CN107961496A - 行走平衡训练设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种行走平衡训练设备，包括基座、翻转平台和步态训练器，所述基座设置有保护装置，所述翻转平台对应所述基座设置，所述步态训练器连接于所述翻转平台。所述保护装置通过基座设于所述步态训练器上方预定位置。步态训练器包括用于使用者脚踏的脚踏装置，所述步态训练器能过模拟走路姿态供使用者进行步态训练。所述翻转平台能够进行带动所述步态训练器翻转供使用者进行平衡训练。本发明提供的行走平衡训练设备和方法，帮助使用者进行行走步态被动训练、行走步态主动训练以及平衡训练，通过训练提高使用者行走步态稳定性，减少行走前或行走时运动的短暂性阻滞。使使用者恢复正常的行走步态。

Description

行走平衡训练设备和方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种行走平衡训练设备和方法。

背景技术

帕金森病(Parkinson’s Disease，PD)又叫震颤麻痹综合症、帕金森综合症，是一种中老年常见的中枢神经系统退化性失调疾病。该病的平均发病年龄大约为60岁，且近年来该病的发病年龄有年轻化的趋势。据统计目前全球约有500万帕金森病患者，中国人占47％，帕金森病正以每年10万新增病例的速度在我国递增，并呈现年轻化趋势，其已成为继心脑血管疾病和老年痴呆症后，严重威胁人类身心健康的又一"杀手"，给患者家庭和社会带来沉重的负担。

帕金森患者通常患有起步困难以及行走失衡，起步困难，医学上又称之为“冻结步态”，具体主要表现为行走前或行走时运动的短暂性阻滞，患者起步犹豫，不能行走，或行走时感觉自己的脚像“粘”在地板上。最严重时，患者任何时候行走均出现“粘”的状态，此时患者需要他人或拐杖辅助行走。起步困难已经严重影响了患者的正常的生产与生活，给患者的及家庭的日常生活造成了较为沉重的负担。行走失衡是指帕金森患者在行走时人体平衡能力出现障碍，如行走姿势不稳或行走步态失调等，轻度行走失衡会导致帕金森患者失去正常的步行能力，中度或重度的失衡甚至会影响帕金森患者正常的坐立。行走失衡已严重威胁着帕金森病患者的生活独立性和品质，增加了跌倒的风险和跌倒后的伤害。

发明内容

基于此，有必要针对帕金森患者起步困难以及行走失衡问题，提供一种行走平衡训练设备和方法。

一种行走平衡训练设备，包括基座、翻转平台和步态训练器，所述基座设置有保护装置，所述翻转平台对应所述基座设置，所述步态训练器连接于所述翻转平台；

所述保护装置通过基座设于所述步态训练器上方预定位置；

步态训练器包括用于使用者脚踏的脚踏装置，所述步态训练器能通过模拟走路姿态供使用者进行步态训练；所述翻转平台能够带动所述步态训练器翻转供使用者进行平衡训练。

在其中一个实施例中，所述保护装置包括绕线器、安全绳、安全衣；

所述安全绳一端与绕线器相连接，另一端连接安全衣。

在其中一个实施例中，所述翻转平台包括限位装置、中空平台、辅助支撑装置；

所述限位装置一端与基座固定连接，另一端与中空平台活动连接；所述限位装置使所述中空平台围绕所述限位装置的活动连接端翻转。

在其中一个实施例中，所述辅助支撑装置包括万向座和推杆，所述推杆一端与万向座相连接，另一端通过球关节与所述中空平台相连接。

在其中一个实施例中，所述步态训练器还包括驱动装置、滑动装置、支撑器；

所述滑动装置一端与驱动装置相连接，另一端与脚踏装置相连接；

所述驱动装置固定于支撑器。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括平移电机、减速器和同步带轮；

