CN107456354A - 柔性腿部模拟行走康复训练仪 - Google Patents

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CN107456354A CN201710725308.6A CN201710725308A CN107456354A CN 107456354 A CN107456354 A CN 107456354A CN 201710725308 A CN201710725308 A CN 201710725308A CN 107456354 A CN107456354 A CN 107456354A
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Abstract

柔性腿部模拟行走康复训练仪，底座上设有跑步机、用于支撑人体的支撑部、用于牵引腿部进行运动的牵引部；底座包括两根相对设置的底杆，两根底杆相互平行，且两底杆的左端通过连接杆连接固定，连接杆与底杆相垂直，且底杆和连接杆位于同一水平面上；支撑部位于底座的右端，牵引部位于底座的左端，跑步机位于支撑部和牵引部之间；因腿脚问题无法正常行走的群体利用本发明进行腿部康复训练，利用牵引部自动带动腿部在跑步机上运动，自动实现腿部模拟正常行走动作的训练，采用柔性的腿部牵引机构和跑步机相结合的方式，使得合成轨迹与正常的行走腿部运动轨迹更加贴合，比传统的坐姿腿部锻炼方式更具科学性与高效性。

Description

柔性腿部模拟行走康复训练仪
技术领域
本发明涉及一种柔性腿部模拟行走康复训练仪。
背景技术
中国是一个人口大国，肢体残疾人数达数千万，腿部康复训练的需求非常庞大。但现如今专门针对下肢康复训练的设备非常少，有的也只是通过坐着的康复器械进行锻炼，只能起到活动筋骨的作用，无法模拟真实走路有效康复。所以，一款科学的腿部模拟行走康复训练仪是目前社会所需要的。
发明内容
为克服背景技术中存在的缺陷，本发明提供一种柔性腿部模拟行走康复训练仪。
本发明解决上述问题的技术方案是：
柔性腿部模拟行走康复训练仪，所述康复训练仪包括底座，所述底座上设有跑步机、用于支撑人体的支撑部、用于牵引腿部进行运动的牵引部；
所述底座包括两根相对设置的底杆，两根所述底杆相互平行，且两底杆的左端通过连接杆连接固定，连接杆与底杆相垂直，且所述底杆和所述连接杆位于同一水平面上；所述支撑部位于所述底座的右端，所述牵引部位于所述底座的左端，所述跑步机位于支撑部和牵引部之间；
所述支撑部包括分别设置在两根底杆上的两根直线导轨，所述直线导轨的底端均固定在所述底杆上，所述直线导轨的顶端均沿竖直方向向上延伸，且直线导轨均与底杆相垂直；
定义其中一根直线导轨与底杆的交点为原点，经过所述原点且与所述直线导轨相平行的方向为z轴方向，经过所述原点且与底杆相平行的方向为y轴方向，经过所述原点且与所述连接杆相平行的方向为x轴；且两根直线导轨与底座的交点之间的连线与所述的x轴方向共线，则：
所述支撑部还包括沿x轴方向延伸的抬升架，且抬升架沿x轴方向的两端分别可滑动地设置在两个直线导轨上；所述抬升架连接有用于驱动抬升架沿着直线导轨上下移动并定位的驱动装置，且所述驱动装置位于所述抬升架沿y轴方向的左侧；所述抬升架沿y轴方向的右侧面上间隔设有两个可架起人体的U形叉，所述U形叉所在的平面与抬升架相垂直，且U形叉的叉口沿z轴方向竖直向上；
所述驱动装置包括架设在所述底座上的门架，所述门架位于所述抬升架沿y轴方向的左侧，门架沿z轴方向的底端固定在底座上，门架沿z轴方向的顶面间隔设有两个第一电动推杆；所述第一电动推杆沿z轴方向的底端固定在门架上，所述第一电动推杆沿z轴方向的顶端具有可沿z轴方向往复运动的第一输出轴；拉绳贯穿并卡设在所述第一输出轴的顶端，且所述拉绳可滑动地设置在所述第一输出轴的顶端上，所述拉绳的上端固定在抬升架的顶部，所述拉绳的下端固定在所述底杆上；
