CN104840331A - 一种上下肢主被动同步康复训练机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上下肢主被动同步康复训练机，属于医疗设备技术领域。本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机，包括同步带传动装置、手部训练装置、脚部训练装置、扭簧及扭力调节装置和阻尼减速装置，扭簧及扭力调节装置在脚部训练装置顺时针转动时为其提供阻尼力，阻尼减速装置在脚部训练装置逆时针转动时为其提供阻尼力，同步带传动装置带动手部训练装置与脚部训练装置同步转动。本发明提供了一种通过扭簧与单向阻尼器相结合的方式实现上下肢主被动同步训练，对关节僵硬、挛缩和骨质疏松等具有良好的康复训练效果，能满足康复医学临床的要求的康复训练机。具有结构简单，操作方便，运行安全可靠，成本低廉，实用性强的特点。

Description

一种上下肢主被动同步康复训练机

技术领域

本发明涉及一种康复训练机，更具体地说，涉及一种上下肢主被动同步康复训练机。

背景技术

随着科技进步和人民生活水平的提高，世界上许多国家正在步入(或已经步入)老龄化。在老龄人群中(近年来在年龄上呈现年轻化趋势)有大量的心脑血管疾病或神经系统疾病患者，这类患者多数伴有偏瘫等肢体运动障碍症状。同时，由于交通运输工具的迅速增长，因交通事故而造成神经性损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。医学理论和临床医学证明，这类患者除了需要早期的手术治疗和必要的药物治疗外，后期的康复训练对于肢体运动功能的恢复也起到非常重要的作用。由于专业护理人员或医疗费用的缺乏等问题，多数患者选择了在家里自行康复训练，然而由于训练方法不够科学和训练量的不足，很多患者错过了最佳恢复时间，许多人因得不到有效的康复训练而逐渐丧失了肢体的活动功能，既给患者带来了许多痛苦，又给家人和社会造成了很大的负担。

近年来，出现了各种各样的康复训练器械(机器人)。患者可以通过医师的指导，利用这些康复训练器械在家中自行完成肢体的康复训练，在节省康复费用的同时也保证了一定的康复训练强度。但是现有的康复训练器械，很多存在自由度多、体积大、价格较高等缺点，并且不能利用一台器械实现上肢和下肢的综合康复训练，但事实上很多患者的上肢和下肢均需要康复训练。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的康复训练机结构复杂，操作困难，成本高昂，以及具有一定安全隐患的不足，提供一种上下肢主被动同步康复训练机，采用本发明的技术方案，通过扭簧与单向阻尼器相结合的方式实现上下肢主被动同步的递进式训练，结构简单，操作方便，运行安全可靠，并具有成本低廉、实用性强的特点，对关节僵硬、挛缩和骨质疏松等具有良好的康复训练效果，能满足康复医学临床的要求。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机，包括同步带传动装置、手部训练装置、脚部训练装置、扭簧及扭力调节装置和阻尼减速装置，所述的扭簧及扭力调节装置在脚部训练装置顺时针转动时为其提供阻尼力，所述的阻尼减速装置在脚部训练装置逆时针转动时为其提供阻尼力，所述的同步带传动装置带动手部训练装置与脚部训练装置同步转动。

更进一步地，还包括支架，所述的手部训练装置和脚部训练装置分别可转动地连接于支架上。

更进一步地，所述的手部训练装置包括手柄连杆和连接于手柄连杆两端的手柄，所述的手柄连杆通过轴承可转动地连接于支架上。

更进一步地，所述的脚部训练装置包括脚踏连杆和连接于脚踏连杆两端的脚踏杆，所述的脚踏连杆两端靠近脚踏杆的位置分别套装轴承，所述的轴承安装在轴承座上，所述的轴承座通过螺栓固定于支架。

更进一步地，所述的同步带传动装置包括同步轮一、同步轮二和同步带，所述的同步轮一固定安装于手柄连杆，所述的同步轮二固定安装于脚踏连杆，所述的同步带连接于同步轮一与同步轮二之间。

更进一步地，所述的阻尼减速装置包括单向阻尼器，该单向阻尼器的两端分别活动连接于脚踏杆和支架。

更进一步地，所述的扭簧及扭力调节装置包括扭簧和扭力调节机构，所述的扭簧一端连接于脚部训练装置，另一端连接于扭力调节机构，所述的扭力调节机构连接于支架，用于调节扭簧扭力的大小。

更进一步地，还包括升降座椅装置，所述的升降座椅装置包括座椅、升降机构和固定底板，所述的固定底板与支架相连，所述的升降机构安装于座椅与固定底板之间，用于上下调节座椅的高度。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机，其扭簧及扭力调节装置用于为顺时针转动的脚部训练装置提供阻尼力，扭簧及扭力调节装置包括扭簧和扭力调节机构，扭簧一端连接于脚部训练装置，另一端连接于扭力调节机构，扭力调节机构连接于支架，用于调节扭簧扭力的大小，患者可根据具体情况和需要来选择不同的扭力大小进而实现不同的训练强度，可以让不同病情的患者都得到合适且充分的训练；