所述减速器一端与所述平移电机相连接，另一端与所述同步带轮通过连接轴相连接；

所述同步带轮设置有同步带，所述同步带与滑动装置相连接，带动滑动装置进行传动。

在其中一个实施例中，所述滑动装置包括滑块和线性滑轨，所述滑块设置于线性滑轨上。

在其中一个实施例中，所述脚踏装置包括脚踏板、扭力弹簧、下支撑板；所述扭力弹簧一端与脚踏板连接，另一端固定于下支撑板。

在其中一个实施例中，所述脚踏装置还包括竖直导向轨和抬起器；

所述抬起器的一端固定于滑动装置，另一端固定于下支撑板，所述抬起器的长度可变，通过改变长度调整所述脚踏板的高度，；

所述竖直导向轨一端固定于滑动装置，另一端固定于下支撑板。

一种行走平衡训练方法，包括：

将保护装置缚于使用者身体；

通过步态训练器对使用者进行步态训练；

通过翻转平台对使用者进行平衡训练。

本发明提供的行走平衡训练设备和方法，帮助使用者进行行走步态被动训练、行走步态主动训练以及平衡训练，通过训练提高使用者行走步态稳定性，减少行走前或行走时运动的短暂性阻滞起步冻结有一定的作用。使使用者恢复正常的行走步态。

附图说明

图1为行走平衡训练设备立体结构示意图；

图2为基座的整体结构图；

图3为翻转平台的整体结构图；

图4为步态训练器的右视图；

图5为步态训练器的主视图；

图6为行走步态被动训练流程图；

图7为行走步态主动训练流程图；

图8为平衡训练流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对行走平衡训练设备进行更全面的描述。附图中给出了行走平衡训练设备的首选实施例。但是，行走平衡训练设备可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对行走平衡训练设备的公开内容更加透彻全面。

图1为行走平衡训练设备立体结构示意图，

所述行走平衡训练设备包括基座10、翻转平台20、步态训练器30。所述翻转平台20连接于所述基座10，所述步态训练器30连接于翻转平台20。

请参阅图2，基座10包括底座110、支架120和保护装置130，所述底座110与支架120固定连接，支架120上设置有保护装置130。

所述保护装置130用于防止使用者在训练时侧翻、摔倒，避免造成人身伤害。

具体地，所述保护装置130可选择为扶手、腋下套、安全衣或其他可依扶设备。

图示的实施方式中，所述保护装置130包括绕线器131、安全衣132、安全绳133，所述安全衣133一端与绕线器131相连接，另一端连接安全衣132。所述安全衣133自所述绕线器131经过设于所述支架120的滑轮134悬挂于所述步态训练器30的上方，所述绕线器131可调节安全衣133长度，来控制安全衣132距步态训练器30的距离。所述绕线器131还具有锁死结构(图未示)，所述锁死结构用于在绕线器131调整安全衣132的悬吊高度后锁死，所述绕线器131锁定安全绳133的长度，使所述安全衣132维持在固定的悬吊高度，当需要再次调整安全绳133的悬吊高度时，解除所述锁死结构对所述安全衣133的锁定即可。

所述安全衣132能够穿戴在使用者的身上，用于保护使用者在训练时不会侧翻、摔倒。具体地，所述安全衣132可选择为腋下套、背心或其他可穿戴设备。在其中一个实施例中，所述安全衣132为背心。

请参阅图3，所述翻转平台20包括限位装置220、中空平台230、辅助支撑装置210，所述限位装置220一端与基座10固定连接，另一端通过球关节与所述中空平台230活动连接。所述限位装置220使中空平台230只可围绕所述限位装置220的活动连接端翻转。

本实施方式中，所述限位装置220用于限制中空平台230平移，即所述中空平台2在所述限位装置220限位作用下，只能够翻转而不能够平移。

在其中一个实施例中，所述限位装置220包括限位柱221和限位底座222。所述限位柱221固定于限位底座222，限位底座222与基座10的底座110固定连接。所述限位柱221远离限位底座222的一端通过球关节213与中空平台230连接，使中空平台230通过球关节213相对于限位柱221进行翻转。

所述辅助支撑装置210能够支撑翻转平台20并带动所述翻转平台20翻转。此外，所述辅助支撑装置210能够相互配合，使所述翻转平台能够以平稳的速度翻转并保持在一定的位置。

具体地，所述辅助支撑装置210为多个，本实施方式中为三个。每一个所述辅助支撑装置210包括万向座211和推杆212，所述推杆212其一端与万向座211连接，另一端与中空平台230通过球关节213连接。所述推杆212能够伸缩，以带动所述中空平台230翻转。本实施方式中，所述推杆212为电动推杆，可以理解，所述推杆212为其他方式驱动的推杆，例如，液压推杆。

