CN108888469B - 一种老年人肢体功能康复训练装置 - Google Patents

Abstract

一种老年人肢体功能康复训练装置，同步带型直线机构的直线导轨的一端与固定连接座相连接，固定连接座上具有安装挂钩，在安装挂钩内卡接挂杆，挂杆固定在安全支撑架的一端，安全支撑架的另一端与座椅相连接，挂杆卡接在安装挂钩上，使座椅与同步带型直线机构可拆卸，同步带型直线机构的直线导轨的另一端与动力机构固定连接，直线导轨另一端的下部设有定向轮，直线导轨另一端的端部固定急停开关，训练机构设在同步带型直线机构的载物台上。本发明工作平稳、噪音小、响应快、驱动力大，结构简单，成本低，方便移动，安全可靠，不会对康复训练者造成二次伤害。

Description

一种老年人肢体功能康复训练装置

技术领域

本发明属于康复医疗设备技术领域，具体涉及肢体功能康复训练装置。

背景技术

最新数据显示：预计到2020年，老年人的人口将达到2.48亿，肢体障碍疾病的威胁逐步在社会上显现出来，并且自然灾害以及交通事故的频繁发生也造成我国大量的偏瘫患者。这两类患者由于肢体完全（或部分）失去了自主运动的能力，影响到血液的良性循环和关节的灵活性，从而导致运动器官形态结构上的退化变形，同时也会影响内脏功能的逐步衰退，对神经系统的恢复和肌肉力量的提高也极为不利。

研究表明，这类患者以及老年人的肢体障碍疾病是可以通过安全、科学、适度的身体锻炼，达到缓解甚至康复的地步。由于人工协助患者做康复训练工作量大，效果低，为此人们设计出各种康复训练设备，来帮助患者有效地进行康复训练。如申请号为CN02251613.1中国专利公开了一种“下肢康复训练机器人”，能够帮助患者做多个环节的综合运动以进行康复训练，但结构复杂，造价昂贵。

它的不足之处：设备比较笨重，不方便移动，不能同时进行上肢和下肢的康复训练，给康复训练器普及到家庭带来了困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设备轻巧，方便移动，可同时进行上肢和下肢的康复训练，便于广泛应用的老年人肢体功能康复训练装置。

本发明包括座椅、同步带型直线机构、动力机构、训练机构、固定连接座、安装挂钩、挂杆、安装支撑架、定向轮和急停开关。

其中，同步带型直线机构的直线导轨的右端与固定连接座相连接，固定连接座上具有安装挂钩，在安装挂钩内卡接挂杆，挂杆固定在安全支撑架的一端，安全支撑架的另一端与座椅相连接。挂杆卡接在安装挂钩上，使座椅与同步带型直线机构可拆卸。同步带型直线机构的直线导轨的左端与动力机构固定连接，直线导轨右端的下部设有定向轮，直线导轨左端的端部固定急停开关。训练机构设在同步带型直线机构的载物台上。

同步带型直线机构包括直线导轨、载物台、导轮、第二主动带轮、第二从动带轮、皮带夹件、限位块、端座、导杆。直线导轨的导轨内部设有两根位置相对应的导杆，导轮滑动连接在两根导杆之间，导轮沿导杆移动。在导轮的上部设有载物台，在载物台上设有皮带夹件，用以将载物台固定至同步带。同步带型直线机构的直线导轨的两端上部分设有限位块，限位块用于限制训练机构的运动。同步带型直线机构的直线导轨的两端均有端座，用以分别支撑安装第二主动带轮和第二从动带轮。

动力机构包括有电机、电机支架、第一主动带轮、第一从动带轮、磁粉离合器、编码器、底板、底板外框、支撑块、支撑平板、主控板、直流电源、降压模块、无线模块、电机控制器、外罩、医用万向轮、总开关。在底板的下部设有医用万向轮，在底板四周均围有底板外框，在底板外框上盖有外罩。在底板外框上固定连接支撑块，直线导轨置于支撑块上。在底板上固定电机支架，在电机支架内设有电机，电机的输出端延伸至电机支架的外部，与第一主动带轮同轴相连。第一主动带轮与第一从动带轮之间通过同步带相连接。第一从动带轮与磁粉离合器的输入端同轴相连。磁粉离合器的输出端与同步带型直线机构的第二主动带轮同轴连接，磁粉离合器输出端的端部安装编码器。在外罩内安装有主控板，主控板包括直流电源、降压模块、无线模块和电机控制器，直流电源、降压模块、无线模块和电机控制器电路连接。直流电源固定在底板上，在直流电源的上部设有支撑平板，降压模块、无线模块和电机控制器均设置在支撑平板上。直流电源将外接220V交流电源转化为24V直流电源，降压模块将电压转化为可供主控板使用的电压范围，无线模块用于训练机构与上位机进行人机交互，电机控制器控制电机的正反转。外罩上具有总开关，控制训练机构的运行。还可以通过无线遥控控制训练机构的启停。