所述牵引部包括框架，所述框架沿z轴方向的底脚分别固定在底杆上，所述框架上面向所述支撑部的一面分别设有均沿x轴方向延伸的第一固定杆和第二固定杆，且第一固定杆位于所述第二固定杆沿z轴方向的上方；第一固定杆和第二固定杆面向所述支撑部的一面分别设有若干个牵引装置；
所述牵引装置包括均沿x轴方向延伸的第一传动轴和第二传动轴，且第二传动轴位于第一传动轴沿z轴方向的下方，第一传动轴和第二传动轴均可转动地架设在第一固定杆或第二固定杆上；所述第一转动轴上固定套设有卷筒，所述卷筒上卷绕有绑带，绑带的内端固定在卷筒上，绑带的外端连接有用于捆绑在腿部的套圈，套圈具有弹性；第一转动轴的一端固定套设有大齿轮；第二传动轴上固定套设有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮相啮合，且第二传动轴通过联轴器与第一电机的转轴同轴相连，以驱动绑带绕着卷筒缠绕或展开；
所述跑步机包括设置在两个底杆之间的安装座，所述安装座连接有可驱动安装座沿y轴方向移动并定位的移动装置；所述安装座上设有均沿x轴方向延伸的第一转轴和第二转轴，且第一转轴和第二转轴的两端分别可转动地设置在所述安装座上；圈状的跑步带张拉在第一转轴和第二转轴之间；还包括用于驱动第一转轴和第二转轴转动的动力装置，所述动力装置包括固定在安装座上的第二电机，所述第二电机的转轴上固定套设有主动齿轮，第二电机30的转轴与第一转轴相平行，且第一转轴的一端固定套设有与主动齿轮相配合的从动齿轮，且所述主动齿轮与从动齿轮通过链条连接；
所述移动装置包括设置在连接杆与安装座之间的第二电动推杆和设置在所述安装座底面的滑轮，第二电动推杆沿y轴方向的左端固定在连接杆上，第二电动推杆沿y轴方向的右端具有可沿y轴方向往复运动的第二输出轴，且第二电动推杆的第二输出轴与安装座固定连接，以驱动安装座沿y轴方向移动；
患者可以使用自己的轮椅靠近本发明，也可通过其他方式靠近本发明，本发明也可以设置配套的轮椅，所述康复训练仪还包括轮椅，且两底杆之间的间隙允许所述轮椅通过以使所述轮椅靠近抬升架，且所述跑步机上设有所述轮椅的定位装置；所述跑步带沿x轴方向的两侧分别罩设保护壳以允许所述跑步带的两侧在所述保护壳内转动，且所述保护壳固定在所述安装座上；所述定位装置包括设置在所述保护壳上的电磁铁和配对设置在所述轮椅上的铁块；两个所述保护壳上均设有沿y轴方向向牵引部延伸的安装杆，所述安装杆的固定端固定在保护壳上，所述安装杆的自由端端面上设有用于迎合轮椅的所述电磁铁；
所述康复训练仪还包括控制器，所述控制器与各第一电机、第二电机、第一电动推杆、第二电动推杆和电磁铁分别一一相连。
进一步，所述第一电机通过电机支架固定在第一固定杆或第二固定杆上。
进一步，第一固定杆和第二固定杆上分别设有2个牵引装置。
进一步，所述直线导轨沿竖直方向的顶部设有防止抬升架滑过头的堵头。
进一步，所述第一输出轴的顶端设有卡头，所述第一卡头上设有卡槽，所述拉绳可滑动地卡设在所述卡槽内。
进一步，所述门架通过三角支架固定在底杆上。
进一步，所述底杆的底面设有若干个用于贴合工作台面的脚撑。
进一步，所述直线滑轨上设有滑槽，所述抬升架上设有可沿所述滑槽滑动的滑块。
本发明的有益效果主要表现在：
因腿脚问题无法正常行走的群体利用本发明进行腿部康复训练，利用牵引部自动带动腿部在跑步机上运动，自动实现腿部模拟正常行走动作的训练，采用柔性的腿部牵引机构和跑步机相结合的方式，使得合成轨迹与正常的行走腿部运动轨迹更加贴合，比传统的坐姿腿部锻炼方式更具科学性与高效性。
附图说明
图1为本发明的轴测图一；
图2为本发明的轴测图二；
图3为本发明的侧视图；
图4为牵引装置的结构示意图；
图5为跑步机的结构示意图。
具体实施方式
参照附图，柔性腿部模拟行走康复训练仪，包括底座，所述底座上设有跑步机、用于支撑人体的支撑部、用于牵引腿部进行运动的牵引部；
所述底座包括两根相对设置的底杆4，两根底杆4相互平行，且两底杆4的左端通过连接杆10连接固定，连接杆10与底杆4相垂直，且所述底杆4和所述连接杆10位于同一水平面上；所述支撑部位于所述底座的右端，所述牵引部位于所述底座的左端，所述跑步机位于支撑部和牵引部之间，则：