可选地，所述中空平台230为中空结构，所述中空平台230设置有上平台盖231，所述上平台盖231开设有条形开口。所述中空平台230的形状不限，只需确保步态训练器30能放置于所述中空平台230内，步态训练器30部分结构可从所述上平台盖231的条形开口231延伸出，并能够使步态训练器30按预定方式运动即可。

具体地，所述中空平台230可选择为中空长方体、中空椭圆体、圆角长方体或其他中空结构。

在其中图示的实施例中，所述中空平台230为圆角长方形盒体。

请参阅图4、图5，所述步态训练器包括滑动装置310、驱动装置320、脚踏装置330、支撑器324。所述滑动装置310一端与驱动装置320相连接，另一端与脚踏装置330相连接；所述驱动装置320固定于支撑器324翻转平台上。

所述支撑器324一端固定于上平台盖231，另一端固定于中空平台230与限位装置220连接的盖板。所述驱动装置320包括平移电机321、减速器322和同步带轮323。所述减速器322其一端与所述平移电机321相连接，另一端与所述同步带轮323通过连接轴相连接。所述同步带轮323设置有同步带350，所述同步带350与滑动装置310相连接，带动滑动装置310进行滑动。

所述滑动装置310包括滑块311和线性滑轨312，所述滑块311设置于线性滑轨312上。所述滑块311与同步带350相连接，所述驱动装置320带动滑块311进行传动。所述线性滑轨312固定于所述中空平台230与限位装置相连接的底板上，用于引导所述滑块311的滑动方向并降低滑块311滑动时的摩擦。

所述脚踏装置330包括抬起器334、脚踏板332、扭力弹簧331、竖直导向轨333、下支撑板335和支撑杆336。所述竖直导向轨333一端固定于滑块311，另一端固定于下支撑板335。本实施方式中，所述竖向导轨333为伸缩杆，其数量为两个，分别设置于所述抬起器334的两侧，其能够在导向的同时防止下支撑板335翻转。所述抬起器334一端固定于滑块311，另一端固定于下支撑板335，本实施方式中，所述抬起器334为电动推杆。所述支撑杆336固定于滑块311，所述下支撑板335与脚踏板332之间设置有扭力弹簧331，所述扭力弹簧331可使脚踏板332进行翻转，所述下支撑板设置有凸块，可限制扭力弹簧翻转角度。脚踏板332在抬起器334与竖直导向轨333共同作用下能够进行上下滑动。

可选地，所述脚踏板332设置有固定机构。所述固定机构的结构不限，只需确保使用者踩脚掌固定于脚踏板332即可。

具体地，所述固定机构可选择为固定带、鞋套或其他可固定脚掌的结构。

在本实施例中，所述固定机构采用固定带，固定使用者脚掌于脚踏板。

所述脚踏装置330一端固定滑动装置310，另一端从中空平台230的上平台盖231的条形开口中延伸出。

在本实施例中，所述线性滑轨312安装在中空平台230与限位装置相连接的底板上，在线性滑轨312的上端安装有滑块311，滑块311可在线性滑轨312上自由地滑动；所述平移电机321安装在翻转平台20的对角线上，在平移电机321的前端安装有减速器322，减速器322的末端安装在支撑器324上，并通过连接轴与同步带轮323相连接；所述支撑器324均匀分布在翻转平台20的四个斜对角处，其前端安装有同步带轮323，所述同步带轮323上安装有同步带350，每条同步带350与滑块311相连接，并可带动滑块311进行前后滑动，在支撑器324的上端安装有上平台盖231，上平台盖231可将一些运动器件与外界相隔离，进而保护使用者训练时的安全；所述滑块311的上端安装有竖直导向轨333和抬起器334，在竖直导向轨333和抬起器334的上方安装有下支撑板335，下支撑板335可在竖直导向轨333和抬起器334的共同作用下进行上下滑动；所述下支撑板335上安装有脚踏板332，下支撑板335与脚踏板332之间安装有扭力弹簧331，脚踏板332在扭力弹簧331的弹力作用下进行翻转，以实现使用者的起步模拟；所述滑块311的前后两端安装有支撑杆336，所述支撑杆长度相同，当脚踏板332处于最底端时支撑杆336与脚踏板332的底端相接触，使脚踏板332保持平衡，脚踏板与上平台盖231平行。

