CN107174490A - 一种移动式康复训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式康复训练装置，包括移动支撑装置、绳索装置、膝关节矫正装置和运动传感器等；绳索装置与移动支撑装置固定，给患者大腿提供合适拉力，辅助康复训练；膝关节矫正装置控制大腿杆和所述小腿杆转动；四个运动传感器分别固定于大腿端和小腿端，用于检测人体下肢运动意图。本发明的康复训练装置适用于不同程度腿部受伤或偏瘫的患者，体积小，方便不同场所使用。

Description

一种移动式康复训练装置

技术领域

本发明涉及医疗康复设备技术领域，尤其是涉及一种移动式康复训练装置。

背景技术

目前，由于老年化的加剧和偏瘫患者对行走能力的渴望，下肢的康复医疗现已成为现代医疗领域的新的发展模式，在医学界、学术界和产业领域被广泛关注。但下肢康复医疗在国际上的研究局限于实验室的研究，生产出来的产品甚少。

康复训练机器人打破了传统的一对一的辅助治疗模式，不仅将医师从医师从繁重、反复的训练任务中解脱出来使其更加专注于治疗方案的改进，而且使得集中康复医疗和远程康复医疗成为可能。康复医疗训练，能实时根据患者的康复现状有针对性调整康复治疗方案，并根据患者的个体差异性，实施不同强度，不同模式的训练，激励患者的主动运动意识，增强患者的康复信心。在一定程度上也将缩短治疗的周期，科学的治疗减少病人不必要的痛苦。

现有的下肢康复训练装置主要为固定式的大型器械，价格昂贵，且只能固定于某一方向训练，达不到全方位平衡训练的效果，降低了患者主动训练的积极性。

如公开号为CN104274299A的发明专利所公开的一种下肢康复训练装置，由扶手及其支架、控制装置、背带装置、下肢辅助运动机构、髋关节位置调节装置、履带机构、机架组成；扶手及其支架以及履带机构通过螺栓连接到机架上，控制装置连接到机架前端，背带装置连接到机架后端，下肢辅助运动机构及髋关节位置调节装置安装在背带装置上。该发明的康复训练装置着力于进行双下肢的交替步态运动，仅仅针对于下肢能自身抬起、移动的患者，并未考虑到大腿和小腿不能交替活动或下肢无力的患者，因此在实际生活中该装置的适用范围太小，并且患者独自训练时较为吃力，降低患者康复欲望。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种移动式康复训练装置，通过患者身上穿戴的运动传感器判断患者的运动意图，通过膝关节矫正器带动膝关节的屈伸。本发明的绳索装置可以根据人的运动意图给患者受伤的腿部提供拉力，帮助行走过程中的抬腿动作；本装置适用于患者康复的不同阶段，可以根据受伤腿部的运动能力提供不同程度的帮助，腿部运动能力强，绳索装置提供较小的拉力，腿部运动能力较弱，绳索装置提供较大的拉力，防止过分辅助，最大的提高患者训练效果。根据运动传感器测出的人体运动速度，来控制移动支撑控制装置的运动速度，使移动装置自动跟随人运动，对患者持续提供支撑作用。

本发明的技术方案如下：一种移动式康复训练装置，包括移动支撑装置、绳索装置、膝关节矫正装置、运动传感器及控制器；

所述移动支撑装置包括底盘、直角架、直线电机，所述底盘的前部左右两侧均安装一个驱动轮，底盘的后部左右两侧均安装一个万向轮，每个驱动轮通过安装在底盘上的驱动电机驱动，所述直角架的一边铰接在底盘上，所述直线电机的一端与底盘铰接，另一端与直角架的另一边铰接；

所述绳索装置包括绳索、螺纹杆、绳索电机、固定板；所述固定板安装在底盘上，绳索电机安装在固定板上，绳索电机的输出端与螺纹杆的一端相连，螺纹杆的另一端支承在固定板上；所述绳索一端与螺纹杆固定相连，其余缠绕在螺纹杆上；

所述膝关节矫正装置包括两个固定带、大腿杆、小腿杆、固定盘、膝关节驱动电机、第一齿轮、第二齿轮，所述膝关节驱动电机固定在固定盘上，膝关节驱动电机输出轴安装第一齿轮，大腿杆固定在第一齿轮上，所述第二齿轮支承在固定盘上，小腿杆固定在第二齿轮上，第一齿轮和第二齿轮相啮合；所述大腿杆通过一固定带固定在康复者的大腿上，绳索另一端与该固定带相连；所述小腿杆通过另一固定带固定在康复者的小腿上；

