CN104740830A - 融合上半身躯干协调运动的步行训练装置 - Google Patents

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王春宝
段丽红
张博
吴正治
李伟光
卢志江
李梦杰
申亚京
王林
张晓丽
倪新强
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Abstract

本发明提供一种融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，包括上半身躯干驱动机构、上半身机构支撑杆、髋部驱动机构、履带式步行训练机构以及调节机构；所述上半身躯干驱动机构通过上半身机构支撑杆与髋部驱动机构连接，所述髋部驱动机构通过调节机构与履带式步行训练机构连接，所述履带式步行训练机构固定于底架上；本发明提供的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，通过上半身躯干驱动机构与髋部驱动机构对患者协调支承，使得患者在履带式步行训练机构上做步行训练的过程中可以保持上下半身的协调运动，可以在很大程度上提高康复训练的效果。

Description

融合上半身躯干协调运动的步行训练装置
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种融合上半身躯干协调运动的步行训练装置。
背景技术
我国老龄化问题日益严重，在老年人人群中，中风是一种具有高发病率的疾病。幸存患者往往出现偏瘫的后遗症，其神经功能恢复缓慢。为帮助患者尽快恢复功能，相应的康复训练被引入偏瘫患者的后期康复治疗。传统用于康复训练的步行训练机构多采用悬挂式免重的方式来减轻患者徒步负担，很大程度上限制了患者上半身的运动，导致患者无法重现正常步行状态或意识，康复训练效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，以解决传统悬挂式减重步态训练装置中上半身的运动受限，无法满足患者模拟正常行走中躯干运动的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，包括上半身躯干驱动机构、上半身机构支撑杆、髋部驱动机构、履带式步行训练机构及调节机构；所述上半身躯干驱动机构通过上半身机构支撑杆与髋部驱动机构连接，所述髋部驱动机构通过调节机构与履带式步行训练机构连接，所述履带式步行训练机构固定于底架上；
所述上半身躯干驱动机构由驱动肩部左右摆动的直流电机I，联轴器I，躯干旋转运动机构以及腋下固定机构组成，能够带动人体上半身在步行过程中协调性地左右摆动；
所述上半身机构支撑杆由四根长度能够手动调整的支撑杆组成；
所述髋部驱动机构由驱动髋部旋转运动的直流电机II，联轴器II，髋部旋转摆动机构以及髋部固定机构组成，能够带动人体髋部在步行过程中协调性地运动；
所述调整机构由横向驱动模块和竖直驱动模块组成，所述横向驱动模块由直流电机IV，同步带传动机构II，丝杠I以及横向移动座组成，通过直流电机IV、同步带传动机构II和丝杠I带动横向移动座在水平面滑动，从而带动患者在步行过程中躯干协调性地左右移动；所述竖直驱动模块由直流电机V，丝杠II以及竖直移动座组成，通过直流电机V和丝杠II带动竖直移动座在竖直面滑动，从而带动患者在步行过程中身体协调性地上下移动。
进一步，髋部驱动机构通过调节机构经电动缸与履带式步行训练机构连接，通过电动缸控制上半身躯干驱动机构、上半身机构支撑杆与髋部驱动机构整体结构的升降。
进一步，所述竖直驱动模块的竖直移动座上还安装有用于支承患者大部分重量的座椅。
进一步，所述履带式步行训练机构由驱动履带的直流电机III，同步带传动机构I和履带组成；通过直流电机III和同步带传动机构I带动履带运动。
进一步，所述躯干旋转运动机构和腋下固定机构由固定在联轴器上的支撑横杆I和固定在支撑横杆I上的两个支撑臂I组成，支撑臂I上还安装有用于固定患者腰部的固定板I。
进一步，所述髋部旋转摆动机构和髋部固定机构由固定在联轴器II上的支撑横杆II和固定在支撑横杆II上的两个支撑臂II组成，支撑臂II上还安装有用于固定患者髋部的固定板II。
进一步，所述直流电机I，直流电机V，直流电机II，直流电机IV和直流电机III与控制器连接，通过控制器控制其工作。
进一步，所述电动缸与控制器连接，通过控制器控制其工作。
本发明提供的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，运用上半身躯干驱动机构和髋部驱动机构，配合履带式步行训练装置，实现患者在步行训练的过程中，上半身和下半身的协调运动。
相较于现有技术，本发明具有以下优点：