训练机构包括脚踏板、手扶把手、脚蹬底座、滑动轴承座、脚蹬转轴、脚踏底盘、压力传感器、限位挡块、卡位台、缓冲垫、弹簧、把手焊接块、竖向座管、固定带、密封外框、脚蹬外罩、连接套。脚蹬底座固定在载物台上，在脚蹬底座上设有盖合在脚蹬底座上的脚蹬外罩。在脚蹬底座上固定一组位置相对应的滑动轴承座，脚蹬转轴插接在滑动轴承座内。脚蹬转轴上固定有限位挡块，脚蹬底座上设有卡位台，卡位台上方设缓冲垫，限位挡块与缓冲垫之间通过弹簧相连。在脚蹬底座上固定把手焊接块，在把手焊接块上部固定连接竖向座管，竖直座管的上端设有连接套，连接套上开有通孔，在通孔内插接手扶把手。在脚蹬转轴的两端分别设有脚踏底盘，每个脚踏底盘的下部均设有压力传感器，在压力传感器的外部套接密封外框，用于密封脚踏板与脚踏底盘之间的缝隙。

优选地，为了保证安全，脚踏板上还有固定脚部的固定带。这样训练机构可同时实现手部康复训练和脚部康复训练。

本发明在使用时，患者可进行进行被动训练时，上位机通过无线模块将指令传送到控制器，磁粉离合器的电磁抱闸抱死，以最大阻抗模式工作，电机正转并通过同步带带动磁粉离合器的转动，磁粉离合器的输出轴连接有第二主动带轮，第二主动带轮通过同步带带动载物台沿直线导轨运动，编码器为增量式编码器，用来检测载物台的移动速度。载物台带动训练模组运动，以使患者进行主动康复训练。

患者恢复到可进行主动训练，分为等速抗阻训练和恒抗阻训练模式。其中等速抗阻训练模式为：人脚放在脚踏板上，压力传感器会检测到压力信号，进而触发电机开始以固定速度反转，以提供人腿运动方向的反方向的阻力。磁粉离合器的输出端安装有编码器，若磁粉离合器的输出端速度过快或过慢，磁粉离合器将增大或者减小转动阻力，保持载物台移动速度恒定，脚踏板上的固定带固定脚掌，当移动到最大量程碰到限位块时，电机以固定速度正转，进行曲腿训练。恒抗阻训练模式为：人脚放在脚踏板上，压力传感器会检测到压力信号，进而触发电机开始以固定速度反转，以提供人腿运动方向的反方向的阻力。磁粉离合器的输出端安装有编码器，磁粉离合器输出的是恒定阻力，磁粉离合器带动同步带转动，进而带动载物台的训练模块运动，脚踏板上的固定带固定脚掌，当移动到最大量程碰到限位块时，电机以固定速度正转，进行曲腿训练。

康复训练过程中，若出现意外情况人腿无法运动，脚踏板下的压力传感器会接受到信号的异常波动，随时停止训练。伸曲臂训练的运动模式与伸屈腿相同。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、采用电机结合磁粉离合器的驱动方式，工作平稳、噪音小、响应快、驱动力大。

2、能够实现上肢和下肢的同步训练或单独训练的需求，且结构简单，成本低。

3、同步带型直线模组与座椅可拆卸连接，方便移动，且动力模组下方具有医用万向轮，直线导轨与座椅连接的端部的底部也固定安装有定向轮，方便将训练部分与座椅单独移动，也方便分开售卖。

4、通过压力传感器实时监测脚底的压力信号，若信号有异常波动，则训练器会随时停止训练，安全可靠，不会对康复训练者造成二次伤害。

5、能够进行主动训练模式和被动训练模式。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的直线导轨与座椅连接处结构图；

