CN104759060B - 双气囊减重步行训练装置 - Google Patents

Abstract

一种双气囊减重步行训练装置，包括由底板、两立柱和两扶手组成的机架，机架后部连接有箱体。还包括步行器、下部气囊支架、下部气囊、紧身短裤、上部气囊支架、上部气囊、操作显示器、鼓风机、控制器和气体压力传感器。本发明装置结构简单、操作方便，由于采用了双气囊结构，减重能力高达95％，减重程度比单气囊大，而且在腋下增加两个支撑受力点，缓解了单气囊的腰部集中受力，舒适程度提高，同时在步行训练时可以更好的左右、上下调整重心，训练时能模拟出正常的步态。可以使患者在舒适的减重环境下进行下肢康复训练，适用于脑卒中患者，肌肉萎缩、神经损伤、运动损伤等引起下肢运动障碍患者的康复训练。

Description

双气囊减重步行训练装置

技术领域

本发明涉及一种医疗康复器械，特别涉及一种双气囊减重步行训练装置。

背景技术

脑卒中是我国的常见病和多发病，全国每年新发脑卒中约200万人，其中约85％具有肢体、运动功能障碍后遗症，70％以上患者通过早期开始介入步行训练可恢复步行能力。但是对于偏瘫患者、运动损伤患者等重症肢体活动能力差的患者，在下肢支撑体重困难的情况下，要进行独立行走训练是非常困难的，因此迫切需要一种能对患者在身体重量减负的情况下进行训练的康复训练设备。目前使用的气囊减重步行是一种行之有效的康复训练方式，这种通过气压减重方式来协助人体站立、行走、跑步训练，避免了悬吊减重操作较为复杂、避免了斜床减重程度不够(很难适用70％以上的减重量)的缺点，而且斜床康复训练由于训练体位的限制，只有交替踏步及单腿屈伸等简单步行模式，无法模拟真实步行状态。

但是，目前使用的单气囊主要是利用患者在气囊内的下部分身体与气囊外的上部分身体间的差动气压所产生的垂直向上的支撑力来实现减重，只能达到80％减重量，而且在训练过程中由于所有向上的支撑力集中在腰部，使受训对象腰部与跨部极为不舒服，因而无法达到训练的要求。

发明内容

本发明的目的，就在于解决上述问题，提供一种双气囊减重步行训练装置。

本发明的目的是这样实现的：一种双气囊减重步行训练装置，其包括：

机架，包含底板、两立柱和两扶手，机架后部连接有箱体；

步行器，设置在机架的底板上并可独立运动；

下部气囊支架，安装在机架的两立柱上并可沿两立柱上下移动；

下部气囊，其上部与下部气囊支架相连，下部与机架的底板密封相连并将步行器包围在内；

紧身短裤，用于穿在人身上并可与上、下部气囊密封连接；

上部气囊支架，与下部气囊支架相连；

上部气囊，用于穿在人身上并与上部气囊支架相连，上部气囊与下部气囊通过气体管道相连；

操作显示器，连接在下部气囊支架上可随下部气囊支架一起运动；

鼓风机，安装在机架后部的箱体内并通过管路与下部气囊连接连通；

控制器，设置在机架后部的箱体内并与操作显示器、鼓风机以及步行器电信号相连；

气体压力传感器，设置在底板并与控制器电信号相连，通过控制器将气体压力值传输至操作显示器显示。

所述机架的两立柱上分别设有上下延伸的滑动槽，所述下部气囊支架与该滑动槽嵌套滑动相连，下部气囊支架上设有锁定机构，可在任意滑动槽圆孔将下部气囊支架锁紧。

所述步行器下装有承重传感器，该承重传感器与控制器相连并通过控制器将人体施加在步行器上的重量传输至操作显示器显示。

所述控制器包括主控电路、传感器接口电路、电机驱动电路和电源模块，电源模块分别连接主控电路、传感器接口电路和电机驱动电路向它们提供电源；主控电路的输入连接操作显示器，输出连接电机驱动电路；传感器接口电路的输入分别连接气体压力传感器和承重传感器，输出连接操作显示器；电机驱动电路的输出连接鼓风机。

所述下部气囊上面设有圆形开口以及用于与上部气囊连通的导气口，在圆形开口上设有半边气密拉链；下部设有进气口和出气口，周围设有视窗，底部为敞口，敞口四周与机架的底板四周密封相连，所述下部气囊支架与圆形开口处相连。

