CN109984914A - 一种抬膝装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种双电机驱动的抬膝装置，其中第一抬膝驱动机构通过第一电机驱动而带动第一下肢进行抬膝运动，第二抬膝驱动机构通过第二电机驱动而带动第二下肢进行抬膝运动，保证了患者在进行康复训练时第一下肢和第二下肢运动的独立性，从而有效地保持抬膝装置与患者下肢运动轨迹的一致性，提高了患者在使用抬膝装置过程中的舒适度。

Description

一种抬膝装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种用于下肢康复训练的抬膝装置。

背景技术

下肢康复训练是下肢瘫痪患者恢复下肢运动感知功能，并最终恢复下肢行走、上下楼梯等日常生活能力的重要手段。传统的下肢康复训练通过采用手动的方式辅助患者下肢进行运动，它的不足在于需要消耗相关医护人员大量体力，训练强度和频次无法保证且训练的主观性较大，随着人员成本的不断攀升，传统的康复训练方法的成本也越来越高。因此，作为传统康复训练方法的一种替代手段，下肢康复训练器越来越多的被医护人员和患者所接受。

抬膝装置是下肢康复训练器的重要组成部分，其重要性主要体现在三个方面。第一方面：抬膝装置影响患者使用过程中的舒适度；第二方面：在主动康复训练时，抬膝装置影响训练器的运动轨迹能否保持与患者的运动一致，从而保证患者使用训练器过程中的运动自由度；第三方面：在被动训练时，抬膝装置影响患者使用训练器过程中的安全性。

目前，市场上售卖的康复训练器的抬膝装置存在与患者下肢运动轨迹不一致的缺点，从而导致患者活动受限的现象，甚至导致在患者运动过程中出现干涉现象。针对现有抬膝装置出现的问题，需要提供一种与患者运动轨迹保持一致、提高患者使用过程中舒适度和安全性的抬膝装置。

发明内容

针对现有用于下肢康复训练的抬膝装置所存在的问题，本发明实施例提出一种双电机的抬膝装置，可分别独立地驱动第一抬膝驱动机构和第二抬膝驱动机构，从而有效地保证患者在使用过程中左下肢和右下肢运动的独立性，提高了与患者运动轨迹保持一致性的概率。本发明实施例采用编码器确定抬膝驱动机构的位置，提高了控制的精准性，有效地提高了患者使用过程中的安全性。

该驱动轮组的具体方案如下：一种用于下肢康复训练的抬膝装置，包括床体框架；第一抬膝驱动机构，采用第一连接轴与所述床体框架连接；第二抬膝驱动机构，采用第二连接轴与所述床体框架连接；所述第一抬膝驱动机构采用第一电机进行驱动；所述第一电机驱动所述第一抬膝驱动机构运动，从而带动第一下肢进行抬膝运动；所述第二抬膝驱动机构采用第二电机进行驱动；所述第二电机驱动所述第二抬膝驱动机构运动，从而带动第二下肢进行抬膝运动。

优选地，所述第一抬膝驱动机构的位置采用编码器进行确定。

优选地，所述第一抬膝驱动机构包括：减速部、与减速部连接的运动形式转换部、与运动形式转换部连接的升降部、与升降部连接的抬膝驱动部。

优选地，所述抬膝驱动部包括：转动铰链、与转动铰链固定连接的转动杆、与转动杆固定连接的第一滑块、所述第一滑块位于滑轨内且可沿所述滑轨滑动、与所述滑轨固定连接的摆脚固定件。

优选地，所述抬膝驱动机构还包括与所述摆脚固定件固定连接的膝部绑腿件。

优选地，所述减速部包括主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的从动齿轮。

优选地，所述运动形式转换部包括丝杠和丝母，用于将旋转运动转换成直线运动。

优选地，所述升降部包括导向轴、沿所述导向轴运动的第二滑块、与第二滑块连接的推杆。

优选地，所述第二滑块与所述推杆通过滑块铰链相连。

优选地，所述第二抬膝驱动机构的结构与所述第一抬膝驱动机构的结构相同。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供一种双电机驱动的抬膝装置，其中第一抬膝驱动机构通过第一电机驱动而带动第一下肢进行抬膝运动，第二抬膝驱动机构通过第二电机驱动而带动第二下肢进行抬膝运动，保证了患者在进行康复训练时第一下肢和第二下肢运动的独立性，从而有效地保持抬膝装置与患者下肢运动轨迹的一致性，提高了患者在使用抬膝装置过程中的舒适度。本发明实施例提供的抬膝装置采用编码器确定抬膝驱动机构的位置信息，提高了控制的精准性，有效地保证了患者在使用抬膝装置过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例中提供一种抬膝装置的立体结构示意图；

