CN105769509B - 一种站立式下肢运动康复装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种站立式下肢运动康复装置，由支撑台架、执行组件、传动组件和控制驱动组件组成；所述执行组件中第一摇臂与第二摇臂平行设置安装在支撑台架底面上，第一摇臂与第二摇臂顶端均与踏板铰接，所述传动组件为齿轮齿条结构或多连杆结构，与之相配合的控制驱动组件分别为直线电机与位置触发器等以及伺服电机与变速箱等，且均通过控制箱控制驱动，执行组件在传动组件和控制驱动组件带动下实现往复运动。本发明的站立式下肢运动康复装置，使患者可以在站立的条件下进行如脚踝、膝部、胯部等多部位同时康复训练，模拟康复师人工手动康复过程，配以收复栏杆，使患者可以自行进行康复治疗活动，大大节省人工成本。
Description
技术领域
本发明属于康复医疗器械领域，具体涉及一种站立式下肢运动康复装置。
背景技术
在现有的下肢康复运动器械中，器械体积较为庞大，结构复杂。此外，现有的下肢康复运动器材均为坐卧式的，而患者要想真正达到康复行走的目的，需在站立的环境下进行康复，而在现有的康复医疗机械中，并没有能够满足患者这一需要的器械。
康复医院需要面临大量的康复对象，而每个康复对象的需要康复的下肢位置不同，如脚踝、膝部、胯部，为了应用范围的最大化，医院的康复器械每一次的康复部位较为单一，如只能锻炼脚踝或正能锻炼膝部，故患者在进行不同部位康复时就需要更换不同的器械。如需要同时康复，则常常需要在患者站立的情况下，康复师通过手动对患者进行辅助运动康复，无形增加了患者的时间即费用成本。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开了一种站立式下肢运动康复装置，使患者可以在站立的条件下进行多部位同时康复训练，结合说明书附图，技术方案如下：
一种站立式下肢运动康复装置，由支撑台架、执行组件、传动组件和控制驱动组件组成；
所述执行组件由第一摇臂10、第二摇臂11和踏板12组成，所述第一摇臂10与第二摇臂11平行设置安装在支撑台架1底面上，所述第一摇臂10与第二摇臂11顶端均与踏板12铰接，所述第一摇臂10与第二摇臂11往复摆动过程中踏板12始终保持水平；
所述传动组件由齿条9、第一齿轮4、第二齿轮5、传动轴14以及摇臂支撑轴13组成；所述摇臂支撑轴13一端与第二摇臂11下端固定连接；所述第一齿轮4和第二齿轮5与齿条9啮合，所述第一齿轮4通过所述传动轴14与第一摇臂10连接；所述齿条9与控制驱动组件输出端固定连接；所述摇臂支撑轴13、传动轴14以及第二齿轮5均固定安装在支撑台架1底面上；
所述控制驱动组件由直线电机2、控制箱3、第一触发器6、第二触发器7和触发挡块21组成；所述直线电机2固定在支撑台架1底面上，并与控制箱3控制连接，所述直线电机2输出端与所述齿条9固定连接；所述第一触发器6和第二触发器7均固定在支撑台架1侧沿上，并与并与控制箱3控制连接；所述触发挡块21固定在齿条9上，当触发挡块21到达第一触发器6的触发位置时，直线电机2在控制箱3的控制下带动齿条9向前运动，当触发挡块21到达第二触发器7的触发位置时，直线电机在控制箱3的控制下带动齿条9反向运动，进而通过传动组件带动执行组件往复运动。
一种站立式下肢运动康复装置，由支撑台架、执行组件、传动组件和控制驱动组件组成；
所述执行部分由第一摇臂10、第二摇臂11和踏板12组成，所述第一摇臂10与第二摇臂11平行设置安装在支撑台架1底面上，所述第一摇臂10与第二摇臂11顶端均与踏板12铰接，所述第一摇臂10与第二摇臂11往复摆动过程中踏板12始终保持水平。