所述紧身短裤上部设有用于与下部气囊密封连接的半边气密拉链，与上部气囊密封连接的半边气密拉链，以及用于固定整个紧身短裤上部形状的铅丝套圈。

所述上部气囊支架包括旋转座、支撑体、支架横杆、支撑体高度调节机构和支撑体角度调节机构，旋转座上设有用于与下部气囊支架连接的套简，支撑体与旋转座固定相连，支架横杆连接在支撑体的一侧，支撑体高度调节机构设置在支撑体中部可调节支撑体的高度，支撑体角度调节机构设置在旋转座上用于调节支撑体的角度；所述支撑体上部设有凹弧形支撑板。

所述上部气囊包括囊体和紧身背心，囊体的上端与紧身背心的颈下部位气密相连，囊体的下端设有用于与紧身短裤气密相连的半边气密拉链，在紧身背心上部设有可调节肩带，在囊体的左右两侧分别设有凹弧形承托面，在囊体上设有用于与下部气囊连通的导气管以及用于与上部气囊支架相连的左右两个插孔。

所述机架后部的箱体内设有进气管路和出气管路；进气管路的进口连接鼓风机的出气口，出口连接下部气囊的进气口；出气管路的进口连接下部气囊的出气口，出口连接鼓风机的进气口。

所述进气管路和出气管路上分别设有电磁控制阀，该电磁控制阀与控制系统相连由控制系统控制其开关。

所述操作显示器可由用户设置并显示步行器的运动速度、步行器的倾斜角度和减重程度，以及步行训练时间。

本发明的双气囊减重步行训练装置克服以上的缺点，它是在原结构的基础上在患者身体的上部增加一个气囊，减重能力可高达95％，同时在腋下增加两个受力点，缓解腰部的集中受力，受训者即使进行长时间的训练也没有不适的感觉。因此，用于双气囊减重步行训练装置的上部气囊非常适用于偏瘫患者、运动损伤患者、运动强度低的老年人行走训练甚至跑步训练，以增加患者的下肢肌力，促进平衡、协调功能。该装置当用户倾倒或失去平衡时可以提供辅助的水平方向和横向的力，对运动缓慢或“摔倒风险”的人群意义重大。同时也适合肌肉无力，肥胖，关节痛，和害怕摔跤而放弃步行训练的人群。由于装置提供减负状态下快速跑步训练模式，而在此模式下，被训者与减少高峰垂直GRFS情况下具有相同的有氧刺激，因此活性峰GRF下降能使被训者额外受益，对运动员的康复有明显效果。

具体地说，本发明具有以下优点和特点：

1、双气囊减重能力高达95％，减重程度比单气囊大，同时在步行训练时可以更好的左右、上下调整重心，训练时能模拟出正常的步态。

2、与单气囊相比，由于在腋下增加两个受力点，缓解腰部的集中受力，增加训练的舒适性，更适用于偏瘫患者、运动损伤患者、运动强度低的老年人行走训练甚至跑步训练。

3、可对被训者进行主动、被动训练减重程度，步行训练速度的运动功能评定，能实现人体运动学参数的检测，为临床制定康复治疗方案提供科学的实验数据，根据测定结果，医护人员可对受训对象提出具体的训练要求。

4、下部气囊支架与上部气囊支架可根据人体上身与下身高度分别调节，可实现个性化减重步态训练。

附图说明

图1为本发明双气囊减重步行训练装置的总体结构示意图；

图2为本发明中的下部气囊的结构示意图；

图3为本发明中的紧身短裤的结构示意图；

图4为本发明中的上部气囊的结构示意图；

图5为本发明中的上部气囊支架的结构示意图；

图6为本发明中的底部结构示意图。

具体实施方式

参见图1，配合参见图2-图6，本发明的双气囊减重步行训练装置，包括由底板1、两立柱2和两扶手3组成的机架，机架后部连接有箱体4。还包括步行器5、下部气囊支架6、下部气囊7、紧身短裤8、上部气囊支架9、上部气囊10、操作显示器11、鼓风机12、控制器13。图1中所示，a为人体模型。

配合参见图6，步行器5设置在机架的底板1上并可独立运动；在步行器5下装有承重传感器15，该承重传感器15与控制器13相连并通过控制器将人体施加在步行器上的重量传输至操作显示器显示。

下部气囊支架6安装在机架的两立柱上并可沿两立柱上下移动；在两立柱2上分别设有上下延伸的滑动槽，下部气囊支架与该滑动槽嵌套滑动相连，下部气囊支架上设有锁定机构(未图示出来)，可在任意滑动槽圆孔位置将下部气囊支架锁紧。