(2)本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机，其阻尼减速装置用于为逆时针转动的脚部训练装置提供安全可靠的阻尼力，阻尼减速装置包括单向阻尼器，单向阻尼器的两端分别活动连接于脚踏杆和支架，单向阻尼器在脚踏杆顺时针转动时无阻力，在脚踏杆逆时针转动时阻力随着脚踏杆受到的扭簧回复力的增大而增大，随着脚踏杆受到的扭簧回复力的减小而减小，可以使手部训练装置和脚部训练装置保持逆时针缓慢转动，避免对患者身体造成损伤；

(3)本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机，还包括升降座椅装置，升降座椅装置包括座椅、升降机构和固定底板，固定底板与支架相连，升降机构安装于座椅与固定底板之间，用于上下调节座椅的高度，通过对座椅高度的调节，不仅可同时完成上肢和下肢的康复训练，还能完成上下肢不同关节的康复训练，使训练更具有针对性和灵活性；

(4)本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机，结构简单，操作方便，运行安全可靠，并且还具有成本低廉、实用性强等特点，对关节僵硬、挛缩和骨质疏松等都具有良好的康复训练效果，能满足康复医学临床的要求，具有很大的使用前景。

附图说明

图1和图2为本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机不同视角的结构示意图；

图3为本发明的一种上下肢主被动同步康复训练机的左视图示意图。

示意图中的标号说明：

1、手柄；2、手柄连杆；3、同步轮一；4、同步带；5、同步轮二；6、轴承座；7、脚踏连杆；8、脚踏杆；9、单向阻尼器；10、立柱；11、座椅；12、升降机构；13、；固定底板；14、扭簧；15、扭力调节机构。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例的一种上下肢主被动同步康复训练机，包括支架、升降座椅装置、同步带传动装置、手部训练装置、脚部训练装置、扭簧及扭力调节装置和阻尼减速装置，扭簧及扭力调节装置在脚部训练装置顺时针转动时为其提供阻尼力，所述的阻尼减速装置在脚部训练装置逆时针转动时为其提供阻尼力(上述的顺时针方向与逆时针方向的判断是参照附图3而定)，同步带传动装置带动手部训练装置与脚部训练装置同步转动。手部训练装置和脚部训练装置分别可转动地连接于支架上，支架采用框架结构，由若干根直杆组成，具有结构简单可靠、重量轻、稳定性高等特点。

本实施例的手部训练装置包括手柄连杆2和连接于手柄连杆2两端的手柄1，两个手柄1与手柄连杆2既可以采用一体成型也可以采用分开加工然后固定连接，两个手柄1的中间部位具有内凹的弧度，方便握持，手柄1外侧还可以套设增加摩擦力的橡胶套；手柄连杆2通过轴承可转动地连接于支架上，轴承为深沟球轴承，主要承受径向载荷。本实施例的脚部训练装置包括脚踏连杆7和连接于脚踏连杆7两端的脚踏杆8，脚踏连杆7两端靠近脚踏杆8的位置分别套装轴承，轴承采用深沟球轴承，主要承受径向载荷，轴承安装在轴承座6上，轴承座6通过螺栓固定于支架，螺栓设于轴承座6的两端，安装可靠。脚踏杆8一端固连于脚踏连杆7，固连方式采用焊接或卡接或插接或其他方式均可，脚踏杆8另一端为类“L”形结构，且该类“L”形结构的端部设置有脚托板，脚托板四周边沿设有防止脚下滑的挡边。本实施例的同步带传动装置包括同步轮一3、同步轮二5和同步带4，同步轮一3固定安装于手柄连杆2，同步轮二5固定安装于脚踏连杆7，为了达到同步训练的效果，同步轮一3的直径需小于同步轮二5的直径，同步带4连接于同步轮一3与同步轮二5之间，用于传递动力，实现手部训练装置与脚部训练装置的同步运动。本实施例的阻尼减速装置包括单向阻尼器9，该单向阻尼器9的两端分别活动连接于脚踏杆8和支架。具体地，在本实施例中支架底部两侧与脚踏杆8正对的位置分别设有一竖向的立柱10，立柱10的上部通过连接轴与单向阻尼器9的一端铰接，单向阻尼器9的另一端则通过连接轴与脚踏杆8下部铰接。单向阻尼器9在脚踏杆8顺时针转动时无阻力，在脚踏杆8逆时针转动时阻力随着脚踏杆8受到的扭簧回复力的增大而增大，随着脚踏杆8受到的扭簧回复力的减小而减小。本实施例的扭簧及扭力调节装置包括扭簧14和扭力调节机构15，扭簧14一端连接于脚部训练装置，具体地，扭簧14可先固连于同步轮二5，然后通过同步轮二5与脚部训练装置实现连接；扭簧14另一端连接于扭力调节机构15，扭力调节机构15连接于支架，具体地，扭力调节机构15可先与轴承座6连接，而轴承座6又与支架固连；扭力调节机构15调节扭簧14扭力的大小，患者可根据具体情况和需要来选择不同的扭力大小进而实现不同的训练强度。