所述传动组件由第一连杆23、第二连杆24和第三连杆25组成；所述第一连杆23一端与控制驱动组件的输出端固定连接，另一端与第二连杆24铰接，所述第二连杆24另一端与第一摇臂10下端铰接，所述第三连杆25两端分别与第一摇臂10和第二摇臂11下端铰接，所述第一连杆23长度小于第一摇臂10的长度，所述第一连杆23、第二连杆24和第一摇臂10构成三连杆机构，使所述第一连杆23连续旋转运动带动第一摇臂10往复运动；
所述控制驱动组件由伺服电机及变速器22和控制箱3组成，伺服电机及变速器22固定安装在支撑台架1底面上，其输出端与第一连杆23传动连接，所述伺服电机及变速器22与控制箱3控制连接，所述伺服电机及变速器22在控制箱3的控制下带动第一连杆23旋转，进而通过传动组件带动执行组件往复运动。
进一步地，还包括支撑板16，所述支撑板16活动安装在支撑台架上表面，以支撑患者站立；所述支撑板16上与执行组件相对应的位置设有开口，所述踏板12在第一摇臂10的带动下穿过所述开口上下运动。
更进一步地，在所述支撑板16的开口处，沿开口内侧安装有毛刷15。
进一步地，所述第一摇臂10和第二摇臂11为伸缩式结构，根据使用者的需要调节第一摇臂10和第二摇臂11的长度，进而调节踏板12的运动高度。
进一步地，所述支撑台架1两侧或前端设有手扶栏架17。
进一步地，所述踏板12上连接有固定患者脚部的绑带。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的站立式下肢运动康复装置，使患者可以在站立的条件下进行如脚踝、膝部、胯部等多部位同时康复训练。
2、本发明的站立式下肢运动康复装置采用多处铰接方式，使得患者在应用康复的同时可随时顺应患者待康复肢体运动，模拟康复师人工手动康复过程，配以收复栏杆，使患者可以自行进行康复治疗活动，大大节省人工成本。
2、本发明的站立式下肢运动康复装置中的驱动及传动组件既可以是直线电机配以齿轮齿条结构，也可以是伺服电机配以连杆结构，使其既可以满足家庭用的低成本要求，又可满足医疗机构的长时间工作需求。
3、本发明的站立式下肢运动康复装置结构简单，构思巧妙，制造成本低，占地空间小，易于推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例1的立体结构示意图；
图2为本发明实施例1主视图；
图3为本发明实施例1侧视图；
图4为本发明实施例1仰视图；
图5为本发明实施例2的立体结构示意图；
图6为本发明实施例2主视图；
图7为本发明实施例2侧视图。
图中：
1、支撑台架，2、直线电机，3、控制箱，4、第一齿轮，5、第二齿轮，6、第一触发器，7、第二触发器，8、齿轮轴，9、齿条，10、第一摇臂，11、第二摇臂，12、踏板，13、摇臂支撑轴，14、传动轴，15、毛刷，16、支撑板，17、手扶栏架，18、齿轮轴安装座，19、第一安装座，20、第二安装座，21、触发挡块，22、伺服电机及变速器，23、第一连杆，24、第二连杆，25、第三连杆。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
实施例1
如图1-图4所示，本发明公开了一种站立式下肢运动康复装置，由支撑台架1、执行组件、传动组件和控制驱动组件四部分组成。其中，执行组件包括第一摇臂10、第二摇臂11和踏板12；所述传动组件包括齿条9、第一齿轮4、第二齿轮5、传动轴14以及摇臂支撑轴13；所述控制驱动组件包括直线电机2、控制箱3、第一触发器6、第二触发器7和触发挡块21。