所述支撑部包括分别设置在两根底杆4上的两根直线导轨9，所述直线导轨9的底端均固定在所述底杆4上，所述直线导轨9的顶端均沿竖直方向向上延伸，且直线导轨9均与底杆4相垂直；
定义其中一根直线导轨9与底杆4的交点为原点，经过所述原点且与所述直线导轨9相平行的方向为z轴方向，经过所述原点且与底杆4的长度方向相平行的方向为y轴方向，经过所述原点且与所述连接杆10的长度方向相平行的方向为x轴；且两根直线导轨9 与底座的交点之间的连线与所述的x轴方向共线；
所述支撑部还包括沿x轴方向延伸的抬升架12，且抬升架12 沿x轴方向的两端分别可滑动地设置在两个直线导轨9上；所述抬升架12连接有用于驱动抬升架12沿着直线导轨9上下移动并定位的驱动装置，且所述驱动装置位于所述抬升架12沿y轴方向的左侧；所述抬升架12沿y轴方向的右侧面上间隔设有两个可架起人体的U形叉13，所述U形叉13所在的平面与抬升架12相垂直，且U形叉13的叉口沿z轴方向竖直向上；
所述驱动装置包括架设在所述底座上的门架3，所述门架3位于所述抬升架12沿y轴方向的左侧，门架3沿z轴方向的底端固定在底座上，门架3沿z轴方向的顶面间隔设有两个第一电动推杆 1；所述第一电动推杆1沿z轴方向的底端固定在门架3上，所述第一电动推杆3沿z轴方向的顶端具有可沿z轴方向往复运动的第一输出轴；拉绳2贯穿并卡设在所述第一输出轴的顶端，且所述拉绳2可滑动地设置在所述第一输出轴的顶端上，所述拉绳2的上端固定在抬升架12的顶部，所述拉绳2的下端固定在所述底杆4上；
所述牵引部包括框架8，所述框架8沿z轴方向的底脚分别固定在底杆4上，所述框架8上面向所述支撑部的一面分别设有均沿 x轴方向延伸的第一固定杆和第二固定杆，且第一固定杆位于所述第二固定杆沿z轴方向的上方；第一固定杆和第二固定杆面向所述支撑部的一面分别设有若干个牵引装置7；
所述牵引装置7包括均沿x轴方向延伸的第一传动轴24和第二传动轴21，且第二传动轴21位于第一传动轴24沿z轴方向的下方，第一传动轴24和第二传动轴21均可转动地架设在第一固定杆或第二固定杆上；所述第一转动轴24上固定套设有卷筒23，所述卷筒23上卷绕有绑带25，绑带25的内端固定在卷筒23上，绑带25的外端连接有用于捆绑在腿部的套圈26，套圈26具有弹性；第一转动轴24的一端固定套设有大齿轮22；第二传动轴21上固定套设有小齿轮27，所述小齿轮27与大齿轮22相啮合，且第二传动轴21通过联轴器20与第一电机19的转轴同轴相连，以驱动绑带25绕着卷筒23缠绕或展开；
所述跑步机包括设置在两个底杆4之间的安装座16，所述安装座16连接有可驱动安装座16沿y轴方向移动并定位的移动装置；所述安装座16上设有均沿x轴方向延伸的第一转轴33和第二转轴，且第一转轴31和第二转轴的两端分别可转动地设置在所述安装座 16上；圈状的跑步带29张拉在第一转轴33和第二转轴之间；还包括用于驱动第一转轴33和第二转轴转动的动力装置，所述动力装置包括固定在安装座16上的第二电机30，所述第二电机30的转轴上固定套设有主动齿轮31，第二电机30的转轴与第一转轴33 相平行，且第一转轴33的一端固定套设有与主动齿轮31相配合的从动齿轮，且所述主动齿轮31与从动齿轮通过链条32连接；
所述移动装置包括设置在连接杆10与安装座16之间的第二电动推杆14和设置在所述安装座底面的滑轮17，第二电动推杆14 沿y轴方向的左端固定在连接杆10上，第二电动推杆14沿y轴方向的右端具有可沿y轴方向往复运动的第二输出轴，且第二输出轴与安装座14固定连接，以驱动安装座14沿y轴方向移动；
所述康复训练仪还包括轮椅36，且两底杆4之间的间隙允许轮椅36通过以使轮椅36靠近抬升架12，且所述跑步机上设有所述轮椅36的定位装置；所述跑步带29沿x轴方向的两侧分别罩设有保护壳37以允许所述跑步带的两侧在所述保护壳内37转动，且所述保护壳37固定在所述安装座16上；所述定位装置36包括设置在所述保护壳37上的电磁铁15和配对设置在所述轮椅36上的铁块；两个所述保护壳37上均设有沿y轴方向向牵引部延伸的安装杆34，所述安装杆34的固定端固定在保护壳37上，所述安装杆34的自由端端面上设有用于迎合轮椅36的所述电磁铁15。