康复者的大腿、小腿上均安装运动传感器；

所述直线电机、驱动电机、绳索电机、膝关节驱动电机以及运动传感器均与控制器相连。

进一步的，所述直角架的另一边上安装有扶手。

本发明采取的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明移动式康复训练装置可以实现在空间任意角度位置的训练；2、移动支撑装置为患者提供支撑和减重作用，使被训练者在下肢无力时可以防止其摔倒并减少被训练者耗费体力，使患者主动训练欲望增强；3、绳索机构为被训练者在即将抬腿时提供运动力，并且绳索机构不限定左右腿，减少了驱动装置数量，进而减少了能源消耗；4、膝关节矫正装置带动膝关节进行屈伸运动，使被训练者能进行正常的步态行走，帮助患者恢复得更快；5、运动传感器检测大腿和小腿的角速度以及运动姿态，判断膝关节的屈伸运动，控制本康复装置的运动，使装置更稳定，提高了装置的整体性能，使患者能进行稳定的步态行走。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为移动支撑装置和绳索装置结构示意图；

图3为绳索装置结构示意图；

图4为膝关节矫正器结构等轴测示意图；

图5为膝关节矫正器结构俯视图示意图；

图中，1-底盘；2-驱动轮；3-万向轮；4-驱动电机；5-直线电机；6-铰链；7-铰链连接板；8-直角架；9-光杆；10-第一轴承座；11-轴承连接板；12-扶手；13-蜗杆；14-绳索电机；15-固定板；16-绳索；17-小腿杆；18-膝关节驱动电机；19-固定盘；20-大腿杆；21-固定带；22-运动传感器；23-第二轴承座；24-第一齿轮；25-第二齿轮。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-5所示，本发明提供的一种移动式康复训练装置，包括移动支撑装置3、绳索装置、膝关节矫正装置和运动传感器22；

所述移动支撑装置包括底盘1、直角架8、直线电机5，所述底盘1的前部左右两侧均安装一个驱动轮2，底盘1的后部左右两侧均安装一个万向轮3，每个驱动轮2通过安装在底盘1上的驱动电机4驱动；

所述底盘1上安装有光杆9，光杆9的两端通过第一轴承座10支承，第一轴承座10通过轴承连接板11安装在底盘1上，直角架8的一边上安装一对第二轴承座23，第二轴承座23套设在光杆9上，这样的结构构成直角架8的一边与底盘1铰接；

所述直线电机5的两端均安装铰链6，一端的铰链6通过铰链连接板与底盘1相连，另一端的铰链6与直角架8的另一边铰接；所述直角架8的另一边上安装有扶手12，方便舒适康复者支撑。

所述绳索装置包括绳索16、蜗杆13、绳索电机14、固定板15；所述固定板15安装在底盘1上，绳索电机14安装在固定板15上，绳索电机14的输出后与螺纹杆13的一端相连，螺纹杆13的另一端支承在固定板15上；所述绳索16一端与螺纹杆13固定相连，其余缠绕在螺纹杆13上，并控制绳索的长度；本实施例绳索电机14采用双输出轴电机，电机的两个输出轴上均安装一个螺纹杆13，方便左、右膝盖的选择。另外，实际加工过程中固定板15与螺纹杆13连接的两端边角进行倒圆角处理。

如图4-5所示，所述膝关节矫正装置包括两个固定带21、大腿杆20、小腿杆17、固定盘19、膝关节驱动电机18、第一齿轮24、第二齿轮25，所述膝关节驱动电机18固定在固定盘19上，膝关节驱动电机18输出轴安装第一齿轮24，大腿杆20固定在第一齿轮24上，所述第二齿轮25支承在固定盘19上，小腿杆17固定在第二齿轮25上，第一齿轮24和第二齿轮25相啮合；所述大腿杆20通过一固定带21固定在康复者的大腿上，绳索16另一端与该固定带21相连；所述小腿杆17通过另一固定带21固定在康复者的小腿上；

康复者的大腿、小腿上均安装运动传感器22，用于检测人体下肢运动意图。所述直线电机5、驱动电机4、绳索电机14、膝关节驱动电机18以及运动传感器22均与控制器相连。所述控制器采用Stmicroelectronics公司STM32F746G-DISCO型号的产品，但不限于此。