所述第一摇臂10与第二摇臂11平行设置安装在支撑台架1的底面上，所述第一摇臂10与第二摇臂11顶端均与踏板12铰接。为了使踏板12保持平稳，所述第一摇臂10与第二摇臂11与踏板12的铰接连接点位于靠近矩形的踏板12的对角线方向上，使踏板12在运动过程中能够承担横向及纵向两个方向的扭矩，使其不致倾斜甚至侧向翻转。所述第一摇臂10与第二摇臂11往复摆动过程中踏板12始终保持水平。
此外，为了适应待康复患者身高、康复需要等实际条件因素，所述第一摇臂10和第二摇臂11可设置为伸缩式结构，如第一摇臂10为两根套筒套接组成，在两根套筒对应的位置上设有若干孔，使用者根据需要调节两根套筒套接的相对位置，进而调节第一摇臂10的长度，最后用定位销将套接的两根套筒定位固定，所述第二摇臂11的长度调节方式同理，进而可以调节踏板12的极限运动高度。
所述摇臂支撑轴13安装在第二安装座20内，所述第二安装座20固定于支撑台架1底部，所述摇臂支撑轴13的一端与第二摇臂11下端固定连接，并随着第二摇臂11的往复摆动而往复扭转。所述第一齿轮4通过所述传动轴14与第一摇臂10同轴连接，所述传动轴14安装在第一安装座19内，所述第一安装座19与第二安装座平行设置，所述第一安装座19固定于支撑台架1底部。所述齿条9与控制驱动组件中的直线电机2的输出端固定连接；所述第一齿轮4和第二齿轮5沿齿条9方向分别与齿条9啮合安装。所述第二齿轮5的齿轮轴8安装在齿轮轴安装座18内，所述齿轮轴安装座18固定于支撑台架1底部。
所述直线电机2固定安装在支撑台架1底面的一端，所述直线电机2输出端与所述齿条9固定连接。所述第一触发器6和第二触发器7位于直线电机2同侧，均固定在支撑台架1侧沿上，其中，第一触发器6固定在靠近直线电机2一侧，第二触发器7固定在远离直线电机2一侧，所述触发挡块21固定在齿条9上。所述直线电机2、第一触发器6和第二触发器7均与所述控制箱3控制连接，所述控制箱3内设有控制模块，写入控制程序，根据第一触发器6和第二触发器7反馈的触发信号控制所述直线电机2输出端的伸出或缩回。当触发挡块21到达第一触发器6的触发位置时，第一触发器6将触发信号传送给控制箱3，控制箱3向直线电机2发出伸出的信号，直线电机2带动齿条9向前运动；触发挡块21在齿条9的带动下向前运动，当触发挡块21运动到达第二触发器7的触发位置时，第二触发器7将触发信号传送给控制箱3，控制箱3向直线电机2发出缩回，即反向运动的信号，直线电机2带动齿条9缩回，即向反方向运动；当触发挡块21再次回到第一触发器6的触发位置时，直线电机2再次向前运动，如此实在往复运动。
此外，通过调整第一触发器6和第二触发器7之间的距离位置，可控制踏板12的运动轨迹，例如，当第二触发器7安装在直线电机2的最大伸出行程位置点时，踏板12从初始位置向上运动至最高点，继续向下运动至与初始位置水平，此时直线电机2处于最大伸出行程，第二触发器7触发，直线电机2反向缩回，带动踏板12反向运动；当第二触发器7安装在直线电机2的最大伸出行程的一半位置时，踏板12从初始位置向上运动至最高点，此时直线电机2即处于最大伸出行程的一半位置，第二触发器7即触发，直线电机2即反向缩回，带动踏板12反向运动；以此类推，患者可根据实际需要调节踏板12运动轨迹。
当所述直线电机2在控制箱3的控制下带动齿条9往复直线运动时，与齿条9啮合传动连接的第一齿轮4做往复旋转运动，并通过传动轴14带动第一摇臂10往复摆动，最终带动踏板12上下往复运动。