本实施例的升降座椅装置包括座椅11、升降机构12和固定底板13，固定底板13与支架底部相连并固定，不会发生相对移动，更加安全可靠。升降机构12安装于座椅11与固定底板13之间，用于上下调节座椅11的高度，升降机构12包括升降杆和控制件，升降杆下端固定于固定底板13中心位置，升降杆上端固定于座椅11底部重心位置，控制件用于控制升降杆的上下运动，可以采用手动控制或电动控制；座椅11两侧还设有挡边扶手。康复训练过程中，患者全程坐于座椅11上不会由于长时间训练而感到疲劳；通过控制座椅11的高度，不仅可同时完成上肢和下肢的康复训练，还能完成上下肢不同关节的康复训练，使训练更具有针对性。

使用时，先将座椅11调节到适当的高度，并通过扭力调节机构15将扭簧14扭力调节到适合患者训练的大小；患者坐下后，两只脚放在脚托板上并用力下踩，带动脚部训练装置克服扭簧14的扭力顺时针旋转，此时单向阻尼器9无阻尼力；同步带传动装置将动力传递到手部训练装置使其与脚部训练装置同步运动，实现患者的上下肢主动同步训练。医学试验证明，当患者肌肉的训练力量达到肌肉的最大拉力时，才能起到有效且良好的恢复作用，因此本实施例中的扭簧14可根据患者需求的最大扭簧力来设计，这样患者在主动训练过程中可以使肌肉达到最大爆发力，满足康复要求。当患者的脚部力量不足以克服扭簧14所产生的阻尼力时，患者可通过用手转动手部训练装置来协助完成。同时，主动训练过程中，随着扭簧14的运动，扭力逐渐加大，扭簧14储存的能量也随之增加，当到达一定的值时也就是当肌肉达到最大爆发力时扭簧14的能量需要释放，扭簧14释放的能量会带动手部训练装置和脚部训练装置逆时针转动，此时单向阻尼器9会产生阻尼力，且扭簧14能量释放的越快则单向阻尼器9产生的阻尼力就越大，从而使手部训练装置和脚部训练装置实现逆时针缓慢转动，完成患者的被动训练，运行平稳，避免了手部训练装置和脚部训练装置由于转动速度过快而对身体造成损伤。另外，本实施例的康复训练机还可通过手部或脚部独自克服扭簧14的扭力来完成主被动训练，使用灵活，可充分适应康复患者的训练需求。

现有技术中的康复训练机一般是通过电机在正向或反向上输出大小方向不同的力矩，实现阻尼。然而由于电机是一种有源器件，利用电机直接提供阻尼力，对康复训练可能会存在一定的安全隐患。而与现有技术相比，本实施例的一种上下肢主被动同步康复训练机，结构简单，操作方便，运行安全可靠，并具有成本低廉、实用性强的特点，完全能满足康复医学临床的要求。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：包括同步带传动装置、手部训练装置、脚部训练装置、扭簧及扭力调节装置和阻尼减速装置，所述的扭簧及扭力调节装置在脚部训练装置顺时针转动时为其提供阻尼力，所述的阻尼减速装置在脚部训练装置逆时针转动时为其提供阻尼力，所述的同步带传动装置带动手部训练装置与脚部训练装置同步转动。

2.根据权利要求1所述的一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：还包括支架，所述的手部训练装置和脚部训练装置分别可转动地连接于支架上。

3.根据权利要求2所述的一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：所述的手部训练装置包括手柄连杆(2)和连接于手柄连杆(2)两端的手柄(1)，所述的手柄连杆(2)通过轴承可转动地连接于支架上。

4.根据权利要求3所述的一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：所述的脚部训练装置包括脚踏连杆(7)和连接于脚踏连杆(7)两端的脚踏杆(8)，所述的脚踏连杆(7)两端靠近脚踏杆(8)的位置分别套装轴承，所述的轴承安装在轴承座(6)上，所述的轴承座(6)通过螺栓固定于支架。

5.根据权利要求4所述的一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：所述的同步带传动装置包括同步轮一(3)、同步轮二(5)和同步带(4)，所述的同步轮一(3)固定安装于手柄连杆(2)，所述的同步轮二(5)固定安装于脚踏连杆(7)，所述的同步带(4)连接于同步轮一(3)与同步轮二(5)之间。

6.根据权利要求5所述的一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：所述的阻尼减速装置包括单向阻尼器(9)，该单向阻尼器(9)的两端分别活动连接于脚踏杆(8)和支架。

7.根据权利要求6所述的一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：所述的扭簧及扭力调节装置包括扭簧(14)和扭力调节机构(15)，所述的扭簧(14)一端连接于脚部训练装置，另一端连接于扭力调节机构(15)，所述的扭力调节机构(15)连接于支架，用于调节扭簧(14)扭力的大小。

8.根据权利要求7所述的一种上下肢主被动同步康复训练机，其特征在于：还包括升降座椅装置，所述的升降座椅装置包括座椅(11)、升降机构(12)和固定底板(13)，所述的固定底板(13)与支架相连，所述的升降机构(12)安装于座椅(11)与固定底板(13)之间，用于上下调节座椅(11)的高度。