配合参见图2，在下部气囊7上面设有圆形开口71以及用于与上部气囊连通的导气口72，在圆形开口上设有半边气密拉链(未图示出来)；下部设有进气口73和出气口74，周围设有视窗75，底部为敞口76，敞口四周与机架的底板四周密封相连并将步行器包围在内，下部气囊7的圆形开口71处与下部气囊支架6相连。下部气囊与机架底板及紧身短裤密封连接后，下部气囊与机架底板及紧身短裤之间形成一个密闭的充气空间。

配合参见图3，紧身短裤8用于穿在人身上并可与下部气囊7密封连接，也可以与上部气囊10连接；在紧身短裤上部设有用于与下部气囊密封连接的半边气密拉链81，紧身短裤的顶部设有用于与上部气囊的半边气密拉链103密封连接的气密拉链83，以及用于固定整个紧身短裤上部形状的铅丝套圈82。紧身短裤是由氯丁橡胶制成的弹性密闭短裤。

配合参见图4，上部气囊10用于穿在人身上并与上部气囊支架9相连，该上部气囊包括连接成一体的囊体101和紧身背心102，囊体的上端与紧身背心的颈下部位气密相连，紧身背心穿戴在受训者的身上后，人体与囊体101之间就构成一个充气空间，当气囊10通过其底部的气密性拉链103与紧身短裤8顶部的气密拉链83连接后，人体与囊体101之间就构成一个密闭的充气空间。在紧身背心上分别设有用于固定气囊的可调节肩带104，在囊体的左右两个侧面上端设有凹弧形承托面107，在囊体一个侧面前端设有用于与下部气囊连通的导气管105，以及囊体两侧各有一个用于与上部气囊支架相连的插孔106。上部气囊与下部气囊通过导气管105相连。

配合参见图5，上部气囊支架9与下部气囊支架6相连。该上部气囊支架包括旋转座91、支撑体92、支架横杆93、支撑体高度调节机构94和支撑体角度调节机构95，旋转座上设有用于与下部气囊支架连接的套筒96，支撑体与旋转座固定相连，支架横杆连接在支撑体的一侧，支撑体高度调节机构设置在支撑体中部可调节支撑体的高度，支撑体角度调节机构设置在旋转座上用于调节支撑体的角度；在支撑体上部设有凹弧形支撑板97。通过旋转底座与下部气囊支架嵌套固定连接，根据受训者的身高等因素调节支撑体高度调节机构以确定支架的高度，使得支撑板位于受训者的腋下位置且将支架横杆插入到上部气囊的插孔中，当确定好整个支架的高度后，使上气囊支架下端和两侧挡板的圆孔同轴，将插销插入插孔中，固定支架的角度；当患者不需要上部气囊或者训练结束时，将支撑体角度调节机构中的插销拔出，这样上部气囊支架会随着旋转座转动一定的角度，让支架横杆脱离上部气囊的插孔。

操作显示器11连接在下部气囊支架6上可随下部气囊支架一起运动。该操作显示器可由用户设置并显示步行器的运动速度、步行器的倾斜角度和减重程度。

鼓风机12安装在机架后部的箱体4内，在机架后部的箱体内设有进气管路和出气管路(未图示出来)；进气管路的进口连接鼓风机的出气口，出口连接下部气囊的进气口73；出气管路的进口连接下部气囊的出气口74，出口连接鼓风机的进气口。在进气管路和出气管路上分别设有电磁控制阀(未图示出来)，该电磁控制阀与控制系统相连由控制系统控制其开关。

控制器13设置在机架后部的箱体内并与操作显示器11、鼓风机12以及步行器5电信号相连；该控制器包括主控电路、传感器接口电路、电机驱动电路和电源模块，电源模块分别连接主控电路、传感器接口电路和电机驱动电路向它们提供电源；主控电路的输入连接操作显示器，输出连接电机驱动电路：传感器接口电路的输入分别连接气体压力传感器和承重传感器，输出连接操作显示器；电机驱动电路的输出连接鼓风机。

配合参见图6，气体压力传感器14设置在下部气囊内并与控制器13电信号相连，通过控制器将气体压力传输至操作显示器显示。图6中所示，15为承重传感器，16为接线端子，17为传感器变送器，18为电动机控制器。