其一，所述融合上半身躯干协调运动的步行训练装置实现患者在步行训练的过程中，上半身和下半身的协调运动，具有优秀的康复效果；
其二，所述融合上半身躯干协调运动的步行训练装置适用于偏瘫康复后期患者步态训练，适应性强。
进一步，所述融合上半身躯干协调运动的步行训练装置可以通过电动缸调整不同患者之间身高的差异性，具有很强的适应性；
进一步，设计有座椅，患者可以坐在座椅上进行训练，座椅用于支承患者大部分重量，以辅助步行训练，减少患者躯干受力。
附图说明
图1为本发明融合上半身躯干协调运动的步行训练装置的结构示意图。
其中，1-履带，2-座椅，3-髋部固定机构，4-髋部左右摆动机构，5-支撑杆，6-腋下固定机构，7-躯干旋转运动机构、8-直流电机I，9-联轴器I，10-直流电机V，11-直流电机II，12-联轴器II，13-横向移动座，14-丝杠I，15-同步带传动机构II，16-直流电机Ⅳ，17-竖直移动座，18-丝杠II，19-直流电机III，20-同步带传动机构I，21-电动缸。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
参见图1，融合上半身躯干协调运动的步行训练装置包括：上半身躯干驱动机构、上半身机构支撑杆、髋部驱动机构、履带式步行训练机构及调节机构；所述上半身躯干驱动机构通过上半身机构支撑杆与髋部驱动机构连接，所述髋部驱动机构通过调节机构经电动缸与履带式步行训练机构经连接，所述履带式步行训练机构固定于底架上；
所述上半身躯干驱动机构由驱动肩部左右摆动的直流电机I 8，联轴器I 9，躯干旋转运动机构7以及腋下固定机构6组成，能够带动人体上半身在步行过程中协调性地左右摆动；躯干旋转运动机构7与患者腋下胸部通过绷带固定，由驱动上半身躯干旋转的直流电机I 8，联轴器I 9带动旋转；躯干旋转运动机构7和腋下固定机构6由固定在联轴器9上的支撑横杆I和固定在支撑横杆I上的两个支撑臂I组成，支撑臂I上还安装有用于固定患者腰部的固定板I。
上半身躯干驱动机构经上半身机构支撑杆5与髋部驱动机构连接到调整机构的横向驱动模块和竖直驱动模块，通过直流电机IV 16、同步带传动机构II 15和丝杠I 14可以带动横向移动座13在水平面滑动，进而带动患者左右移动；通过直流电机V 10和丝杠II 18可以带动竖直移动座在竖直面滑动，进而带动患者上下运动；三种运动组合可带动人体上半身在步行过程中协调性地旋转、左右摆动和上下移动；上半身机构支撑杆由四根行程可调整的支撑杆5组成；
髋部驱动机构由驱动髋部左右摆动的直流电机II 11，联轴器II 12，髋部左右摆动机构4以及髋部固定机构3组成，可带动人体髋部在步行过程中协调性地旋转运动；所述髋部旋转摆动机构4和髋部固定机构3由固定在联轴器II 12上的支撑横杆II和固定在支撑横杆II上的两个支撑臂II组成，支撑臂II上还安装有用于固定患者髋部的固定板II。
髋部驱动机构连接到调整机构的横向驱动模块和竖直驱动模块，通过直流电机IV 16、同步带传动机构II 15和丝杠I 14可以带动横向移动座13在水平面滑动，进而带动患者左右移动；通过直流电机V 10和丝杠II 18可以带动竖直移动座在竖直面滑动，进而带动患者上下运动；三种运动组合可带动人体髋部在步行过程中协调性地旋转、左右摆动和上下移动；
履带式步行训练机构由驱动履带的直流电机III 19，同步带传动机构I20和履带1组成，通过直流电机III 19和同步带传动机构I 20可以带动履带1运动，患者在履带行走进行步行训练；
所述调整机构由横向驱动模块和竖直驱动模块组成，所述横向驱动模块由直流电机IV 16，同步带传动机构II 15，丝杠I 14以及横向移动座13组成，通过直流电机IV 16、同步带传动机构II 15和丝杠I 14可以带动横向移动座13在水平面滑动，从而带动患者在步行过程中身体协调性地左右移动；所述竖直驱动模块由直流电机V 10，丝杠II 18以及竖直移动座组成，通过直流电机V 10和丝杠II 18可以带动竖直移动座在竖直面滑动，从而带动患者在步行过程中身体协调性地上下移动实现患者减重目的；
进一步，髋部驱动机构通过调节机构经电动缸21与履带式步行训练机构连接，通过电动缸21控制上半身躯干驱动机构、上半身机构支撑杆与髋部驱动机构整体结构的升降，调节机构通过电动缸21调整整体机构(除履带式训练机构)升降以适应不同患者身高。
进一步，所述竖直驱动模块的竖直移动座17上还安装有用于支承患者大部分重量的座椅2，座椅2设计为免重装置，用于支承患者大部分重量，以辅助步行训练。
进一步，所述直流电机I 8，直流电机V 10，直流电机II 11，直流电机IV 16，直流电机III 19和电动缸21与控制器连接，通过控制器控制其工作。
使用本发明的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置进行康复训练时，被训者首先调整好电动缸21的行程，使患者能够直立的坐在座椅2上，然后固定髋部，再调节支撑杆5的行程，使上半身躯干驱动装置置于患者腋下，最后固定前胸。