所述康复训练仪还包括控制器，所述控制器与各第一电机18、第二电机30、第一电动推杆1、第二电动推杆14和电磁铁15分别一一相连；
所述第一电机18通过电机支架19固定在第一固定杆或第二固定杆上。
第一固定杆和第二固定杆上分别设有2个牵引装置7。
所述直线导轨9沿竖直方向的顶部设有防止抬升架12滑过头的堵头35。
所述第一输出轴的顶端设有卡头28，所述第一卡头28上设有卡槽，所述拉绳2可滑动地卡设在所述卡槽内。
所述门架3通过三角支架5固定在底杆4上。
所述底杆4的底面设有若干个用于贴合工作台面的脚撑6。
所述直线滑轨9上设有滑槽91，所述抬升架12上设有可沿所述滑槽91滑动的滑块11。
本发明的工作原理为：
患者坐在轮椅36上靠近本发明，轮椅36两边安装有和电磁铁 15配套的铁块，且电磁铁15安装在跑步机上，当轮椅与本发明接触后，电磁铁15通电后吸住铁块，本发明和轮椅合为一体(参见图3)；
且患者的双脚放于跑步带29上后，拉动绑带，将位于第一固定杆上的两个牵引装置7的套圈套在大腿上，将位于第二固定杆上的两个牵引装置7的套圈套在小腿上；
控制器驱动第二固定杆上的两个牵引装置7动作，牵引装置7 拉动小腿绕膝盖摆动，以进行前期的热身运动；
当患者需要换成站立姿势时，患者前倾，并将两个腋窝分别架设在两个U形叉13上；控制器启动第一电动推杆1向上升起，第一输出轴沿z轴方向向上顶起拉绳2，拉绳2带动抬升架12向上移动，直至将人体架起；
控制器控制第二电动推杆驱动跑步机继续靠近患者(即跑步机向右移动)，直至患者的双脚正好位于跑步带29上；同时，由于轮椅和跑步机1相互连接，使得轮椅36被跑步机向右推出；
患者站立在跑步机上后，停止第一电动推杆和第二电动推杆，并启动跑步机和牵引装置7，牵引装置7拉动大腿和小腿，且拉动的速度与跑步机的速度协调，以带动大腿和小腿运动，模拟走路；
对于有能力自己跨步的患者，可以不用牵引装置7带动，自主在跑步机上行走；或者，对于自己有部分站立能力的患者也可以直接手扶框架8，在跑步机上进行走路锻炼；
当锻炼结束时，反向启动第一电动推杆1和第二电动推杆16，第一电动推杆1和第二电动推杆16均收缩，患者归位；
归位后，电磁铁15断电，轮椅36和本发明分离，患者推着轮椅离开本发明。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (8)

1.柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：所述康复训练仪包括底座，所述底座上设有跑步机、用于支撑人体的支撑部、用于牵引腿部进行运动的牵引部；
所述底座包括两根相对设置的底杆，两根所述底杆相互平行，且两底杆的左端通过连接杆连接固定，连接杆与底杆相垂直，且所述底杆和所述连接杆位于同一水平面上；所述支撑部位于所述底座的右端，所述牵引部位于所述底座的左端，所述跑步机位于支撑部和牵引部之间；
所述支撑部包括分别设置在两根底杆上的两根直线导轨，所述直线导轨的底端均固定在所述底杆上，所述直线导轨的顶端均沿竖直方向向上延伸，且直线导轨均与底杆相垂直；
定义其中一根直线导轨与底杆的交点为原点，经过所述原点且与所述直线导轨相平行的方向为z轴方向，经过所述原点且与底杆相平行的方向为y轴方向，经过所述原点且与所述连接杆相平行的方向为x轴；且两根直线导轨与底座的交点之间的连线与所述的x轴方向共线，则：
所述支撑部还包括沿x轴方向延伸的抬升架，且抬升架沿x轴方向的两端分别可滑动地设置在两个直线导轨上；所述抬升架连接有用于驱动抬升架沿着直线导轨上下移动并定位的驱动装置，且所述驱动装置位于所述抬升架沿y轴方向的左侧；所述抬升架沿y轴方向的右侧面上间隔设有两个可架起人体的U形叉，所述U形叉所在的平面与抬升架相垂直，且U形叉的叉口沿z轴方向竖直向上；
