2341远离顶板2343的一端设置有与底框231上的二套设孔2315和一绳圈203位置对应的导槽2345。容置空间2344收容底框231后，每一导槽2345与套设孔2315和绳圈203对准，以供导杆222穿过和便于栓绳，并且每一导槽2345在朝顶板2343方向延伸有一定的长度，使得顶罩234相对底框231升降时，而不会被所述导杆222和绳圈203限制。顶板2343上表面开设有足套孔2346，用于供患者足部套入。该足套孔2346的底部可设置有压力传感器（图未标），通过压力传感器检测患者足底的压力。两导套235固接在顶板2343的底面，两凸柱232可全部套入对应的两导套235内且可相互滑动。伸缩杆2332与顶罩顶板2343的底面铰接（图未示）。当伸缩杆2332伸出时，可将顶罩234相对底框231顶升，凸柱232和导套235之间相对滑动，且凸柱232不滑出导套235。当伸缩杆2332缩回时，顶罩234下降。如此通过第三驱动件233的伸缩杆2342伸缩，带动顶罩234的上升或下降。

所述控制装置16电性连接第一驱动件215、第二驱动件224、第三驱动件233以及压力传感器、视听显示系统40等。从而可对摇摆结构21、滑动结构22、二升降体23的动作进行控制，并且实时检测出压力等参数，并通过视听显示系统40显示出来。

足部站位系统20装配时，首先将导套235套在凸柱232上，通过此引导，将顶罩234套在底框231外，且导槽2345与套设孔2315、绳圈203相对应，将伸缩杆2332的伸出端与顶罩顶板2343的底面铰接（图未示），再将两侧壁2342中的一侧壁连接在两端壁2341上，升降体23组装完毕。导杆222穿过升降体23底框231上的相对的套设孔2315和顶罩234相对的导槽2345，将升降体23连接到滑动结构22中。通过滑轮201、滑绳（图未示）和绳圈203将两升降体23环形连接。将伸缩杆2242的伸出端与底壁2313的底面铰接（图未示）。通过滑动结构22上的第二连接孔2213、摇摆结构21上的第一连接孔2116可将框架221固定连接在框体211内，从而将滑动结构22放入摇摆结构21内。第二驱动件224置入在容置槽2115内。摇摆结构21通过连接轴213连接在底座11的底板上，且框体211与配合孔113配合，第一驱动件215的伸缩杆2152伸出端与连接杆214铰接，而主体2151铰接在底座11的底板上，第一驱动件215可推动框体211在配合孔113内摇摆。二升降体23位于配合孔113内，且可相对配合孔113滑动或升降。

本发明平衡康复训练机械人100可进一步包括视听显示系统40，用于以声像形式显示减重系统10、足部站位系统20的相关参数信息，如接受压力传感器测量的足底压力的信息、减重系统10的减重多少的信息、以及接受来自足部站位系统20的驱动设备的频率的信息等。该视听显示系统40包括声像装置41和所述控制装置16。声像装置41设置在相对减重架12的一端，使得患者在平衡康复训练时，可实时观察到相关参数信息，如平衡参数信息等。所述控制装置16可根据需要而调节，如实时调节需要减轻的重量等。

患者使用平衡康复训练机械人100训练时，通过减重系统10的捆带153束捆患者的身躯，在滑绳14的提吊下以减轻患者自身重量对腿、足的压力。患者的足部分别套入二足套孔2346内。两个第三驱动件233可驱动两个顶罩234同时做一高一低的运动，从而带动患者足部一高一低运动，促使患者重心左右转移训练。第二驱动件224通过两升降体23的环形连接，带动两个升降体23同时做一前一后滑动，从而带动患者足部一前一后运动，如此促使患者行走，促使患者重心前后转移训练。第一驱动件215带动框体211前后摆动，使得患者的足尖端相对足跟端摆动，在患者重心前后移动的情况下训练患者的平衡反应。因此，本平衡康复训练机械人100用于康复训练时，可根据患者平衡能力的强弱而选择用静态站位模式或者动态站位模式，即，静态的高低站位模式和静态的前后站位模式，或，动态的高低往复运动模式和动态的前后往复运动模式，以及动态的前后往复摆动模式。由于第一驱动件215、第二驱动件224、第三驱动件233伸缩的长度是固定的，故其躯干前后摆动的幅度、足部水平前后运动的幅度、足部高低运动的幅度是恒定的。通过控制第一驱动件215的驱动频率，从而决定患者躯干前后摆动的频率，通过控制第二驱动件224的驱动频率，从而决定患者足部水平前后运动的频率，通过控制第三驱动件233的驱动频率，从而决定患者足部高低运动的频率，所以患者足部站位模式自动转换的频率是可以根据需要调节的。由此可见，本发明平衡康复训练机械人100因具有减重系统10和足部站位系统20，使其不仅适合平衡能力较强的患者，也适合初期的平衡功能较差的患者。