实施被训者训练时，直流电机I 8，直流电机II 11，直流电机III 19，直流电机IV 16和直流电机V 10可由控制系统进行控制，通过控制直流电机I 8的角度位置带动上半身旋转运动；通过控制直流电机II 11的角度位置带动髋部的旋转运动；通过控制直流电机III 20的角度位置带动履带1转动，通过履带1和患者的脚底产生的摩擦力可以带动患者进行步行训练；通过控制直流电机IV的角度位置可以实现患者在水平方向上的左右运动；通过控制直流电机V的角度位置可以实现患者在竖直方向上的上下运动；通过控制直流电机I，直流电机IV和直流电机V的运动，再配合直流电机III的运动，可以实现人体肩部在步行时的三自由度组合运动；通过控制直流电机II，直流电机Ⅳ和直流电机V的运动，再配合直流电机III的运动，可以实现人体髋部在步行时的三自由度组合运动；通过控制五个直流电机的协调运动可以高度模拟正常人步行时的状态以增强康复效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：包括上半身躯干驱动机构、上半身机构支撑杆、髋部驱动机构、履带式步行训练机构及调节机构；所述上半身躯干驱动机构通过上半身机构支撑杆与髋部驱动机构连接，所述髋部驱动机构通过调节机构与履带式步行训练机构连接，所述履带式步行训练机构固定于底架上；
所述上半身躯干驱动机构由驱动肩部左右摆动的直流电机I(8)，联轴器I(9)，躯干旋转运动机构(7)以及腋下固定机构(6)组成，能够带动人体上半身在步行过程中协调性地左右摆动；
所述上半身机构支撑杆由四根长度能够手动调整的支撑杆(5)组成；
所述髋部驱动机构由驱动髋部旋转运动的直流电机II(11)，联轴器II(12)，髋部旋转摆动机构(4)以及髋部固定机构(3)组成，能够带动人体髋部在步行过程中协调性地运动；
所述调整机构由横向驱动模块和竖直驱动模块组成，所述横向驱动模块由直流电机IV(16)，同步带传动机构II(15)，丝杠I(14)以及横向移动座(13)组成，通过直流电机IV、同步带传动机构II和丝杠I带动横向移动座在水平面滑动，从而带动患者在步行过程中躯干协调性地左右移动；所述竖直驱动模块由直流电机V(10)，丝杠II(18)以及竖直移动座(17)组成，通过直流电机V和丝杠II带动竖直移动座在竖直面滑动，从而带动患者在步行过程中身体协调性地上下移动。
2.根据权利要求1所述所述的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：髋部驱动机构通过调节机构经电动缸(21)与履带式步行训练机构连接，通过电动缸(21)控制上半身躯干驱动机构、上半身机构支撑杆与髋部驱动机构整体结构的升降。
3.根据权利要求1或2所述的所述的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：所述竖直驱动模块的竖直移动座(17)上还安装有用于支承患者大部分重量的座椅(2)。
4.根据权利要求1或2所述的所述的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：所述履带式步行训练机构由驱动履带的直流电机III(19)，同步带传动机构I(20)和履带(1)组成；通过直流电机III和同步带传动机构I带动履带运动。
5.根据权利要求1或2所述的所述的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：所述躯干旋转运动机构(7)和腋下固定机构(6)由固定在联轴器(9)上的支撑横杆I和固定在支撑横杆I上的两个支撑臂I组成，支撑臂I上还安装有用于固定患者腰部的固定板I。
6.根据权利要求1或2所述的所述的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：所述髋部旋转摆动机构(4)和髋部固定机构(3)由固定在联轴器II(12)上的支撑横杆II和固定在支撑横杆II上的两个支撑臂II组成，支撑臂II上还安装有用于固定患者髋部的固定板II。
7.根据权利要求1或2所述的所述的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：所述直流电机I(8)，直流电机V(10)，直流电机II(11)，直流电机IV(16)和直流电机III(19)与控制器连接，通过控制器控制其工作。
8.根据权利要求2所述的所述的融合上半身躯干协调运动的步行训练装置，其特征在于：所述电动缸(21)与控制器连接，通过控制器控制其工作。
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