图3是本发明的动力模组部分结构图；

图4是本发明的动力模组另一视角部分结构图；

图5是本发明的训练模组部分结构图；

图6是本发明的同步带型直线模组缺省端座后结构图；

图7是本发明的载物台结构图；

图8是本发明的同步带型直线模组的截面图。

图中:1、座椅，2、同步带型直线模组，21、直线导轨，22、载物台，221、导轮，23、第二主动带轮，24、第二从动带轮，25、皮带夹件，26、限位块，27、端座，28、导杆，3、动力模组，31、电机，32、电机支架，33、第一主动带轮，34、第一从动带轮，35、磁粉离合器，36、编码器，37、底板，38、底板外框，381、支撑块，382、支撑平板，39、主控板，391、电源，392、降压模块，393、无线模块，394、控制器，310、外罩，311、医用万向轮，312、总开关，4、训练模组，41、脚踏板，42、手扶把手，43、脚蹬底座，44、滑动轴承座，45、脚蹬转轴，46、脚踏底盘，47、压力传感器，48、限位挡块，49、卡位台，410、缓冲垫，411、弹簧，412、把手焊接块，413、竖向座管，414、固定带，415、密封外框，416、脚蹬外罩， 417、连接套，5、固定连接座，51、安装挂钩，6、安装支撑架，61、挂杆，7、定向轮，8、急停开关。

具体实施方式

在图1至图8所示的本发明示意简图中，同步带型直线机构2的直线导轨21的右端与固定连接座5相连接，固定连接座上具有安装挂钩51，在安装挂钩内卡接挂杆61，挂杆固定在安全支撑架6的一端，安全支撑架6的另一端与座椅相连接。挂杆61卡接在安装挂钩51上，使座椅1与同步带型直线机构2可拆卸。同步带型直线机构2的直线导轨21的左端与动力机构3固定连接，直线导轨21右端的下部设有定向轮7，直线导轨21左端的端部固定急停开关8。训练机构4设在同步带型直线机构2的载物台22上。

同步带型直线机构2包括直线导轨21、载物台22、导轮221、第二主动带轮23、第二从动带轮24、皮带夹件25、限位块26、端座27、导杆28。直线导轨21的导轨内部设有两根位置相对应的导杆28，导轮221滑动连接在两根导杆之间，导轮沿导杆移动。在导轮的上部设有载物台22，在载物台上设有皮带夹件25，用以将载物台固定至同步带。同步带型直线机构2的直线导轨21的两端上部分设有限位块26，限位块26用于限制训练机构的运动。同步带型直线机构2的直线导轨21的两端均有端座，用以分别支撑安装第二主动带轮23和第二从动带轮24。

动力机构包括有电机31、电机支架32、第一主动带轮33、第一从动带轮34、磁粉离合器35、编码器36、底板37、底板外框38、支撑块381、支撑平板382、主控板39、直流电源391、降压模块392、无线模块393、电机控制器394、外罩310、医用万向轮311、总开关312。在底板的下部设有医用万向轮311，在底板37四周均围有底板外框38，在底板外框上盖有外罩310。在底板外框上固定连接支撑块381，直线导轨21置于支撑块上。在底板上固定电机支架32，在电机支架内设有电机31，电机的输出端延伸至电机支架的外部，与第一主动带轮33同轴相连。第一主动带轮与第一从动带轮34之间通过同步带相连接。第一从动带轮与磁粉离合器的输入端同轴相连。磁粉离合器的输出端与同步带型直线机构2的第二主动带轮23同轴连接，磁粉离合器35输出端的端部还安装编码器36。在外罩310内安装有主控板39，主控板39包括直流电源391、降压模块392、无线模块393和电机控制器394，直流电源391、降压模块392、无线模块393和电机控制器394电路连接。直流电源391固定在底板上，在直流电源的上部设有支撑平板382，降压模块392、无线模块393和电机控制器394均设置在支撑平板上。直流电源391将外接220V交流电源转化为24V直流电源，降压模块392将电压转化为可供主控板39使用的电压范围，无线模块393用于训练机构与上位机进行人机交互，电机控制器394控制电机的正反转。外罩310上具有总开关312，控制训练机构的运行。还可以通过无线遥控控制训练机构的启停。

训练机构4包括脚踏板41、手扶把手42、脚蹬底座43、滑动轴承座44、脚蹬转轴45、脚踏底盘46、压力传感器47、限位挡块48、卡位台49、缓冲垫410、弹簧411、把手焊接块412、竖向座管413、固定带414、密封外框415、脚蹬外罩416、连接套417。脚蹬底座43固定在载物台上，在脚蹬底座上设有盖合在脚蹬座板上的脚蹬外罩416。在脚蹬底座上固定一组位置相对应的滑动轴承座44，脚蹬转轴45插接在滑动轴承座内。脚蹬转轴45上固定有限位挡块48，脚蹬底座43上设有卡位台49，卡位台49上方设缓冲垫410，限位挡块48与缓冲垫410之间通过弹簧411相连。在脚蹬底座43上固定把手焊接块412，在把手焊接块412上部固定连接竖向座管413，竖直座管的上端设有连接套417，连接套上开有通孔，在通孔内插接手扶把手42。在脚蹬转轴的两端分别设有脚踏底盘46，每个脚踏底盘的下部均设有压力传感器47，在压力传感器的外部套接密封外框415，用于密封脚踏板41与脚踏底盘46之间的缝隙。为了保证安全，脚踏板41上还有固定脚部的固定带414。这样训练机构4可同时实现手部康复训练和脚部康复训练。