此外，考虑到待康复的患者对位行动不便者，为了方便患者自行进行康复训练，在支撑台架1上表面放置有支撑板16，患者站在支撑板16上进行康复训练，所述支撑板16上与踏板12运动相对应的位置设有开口，所述踏板12在第一摇臂10的带动下穿过所述开口上下运动，且为了防止灰尘，保护支撑台架下方的传动组件和控制驱动组件不受污染，在所述支撑板16的开口处，沿开口内侧安装有一圈毛刷15。在支撑台架1两侧设有手扶栏架17，所述手扶栏架17也可根据实际情况设置安装在支撑台架1的前端，方便患者手扶。为了让患者待康复的下肢随着康复装置有效进行训练动作，在踏板12上可固定连接有固定患者脚部的绑带。
患者在使用本装置进行康复训练师时，先站立在支撑板16上，将待康复一侧的脚放在踏板12上，可用绑带固定，然后手把手扶栏架17，打开控制开关，在控制箱3的控制下，电机开始带动传动组件运动，进而带动踏板12上的患者的脚部开始往复运动，由于踏板12与摇臂之间均为铰接，踏板12始终保持水平，患者脚步即始终保持水平，使得患者脚步运动过程中带动腿部及胯部一同运动，模拟正常人走步动作，使得患者脚踝、膝部、胯部等多部位同时得到扭转康复训练。
实施例2
与实施例1中的技术方案类似，本实施例2中同样公开了一种站立式下肢运动康复装置，同样由支撑台架1、执行组件、传动组件和控制驱动组件四部分组成。其中，执行组件的组成与连接方式与实施例1相同包括第一摇臂10、第二摇臂11和踏板12；
在本实例2中考虑到实施例1中直线电机与齿轮齿条结构的传动配合多适用于使用频率较低的家用环境，而在现有的康复中心中，患者较多，康复装置需要长时间频繁地使用，所以需要一种更加耐用且安全的驱动与传动机构。
如图5-图7所示，本发明公开了一种站立式下肢运动康复装置，同样由支撑台架1、执行组件、传动组件和控制驱动组件四部分组成。其中，执行组件的组成与连接方式与实施例1相同，此处不再赘述。
所述传动组件由第一连杆23、第二连杆24和第三连杆25组成；所述控制驱动组件由伺服电机及变速器22和控制箱3组成。
所述第一连杆23一端与伺服电机及变速器22的输出端固定连接，另一端与第二连杆24铰接，所述第二连杆24另一端与第一摇臂10下端铰接，所述第三连杆25两端分别与第一摇臂10和第二摇臂11下端铰接，所述第一连杆23通过第二连杆24带动第一摇臂10运动，所述第一连杆23长度小于第一摇臂10的长度，所述第一连杆23、第二连杆24和第一摇臂10构成三连杆机构，第一连杆23运动半周，即180度时，第一摇臂10运动到端点处，第一连杆23继续向下运动半周，即360度回到起点时，第一摇臂10由于长度较长，其向反方向运动回到起点处，实现了所述第一连杆23连续旋转运动带动第一摇臂10往复摆动；所述第一摇臂10通过第一安装座19安装在支撑台架1底面上，所述第二摇臂11通过第二安装座20安装在支撑台架1底面上。
所述伺服电机及变速器22固定安装在支撑台架1底面上，其输出端与第一连杆23传动连接，所述伺服电机及变速器22与控制箱3控制连接，所述伺服电机及变速器22在控制箱3的控制下带动第一连杆23旋转，进而带动第一摇臂10往复运动。
本实施例2中除上述传动及控制驱动部分的结构与实施例1不同以外，分别通过齿条齿轮结构与多连杆机构来实现执行组件的往复摆动。其余部分均与实施例1相同，此处不再赘述。
Claims (7)
1.一种站立式下肢运动康复装置，其特征在于：由支撑台架、执行组件、传动组件和控制驱动组件组成；
所述执行组件由第一摇臂(10)、第二摇臂(11)和踏板(12)组成，所述第一摇臂(10)与第二摇臂(11)平行设置安装在支撑台架(1)底面上，所述第一摇臂(10)与第二摇臂(11)顶端均与踏板(12)铰接，所述第一摇臂(10)与第二摇臂(11)往复摆动过程中踏板(12)始终保持水平；