所述驱动装置包括架设在所述底座上的门架，所述门架位于所述抬升架沿y轴方向的左侧，门架沿z轴方向的底端固定在底座上，门架沿z轴方向的顶面间隔设有两个第一电动推杆；所述第一电动推杆沿z轴方向的底端固定在门架上，所述第一电动推杆沿z轴方向的顶端具有可沿z轴方向往复运动的第一输出轴；拉绳贯穿并卡设在所述第一输出轴的顶端，且所述拉绳可滑动地设置在所述第一输出轴的顶端上，所述拉绳的上端固定在抬升架的顶部，所述拉绳的下端固定在所述底杆上；
所述牵引部包括框架，所述框架沿z轴方向的底脚分别固定在底杆上，所述框架上面向所述支撑部的一面分别设有均沿x轴方向延伸的第一固定杆和第二固定杆，且第一固定杆位于所述第二固定杆沿z轴方向的上方；第一固定杆和第二固定杆面向所述支撑部的一面分别设有若干个牵引装置；
所述牵引装置包括均沿x轴方向延伸的第一传动轴和第二传动轴，且第二传动轴位于第一传动轴沿z轴方向的下方，第一传动轴和第二传动轴均可转动地架设在第一固定杆或第二固定杆上；所述第一转动轴上固定套设有卷筒，所述卷筒上卷绕有绑带，绑带的内端固定在卷筒上，绑带的外端连接有用于捆绑在腿部的套圈，套圈具有弹性；第一转动轴的一端固定套设有大齿轮；第二传动轴上固定套设有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮相啮合，且第二传动轴通过联轴器与第一电机的转轴同轴相连，以驱动绑带绕着卷筒缠绕或展开；
所述跑步机包括设置在两个底杆之间的安装座，所述安装座连接有可驱动安装座沿y轴方向移动并定位的移动装置；所述安装座上设有均沿x轴方向延伸的第一转轴和第二转轴，且第一转轴和第二转轴的两端分别可转动地设置在所述安装座上；圈状的跑步带张拉在第一转轴和第二转轴之间；还包括用于驱动第一转轴和第二转轴转动的动力装置，所述动力装置包括固定在安装座上的第二电机，所述第二电机的转轴上固定套设有主动齿轮，第二电机的转轴与第一转轴相平行，且第一转轴的一端固定套设有与主动齿轮相配合的从动齿轮，且所述主动齿轮与从动齿轮通过链条连接；
所述移动装置包括设置在连接杆与安装座之间的第二电动推杆和设置在所述安装座底面的滑轮，第二电动推杆沿y轴方向的左端固定在连接杆上，第二电动推杆沿y轴方向的右端具有可沿y轴方向往复运动的第二输出轴，且第二电动推杆的第二输出轴与安装座固定连接，以驱动安装座沿y轴方向移动；
所述康复训练仪还包括控制器，所述控制器与各第一电机、第二电机、第一电动推杆和第二电动推杆分别一一相连。
2.如权利要求1所述的柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：所述第一电机通过电机支架固定在第一固定杆或第二固定杆上。
3.如权利要求2所述的柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：第一固定杆和第二固定杆上分别设有2个牵引装置。
4.如权利要求3所述的柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：所述直线导轨沿竖直方向的顶部设有防止抬升架滑过头的堵头。
5.如权利要求4所述的柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：所述第一输出轴的顶端设有卡头，所述第一卡头上设有卡槽，所述拉绳可滑动地卡设在所述卡槽内。
6.如权利要求5所述的柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：所述门架通过三角支架固定在底杆上。
7.如权利要求6所述的柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：所述底杆的底面设有若干个用于贴合工作台面的脚撑。
8.如权利要求7所述的柔性腿部模拟行走康复训练仪，其特征在于：所述直线滑轨上设有滑槽，所述抬升架上设有可沿所述滑槽滑动的滑块。
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