Claims (4)

1.一种老年人肢体功能康复训练装置，包括座椅、同步带型直线机构、动力机构、训练机构、固定连接座、安装挂钩、挂杆、安装支撑架、定向轮和急停开关，其特征在于：同步带型直线机构的直线导轨的右端与固定连接座相连接，固定连接座上具有安装挂钩，在安装挂钩内卡接挂杆，挂杆固定在安全支撑架的一端，安全支撑架的另一端与座椅相连接，挂杆卡接在安装挂钩上，使座椅与同步带型直线机构可拆卸，同步带型直线机构的直线导轨的左端与动力机构固定连接，直线导轨右端的下部设有定向轮，直线导轨左端的端部固定急停开关，训练机构设在同步带型直线机构的载物台上；同步带型直线机构包括直线导轨、载物台、导轮、第二主动带轮、第二从动带轮、皮带夹件、限位块、端座、导杆，直线导轨的导轨内部设有两根位置相对应的导杆，导轮滑动连接在两根导杆之间，导轮沿导杆移动，在导轮的上部设有载物台，在载物台上设有皮带夹件，用以将载物台固定至同步带，同步带型直线机构的直线导轨的两端上部分设有限位块，限位块用于限制训练机构的运动，同步带型直线机构的直线导轨的两端均有端座，用以分别支撑安装第二主动带轮和第二从动带轮，训练机构包括脚踏板、手扶把手、脚蹬底座、滑动轴承座、脚蹬转轴、脚踏底盘、压力传感器、限位挡块、卡位台、缓冲垫、弹簧、把手焊接块、竖向座管、固定带、密封外框、脚蹬外罩、连接套，脚蹬底座固定在载物台上，在脚蹬底座上设有盖合在脚蹬底座上的脚蹬外罩，在脚蹬底座上固定一组位置相对应的滑动轴承座，脚蹬转轴插接在滑动轴承座内，脚蹬转轴上固定有限位挡块，脚蹬底座上设有卡位台，卡位台上方设缓冲垫，限位挡块与缓冲垫之间通过弹簧相连，在脚蹬底座上固定把手焊接块，在把手焊接块上部固定连接竖向座管，竖直座管的上端设有连接套，连接套上开有通孔，在通孔内插接手扶把手，在脚蹬转轴的两端分别设有脚踏底盘，每个脚踏底盘的下部均设有压力传感器，在压力传感器的外部套接密封外框，用于密封脚踏板与脚踏底盘之间的缝隙。

2.根据权利要求1所述的一种老年人肢体功能康复训练装置，其特征在于：动力机构包括有电机、电机支架、第一主动带轮、第一从动带轮、磁粉离合器、编码器、底板、底板外框、支撑块、支撑平板、主控板、直流电源、降压模块、无线模块、电机控制器、外罩、医用万向轮、总开关，在底板的下部设有医用万向轮，在底板四周均围有底板外框，在底板外框上盖有外罩，在底板外框上固定连接支撑块，直线导轨置于支撑块上，在底板上固定电机支架，在电机支架内设有电机，电机的输出端延伸至电机支架的外部，与第一主动带轮同轴相连，第一主动带轮与第一从动带轮之间通过同步带相连接，第一从动带轮与磁粉离合器的输入端同轴相连，磁粉离合器的输出端与同步带型直线机构的第二主动带轮同轴连接，磁粉离合器输出端的端部还安装编码器，在外罩内安装有主控板，外罩上具有总开关，控制训练机构的运行，还可以通过无线遥控控制训练机构的启停。

3.根据权利要求2所述的一种老年人肢体功能康复训练装置，其特征在于：直流电源、降压模块、无线模块和电机控制器电路连接，直流电源固定在底板上，在直线电源的上部设有支撑平板，降压模块、无线模块和电机控制器均设置在支撑平板上，直流电源将外接220V交流电源转化为24V直流电源，降压模块将电压转化为可供主控板使用的电压范围，无线模块用于训练机构与上位机进行人机交互，电机控制器控制电机的正反转。

4.根据权利要求1所述的一种老年人肢体功能康复训练装置，其特征在于：脚踏板上还有固定脚部的固定带。

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