运动传感器22用于检测人体姿态角和下肢运动角速度，根据姿态角和角速度判断人体下肢膝关节的活动姿态，从而驱动绳索装置；计算人体运动速度，根据运动速度使移动支撑装置跟随人体运动。

本发明的使用过程如下：

首先，用固定带11把如图5所示的膝关节矫正装置绑到患者的腿上，大腿处固定大腿杆20，小腿处固定小腿杆17，如图1所示，大腿小腿处皆绑有固定带21；大腿部的固定带21通过绳索16与绳索相连；如图1所示，两个运动传感器22对称放置在左右小腿上，两个运动传感器22对称放置在左右大腿上，用来检测人体的运动意图。

本实施例中所用的移动支撑装置根据患者身高调节合适的高度，如图2所示，具体操作如下：患者先把双手放在扶手12上，打开直线电机5，随着直线电机5的运动，与直角架8相连接的扶手12位置升高，直到适合的高度，关闭直线电机5。再将患者上肢放到直角架8和扶手12上，起到减重支撑作用，如图1所示。

人体在开始运动时，每一个运动传感器22都可以实时测量该用户的大腿或小腿实时的姿态角度以及运动角速度。通过姿态角，可以判断膝关节屈伸运动。根据膝关节屈伸意图，膝关节驱动电机18带动大小腿进行屈伸运动。当检测到膝关节的弯曲时，也就是人体的抬腿动作，绳索装置就通过绳索电机14和螺纹杆13拉动绳索16来帮助大腿进行抬腿运动。该绳索装置可以根据患者病情提供不同大小的拉力，对偏瘫严重的患者，在抬腿过程中绳索16提供比较大的拉力；对轻微偏瘫的患者，在抬腿过程中提供较小的拉力，来最大提高患者的训练效果。

通过测量到的大腿和小腿实时的姿态角度以及运动角速度，可以计算出人体实时运动速度。将人体的运动速度实时传输到移动支撑装置的驱动电机4，驱动电机4驱动驱动轮2，因而该移动支撑装置可以实时跟随人体运动，起到持续支撑减重的作用，并且可以给患者带来安全感。

综上所述，本实施例提供的一种移动式康复训练装置，膝关节矫正器具有大腿杆和小腿杆，分别带动大腿和小腿进行屈伸运动，患者能根据自己的左右腿瘫痪情况进行训练；绳索机构使被训练者在抬腿过程中提供拉力，患者不需要耗费太多体力，使患者更能积极主动训练，提高康复训练效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种移动式康复训练装置，其特征在于，包括移动支撑装置、绳索装置、膝关节矫正装置、运动传感器及控制器等；

所述移动支撑装置包括底盘、直角架、直线电机，所述底盘的前部左右两侧均安装一个驱动轮，底盘的后部左右两侧均安装一个万向轮，每个驱动轮通过安装在底盘上的驱动电机驱动，所述直角架的一边铰接在底盘上，所述直线电机的一端与底盘铰接，另一端与直角架的另一边铰接；

所述绳索装置包括绳索、螺纹杆、绳索电机、固定板；所述固定板安装在底盘上，绳索电机安装在固定板上，绳索电机的输出端与螺纹杆的一端相连，螺纹杆的另一端支承在固定板上；所述绳索一端与螺纹杆固定相连，其余缠绕在螺纹杆上；

所述膝关节矫正装置包括两个固定带、大腿杆、小腿杆、固定盘、膝关节驱动电机、第一齿轮、第二齿轮，所述膝关节驱动电机固定在固定盘上，膝关节驱动电机输出轴安装第一齿轮，大腿杆固定在第一齿轮上，所述第二齿轮支承在固定盘上，小腿杆固定在第二齿轮上，第一齿轮和第二齿轮相啮合；所述大腿杆通过一固定带固定在康复者的大腿上，绳索另一端与该固定带相连；所述小腿杆通过另一固定带固定在康复者的小腿上；

康复者的大腿、小腿上均安装运动传感器；

所述直线电机、驱动电机、绳索电机、膝关节驱动电机以及运动传感器均与控制器相连。

2.如权利要求1所述的移动式康复训练装置，其特征在于，所述直角架的另一边上安装有扶手。