与上述用于行走平衡训练设备相对应，本发明还提供了一种行走平衡训练方法，包括：

使用者的上身固定于保护装置；

使用者的下肢置于步态训练器进行步态训练；

使用者通过步态训练器多角度翻转进行平衡训练。

为了方便更清楚地理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明用于行走平衡训练设备和方法进行进一步的描述。为描述方便，以使用者行走步态的训练方式为依据对各个实施例进行区分。其中，使用者的训练方式包括以下至少之一：行走步态被动训练、行走步态主动训练以及平衡训练。

图6为行走步态被动训练流程图，该方法包括：

步骤601，通过调节安全绳长度让使用者穿戴安全衣时，脚掌位于脚踏板332适宜位置并通过固定带固定。

步骤602，步态训练器带动使用者进行迈步动作。

在本实施例中，当使用者进行被动训练时，首先使用者迈步脚下的步态训练器30中的抬起器334会伸长，使使用者的脚部开始抬起，此时由于使用者重心的移动使使用者迈步脚作用在脚踏板332上的压力减小。当脚踏板332上的压力小于扭力弹簧331的扭矩时，脚踏板332会在扭力弹簧331的作用下翻转，并带动使用者后脚跟的抬起，实现使用者的起步时后脚跟的抬起动作，下支撑板335上有限位装置，限制脚踏板332的翻转角度以最大限度模拟人体起步，此时抬起器334会继续伸长，使用者的脚部继续抬高。当抬起器334伸长到一定程度时，平移电机321会开始运转，平移电机321通过减速器322、同步带轮323和同步带350的传动下带动滑块311向前移动，滑块311通过竖直导向轨333、抬起器334、下支撑板335和脚踏板332的作用下带动使用者的脚部向前运动，实现使用者的迈步动作。当平移电机321向前平移到一定的距离后抬起器334会停止伸长并开始收缩，使用者的脚部向下移动，扭力弹簧331在使用者脚部压力的作用下开始压缩并存储弹性势能，为本只脚的下一次迈步动作做好准备。当平移电机321旋转到一定的位置时平移电机321停止旋转，使用者的脚部停止向前移动；当抬起器334收缩到一定程度时抬起器334停止收缩，使用者的脚部停止向下移动。当使用者的另一只脚进行迈步时平移电机321和抬起器334将重复上述的动作，最终实现使用者双脚的迈步动作。

当使用者持续进行行走步态被动训练时，平移电机321还会产生一个向后的速度来抵消使用者前进的速度，使使用者始终保持在一定位置范围内进行步态训练，这样就实现了使用者步态的持续训练。

可以理解，在其他的实施方式中，所述基座10可以与所述翻转平台20分开设置，即二者可以不相互连接，实际使用中，二者可以分别安装于一平面(例如地面或者台面)上，只要二者之间具有合适的距离即可。

图7为行走步态主动训练流程图，该方法包括：

步骤701，通过调节安全绳长度让使用者穿戴安全衣时，脚掌位于脚踏板332适宜位置并通过固定带固定。

步骤702，步态训练器配合使用者进行行走步态主动训练。

在本实施例中，当使用者进行主动训练时，平移电机321和抬起器334处于自由状态，使用者进行迈步训练时，使用者迈步的脚会带动脚踏板332的移动，脚踏板332会通过下支撑板335带动抬起器334上下移动以及通过滑块311带动平移电机321转动，这样步态训练器30就将使用者的迈步动作分解成上下的移动以及前后的移动，进而实现了对使用者的迈步轨迹的追随，当使用者前进到一定的位置后，底部的两台平移电机321同时启动，以相同的速度带动使用者的身体向后移动，使使用者始终保持在一定的范围内进行迈步训练。

所述步态训练器30还可对使用者迈步动作施加阻力，平移电机321和抬起器334会提供额外的反向力，以便增加使用者迈步时的阻力，实现对使用者腿部肌肉群的训练，以降低使用者过高的肌张力。