综上，本发明平衡康复训练机械人100包括减重系统10、足部站位系统20以及视听显示系统40。其中，减重系统10可根据患者的病情决定要减小的重量；足部站位系统20可选择静态站位模式和动态站位模式，并可通过压力传感器可测量患者的足部压力值，测得患者的平衡能力；视听显示系统40以声、像的形式表现相关训练的参数信息。本发明平衡康复训练机械人100中减重系统10、足部站位系统20以及视听显示系统40均与控制装置16电性连接，患者通过控制装置16选择静态平衡康复训练足部站位模式和动态平衡康复训练足部站位模式，根据平衡能力的高低控制第一驱动件215、第二驱动件224、第三驱动件233的频率，从而控制患者足部站位模式自动转换的速度。

可以理解，亦可通过在框架221的端壁2212内侧设置两个第二驱动件224，两个第二驱动件224分别动作，使得两个升降体23沿导杆222反向滑动。如此可省略通过滑绳穿过两升降体23的绳圈203，以及框架221两端壁2212上的四个滑轮201而把两升降体23环形相连的结构。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种平衡康复训练机械人，包括减重系统和足部站位系统，减重系统包括底座、设置在底座上的减重架以及设置在减重架上的吊带结构，减重系统用于在训练时提吊患者的身躯以减轻患者自身重量对腿、足的压力，其特征在于：所述足部站位系统包括摇摆结构、滑动结构以及升降体，摇摆结构可相对底座摇摆地设置在底座底板上，滑动结构固设在摇摆结构内，升降体包括底框以及顶罩，底框可前后滑动地设置在滑动结构内，顶罩可升降地与底框配合，顶罩上开设有足套孔，足套孔底部设置有压力传感器。

2.根据权利要求1所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述摇摆结构包括框体、转盘、连接轴、连接杆以及第一驱动件，所述框体通过连接轴连接在底座底板上，所述第一驱动件、连接杆、连接轴以及转盘连接，使得第一驱动件驱动转盘转动，从而使得框体相对底座摇摆。

3.根据权利要求2所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述底座具有底座顶板及形成在底座顶板下方的箱体空腔，底座顶板上开设有配合孔，摇摆结构设置在箱体空腔内，框体可摇摆地设置在配合孔内。

4.根据权利要求1所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述滑动结构包括框架、导杆和第二驱动件，框架设置在框体内，导杆设置在框架内，升降体可滑动地设置在导杆上，所述第二驱动件驱动升降体沿导杆前后滑动。

5.根据权利要求4所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述两升降体底框端壁上设有绳圈，滑动结构的框架端壁上相应设有滑轮，通过滑轮、滑绳、绳圈将两升降体环形连接，所述第二驱动件驱动一升降体沿导杆滑动，另一升降体则反向滑动。

6.根据权利要求5所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述升降体包括底框、第三驱动件以及顶罩，底框上开设有套设孔与凸柱，使得底框在第二驱动件的驱动下沿导杆前后滑动，顶罩上设有导槽和导套，导槽与套设孔配合，以供导杆穿过，凸柱可滑动地套入导套内以对顶罩的升降导向，使得顶罩在第三驱动件的驱动下和在凸柱、导套的引导下升降。

7.根据权利要求1所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述减重架包括二支撑杆及连接在二支撑杆顶端之间的横杆，所述横杆上安装有所述吊带结构，所述吊带结构设置有捆带，用于束捆患者的身躯。

8.根据权利要求1所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述平衡康复训练机械人进一步包括控制装置，所述控制装置电性连接减重系统、足部站位系统和视听显示系统，控制装置检测与控制摇摆结构、滑动结构、升降体的动作，并控制视听显示系统的内容。

9.根据权利要求1所述的平衡康复训练机械人，其特征在于：所述平衡康复训练机械人进一步包括视听显示系统，视听显示系统由声、像装置和控制装置组成，其电性连接所述减重系统以及足部站位系统，用以显示减重系统、足部站位系统的参数信息。

10.一种平衡康复训练机械人，其特征在于：包括减重系统、足部站位系统、视听显示系统以及控制装置，减重系统包括底座、设置在底座上的减重架以及设置在减重架上的吊带结构，减重系统用于在训练时提吊患者的身躯以减轻患者自身重量对腿、足的压力，视听显示系统电性连接所述减重系统以及足部站位系统，用于呈现减重系统和足部站位系统的相关参数信息，所述足部站位系统包括摇摆结构、滑动结构以及升降体，摇摆结构可相对底座摇摆地设置在底座底板上，滑动结构固设在摇摆结构内，升降体包括底框以及顶罩，底框可前后滑动地设置在滑动结构内，顶罩可升降地与底框配合，顶罩上开设有足套孔，足套孔底部设置有压力传感器，所述控制装置电性控制减重系统、足部站位系统和视听显示系统。