所述传动组件由齿条(9)、第一齿轮(4)、第二齿轮(5)、传动轴(14)以及摇臂支撑轴(13)组成；所述摇臂支撑轴(13)一端与第二摇臂(11)下端固定连接；所述第一齿轮(4)和第二齿轮(5)与齿条(9)啮合，所述第一齿轮(4)通过所述传动轴(14)与第一摇臂(10)连接；所述齿条(9)与控制驱动组件输出端固定连接；所述摇臂支撑轴(13)、传动轴(14)以及第二齿轮(5)均固定安装在支撑台架(1)底面上；
所述控制驱动组件由直线电机(2)、控制箱(3)、第一触发器(6)、第二触发器(7)和触发挡块(21)组成；所述直线电机(2)固定在支撑台架(1)底面上，并与控制箱(3)控制连接，所述直线电机(2)输出端与所述齿条(9)固定连接；所述第一触发器(6)和第二触发器(7)均固定在支撑台架(1)侧沿上，并与控制箱(3)控制连接；所述触发挡块(21)固定在齿条(9)上，当触发挡块(21)到达第一触发器(6)的触发位置时，直线电机(2)在控制箱(3)的控制下带动齿条(9)向前运动，当触发挡块(21)到达第二触发器(7)的触发位置时，直线电机在控制箱(3)的控制下带动齿条(9)反向运动，进而通过传动组件带动执行组件往复运动。
2.一种站立式下肢运动康复装置，其特征在于：由支撑台架、执行组件、传动组件和控制驱动组件组成；
所述执行组件由第一摇臂(10)、第二摇臂(11)和踏板(12)组成，所述第一摇臂(10)与第二摇臂(11)平行设置安装在支撑台架(1)底面上，所述第一摇臂(10)与第二摇臂(11)顶端均与踏板(12)铰接，所述第一摇臂(10)与第二摇臂(11)往复摆动过程中踏板(12)始终保持水平；
所述传动组件由第一连杆(23)、第二连杆(24)和第三连杆(25)组成；所述第一连杆(23)一端与控制驱动组件的输出端固定连接，另一端与第二连杆(24)铰接，所述第二连杆(24)另一端与第一摇臂(10)下端铰接，所述第三连杆(25)两端分别与第一摇臂(10)和第二摇臂(11)下端铰接，所述第一连杆(23)长度小于第一摇臂(10)的长度，所述第一连杆(23)、第二连杆(24)和第一摇臂(10)构成三连杆机构，使所述第一连杆(23)连续旋转运动带动第一摇臂(10)往复运动；
所述控制驱动组件由伺服电机及变速器(22)和控制箱(3)组成，伺服电机及变速器(22)固定安装在支撑台架(1)底面上，其输出端与第一连杆(23)传动连接，所述伺服电机及变速器(22)与控制箱(3)控制连接，所述伺服电机及变速器(22)在控制箱(3)的控制下带动第一连杆(23)旋转，进而通过传动组件带动执行组件往复运动。
3.如权利要求1或2所述一种站立式下肢运动康复装置，其特征在于：还包括支撑板(16)，所述支撑板(16)活动安装在支撑台架上表面，以支撑患者站立；所述支撑板(16)上与执行组件相对应的位置设有开口，所述踏板(12)在第一摇臂(10)的带动下穿过所述开口上下运动。
4.如权利要求3所述一种站立式下肢运动康复装置，其特征在于：在所述支撑板(16)的开口处，沿开口内侧安装有毛刷(15)。
5.如权利要求1或2所述一种站立式下肢运动康复装置，其特征在于：所述第一摇臂(10)和第二摇臂(11)为伸缩式结构，根据使用者的需要调节第一摇臂(10)和第二摇臂(11)的长度，进而调节踏板(12)的运动高度。
6.如权利要求1或2所述一种站立式下肢运动康复装置，其特征在于：所述支撑台架(1)两侧或前端设有手扶栏架(17)。
7.如权利要求1或2所述一种站立式下肢运动康复装置，其特征在于：所述踏板(12)上连接有固定患者脚部的绑带。
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| GR01 | Patent grant |