本发明的工作过程原理如下：将下部气囊与底板密封连接并与下部气囊支架相连，让人穿上紧身短裤，把下部气囊支架降低到最低位置，让人站进下部气囊支架内并站在步行机上，将紧身短裤与下部气囊通过气密拉链密封连接。然后拉起下部气囊支架到达合适位置后用锁定机构将其锁紧，然后穿上上部气囊，根据个体上身的高度调节相应上部气囊支架的高度，将导气管插入下部气囊的导气孔内，做好上下气囊之间的连接，用户在操作显示器上设置的减重程度控制鼓风机充气或放气来调节气囊内的气压使人体的下肢呈现浮起的状态从而达到减重的效果。然后启动步行机，用户可以在显示装置上设置步行机的速度及倾斜角度，最后可进行步行训练。

Claims (10)

1.一种双气囊减重步行训练装置，其特征在于包括：

机架，包含底板、两立柱和两扶手，机架后部连接有箱体；

步行器，设置在机架的底板上并可独立运动；

下部气囊支架，安装在机架的两立柱上并可沿两立柱上下移动；

下部气囊，其上部与下部气囊支架相连，下部与机架的底板密封相连并将步行器包围在内；

紧身短裤，用于穿在人身上并可与上、下部气囊密封连接；

上部气囊支架，与下部气囊支架相连；

上部气囊，用于穿在人身上并与上部气囊支架相连，上部气囊与下部气囊通过气体管道相连；

操作显示器，连接在下部气囊支架上可随下部气囊支架一起运动；

鼓风机，安装在机架后部的箱体内并通过管路与下部气囊连接连通；

控制器，设置在机架后部的箱体内并与操作显示器、鼓风机以及步行器电信号相连；

气体压力传感器，设置在底板内并与控制器电相连，通过控制器将气体压力值传输至操作显示器显示。

2.根据权利要求1所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述机架的两立柱上分别设有上下延伸的滑动槽，所述下部气囊支架与该滑动槽嵌套滑动相连，下部气囊支架上设有锁定机构，可在任意滑动槽圆孔处将下部气囊支架锁紧。

3.根据权利要求1所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述步行器下装有承重传感器，该承重传感器与控制器相连并通过控制器将人体施加在步行器上的重量传输至操作显示器显示。

4.根据权利要求3所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述控制器包括主控电路、传感器接口电路、电机驱动电路和电源模块，电源模块分别连接主控电路、传感器接口电路和电机驱动电路向它们提供电源；主控电路的输入连接操作显示器，输出连接电机驱动电路；传感器接口电路的输入分别连接气体压力传感器和承重传感器，输出连接操作显示器；电机驱动电路的输出连接鼓风机。

5.根据权利要求1所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述下部气囊上面设有圆形开口以及用于与上部气囊连通的导气口，在圆形开口上设有半边气密拉链；下部设有进气口和出气口，周围设有视窗，底部为敞口，敞口四周与机架的底板四周密封相连，所述下部气囊支架与圆形开口处相连。

6.根据权利要求1所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述紧身短裤上部设有用于与下部气囊密封连接的半边气密拉链，与上部气囊密封连接的半边气密拉链，以及用于固定整个紧身短裤上部的铅丝套圈。

7.根据权利要求1所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述上部气囊支架包括旋转座、支撑体、支架横杆、支撑体高度调节机构和支撑体角度调节机构，旋转座上设有用于与下部气囊支架连接的套筒，支撑体与旋转座固定相连，支架横杆连接在支撑体的一侧，支撑体高度调节机构设置在支撑体中部，可调节支撑体的高度，支撑体角度调节机构设置在旋转座上用于调节支撑体的角度；所述支撑体上部设有凹弧形支撑板。

8.根据权利要求1所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述上部气囊包括囊体和紧身背心，囊体的上端与紧身背心的颈下部位气密相连，囊体的下端设有用于与紧身短裤气密相连的半边气密拉链，在紧身背心上部设有可调节肩带，在囊体的左右两侧分别设有凹弧形承托面，在囊体上设有用于与下部气囊连通的导气管以及用于与上部气囊支架相连的左右两个插孔。

9.根据权利要求1所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述机架后部的箱体内设有进气管路和出气管路；进气管路的进口连接鼓风机的出气口，出口连接下部气囊的进气口；出气管路的进口连接下部气囊的出气口，出口连接鼓风机的进气口。

10.根据权利要求9所述的双气囊减重步行训练装置，其特征在于：所述进气管路和出气管路上分别设有电磁控制阀，该电磁控制阀与控制系统相连由控制系统控制其开关。