图8为平衡训练流程图，该方法包括：

步骤801，通过调节安全绳长度让使用者穿戴安全衣，患者脚掌位于脚踏板332适宜位置并通过固定带固定。

步骤802，步态训练器和翻转平台20通过调节倾斜角度帮助使用者进行步态平衡训练。

在本实施例中，当使用者进行平衡训练时，底部翻转平台20会进行一定角度的三自由度翻转，脚踏板332在底部翻转平台20的带动下会同步进行翻转，这样踩在脚踏板332上的使用者的身体会产生偏转，使用者会自动调整自身的角度来确保平衡，这样就实现了对使用者的平衡锻炼。通过翻转平台20的翻转可实现对使用者进行动态平衡以及反应平衡的训练。同时翻转平台20也可结合步态训练器30对使用者进行步态平衡训练，首先平台翻转一定的角度，使用者在步态训练器30上进行步态训练，由于步态训练器30会随着翻转平台20的翻转而翻转，这样使用者就可在一定的倾斜角度的环境下进行主动及被动的步态训练，翻转平台20可进行多角度的翻转，这样使用者可在不同的环境下进行步态训练，这样就实现对使用者进行步态平衡训练。

本发明提供的行走平衡训练设备和方法，具有以下优点：

1、行走平衡训练设备可对使用者进行动态平衡训练以及反应平衡训练等多种训练，最大限度地增加了使用者的平衡训练的方式，增加了使用者的训练效果；

2、步态训练器可对正常人体的步态进行模拟，在被动训练时使用者迈步的步幅和步速可调，有助于适应不同体型使用者步态的恢复，在训练步态的同时还能够对使用者的起步进行训练，增加了整套系统的功能性；

3、通过翻转平台的翻转可实现使用者在不同倾斜程度下的步态训练，可为使用者呈现不同场景下的行走平衡训练；

4、通过控制抬起器以及平移电机能够实现主动、被动以及阻抗等多种训练模式，多种训练模式共同作用，最大限度地提升训练效果。

本发明提供的行走平衡训练设备和方法，帮助使用者进行行走步态被动训练、行走步态主动训练以及平衡训练，通过训练提高使用者行走步态稳定性，减少行走前或行走时运动的短暂性阻滞。使使用者恢复正常的行走步态。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种行走平衡训练设备，其特征在于，包括基座、翻转平台和步态训练器，所述基座设置有保护装置，所述翻转平台对应所述基座设置，所述步态训练器连接于所述翻转平台；

所述保护装置通过基座设于所述步态训练器上方预定位置；

步态训练器包括用于使用者脚踏的脚踏装置，所述步态训练器能通过模拟走路姿态供使用者进行步态训练；所述翻转平台能够带动所述步态训练器翻转供使用者进行平衡训练。

2.根据权利要求1所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述保护装置包括绕线器、安全绳、安全衣；

所述安全绳一端与绕线器相连接，另一端连接安全衣。

3.根据权利要求1所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述翻转平台包括限位装置、中空平台、辅助支撑装置；

所述限位装置一端与基座固定连接，另一端与中空平台活动连接；所述限位装置使所述中空平台围绕所述限位装置的活动连接端翻转。

4.根据权利要求3所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述辅助支撑装置包括万向座和推杆，所述推杆一端与万向座相连接，另一端通过球关节与所述中空平台相连接。

5.根据权利要求1所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述步态训练器还包括驱动装置、滑动装置、支撑器；

所述滑动装置一端与驱动装置相连接，另一端与脚踏装置相连接；

所述驱动装置固定于支撑器。

6.根据权利要求5所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述驱动装置包括平移电机、减速器和同步带轮；

所述减速器一端与所述平移电机相连接，另一端与所述同步带轮通过连接轴相连接；

所述同步带轮设置有同步带，所述同步带与滑动装置相连接，带动滑动装置进行传动。

7.根据权利要求5所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述滑动装置包括滑块和线性滑轨，所述滑块设置于线性滑轨上。

8.根据权利要求5所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述脚踏装置包括脚踏板、扭力弹簧、下支撑板；所述扭力弹簧一端与脚踏板连接，另一端固定于下支撑板。

9.根据权利要求8所述的行走平衡训练设备，其特征在于，所述脚踏装置还包括竖直导向轨和抬起器；

所述抬起器的一端固定于滑动装置，另一端固定于下支撑板，所述抬起器的长度可变，通过改变长度调整所述脚踏板的高度，；

所述竖直导向轨一端固定于滑动装置，另一端固定于下支撑板。

10.一种行走平衡训练方法，其采用如权利要求1-9任一项所述的行走平衡训练设备，其特征在于，包括：

将保护装置缚于使用者身体；

通过步态训练器对使用者进行步态训练；

通过翻转平台对使用者进行平衡训练。