图2为图1所示实施例中第一抬膝驱动机构的安装结构示意图；

图3为图1所示实施例中第一抬膝驱动机构的立体结构示意图；

图4为图3所示实施例中第一抬膝驱动机构的抬膝驱动部的立体结构示意图。

附图中的标记说明：

100、抬膝装置 1、第一抬膝驱动机构 2、第二抬膝驱动机构

3、床体框架 4、第一连接轴 101、主动齿轮

102、第一电机 103、从动齿轮 104、丝杠

105、丝母 106、导向轴 107、第二滑块

108、滑块铰链 109、推杆 1010、抬膝驱动部

1011、编码器 10101、转动铰链 10102、转动杆

10103、第一滑块 10104、滑轨 10105、摆角固定件

10106、膝部绑腿件

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例的一种抬膝装置100的立体结构示意图。结合图2展示图1所示实施例中第一抬膝驱动机构1的安装结构示意图。在该实施例中，抬膝装置100包括床体框架3；第一抬膝驱动机构1，采用第一连接轴4与所述床体框架3连接，第一抬膝驱动机构1采用第一电机102进行驱动，第一电机驱动102第一抬膝驱动机构1运动，从而带动第一下肢进行抬膝运动；第二抬膝驱动机构2，采用第二连接轴(图中未示出)与床体框架3连接，第二抬膝驱动机构2采用第二电机(图中未示出)进行驱动，第二电机驱动第二抬膝驱动机构2运动，从而带动第二下肢进行抬膝运动。在该实施例中，抬膝装置100采用双电机分别驱动第一抬膝驱动机构1和抬膝驱动机构2，保证了患者在进行康复训练时第一下肢和第二下肢运动的独立性，从而有效地保持抬膝装置与患者下肢运动轨迹的一致性，提高了患者在使用抬膝装置过程中的舒适度。在该实施例中，第二抬膝驱动机构2的结构与第一抬膝驱动机构1的结构相同，第二抬膝机构2与床体框架3的连接方式也相同于第一抬膝驱动机构1与床体框架3的连接方式，因此，下文仅对第一抬膝驱动机构1的结构及其与床体框架3的连接方式做详细阐述。

如图3所示，为图1所示实施例中第一抬膝驱动机构1的立体结构示意图。第一抬膝驱动机构包括减速部、与减速部连接的运动形式转换部、与运动形式转换部连接的升降部、与升降部连接的抬膝驱动部，以及用于第一抬膝驱动机构1的位置的编码器1011。

在该实施例中，减速部为一级传动齿轮，具体包括主动齿轮101、与主动齿轮101啮合的从动齿轮103。主动齿轮101与第一电机102连接，第一电机102转动带动主动齿轮101旋转，通过齿间啮合驱动从动齿轮103旋转。主动齿轮101和从动齿轮103的减速比具体数值可根据需要，自行调整相应的齿数。当然，减速部也可采用其他形式，如多级传动齿轮或行星齿轮减速箱形式。

运动形式转换部主要将旋转运动转换成直线运动。在该实施例中，运动形式转换部包括丝杠104和丝母105。从动齿轮103旋转而带动丝杠104旋转，丝母105随着丝杠104的旋转而上下移动，从而将旋转运动形式转换为直线运动形式。当然，运动形式转换部也可采用其他结构来实现旋转运动转变为直线运动，如链轮传动、涡轮蜗杆传动、曲柄机构等。结合本实施例的应用情况和结构紧凑的需求，本实施例采用丝杠传动方式。

升降部用于将运动形式转换部的直线运动传递至抬膝驱动部。在该实施例中，升降部包括导向轴106、沿导向轴106运动的第二滑块107、与第二滑块107连接的推杆109，其中第二滑块107与推杆109通过滑块铰链108相连。第二滑块107与丝母105固定连接，具体采用螺钉铆接方式。丝母105上下移动，带动第二滑块107随之上下移动。在该实施例中，第二滑块107套设于导向轴106上，导向轴106有效地保证了第二滑块107的运动方向。第二滑块107与滑块铰链108之间固定连接，具体也采用螺钉铆接方式。第二滑块107沿导向轴106上下移动，进而滑块铰链108带动与其连接的推杆109前后摆动。

抬膝驱动部主要用于带动第一下肢进行抬膝运动。抬膝驱动部在推杆109的推动下，绕第一连接轴4进行摆动。如图4所示，为本发明实施例提供的一种抬膝驱动部的立体结构示意图。在该实施例中，抬膝驱动部包括转动铰链10101、与转动铰链10101固定连接的转动杆10102、与转动杆10102固定连接的第一滑块10103、第一滑块10103位于滑轨10104内且可沿滑轨10104滑动、与滑轨10104固定连接的摆脚固定件10105。转动铰链10101采用焊接方式与转动杆10102进行固定连接，转动杆10102通过连接片与第一滑块10103连接，滑轨10104采用螺钉铆接方式与摆角固定件10105连接。推杆109与转动铰链10101连接，从而将摆动运动传递至转动杆10102，进而转动杆10102绕第一连接轴4进行转动，带动第一滑块10103沿滑轨10104滑动，使得滑轨10104进行前后摆动运动，进而带动摆角固定件10105产生前后摆动运动。第一抬膝驱动机构1还包括与摆脚固定件10105固定连接的膝部绑腿件10106。膝部绑腿件10106用于将患者的第一下肢绑定在摆角固定件10105上，摆角固定件10105的前后摆动运动带动患者的第一下肢进行前后摆动的康复训练而达到增强患者下肢力量训练的目的。在该实施例中，各个部件的固定连接方式包括焊接、螺钉铆接、连接片连接，如本领域人员所知，各部件之间的固定连接方式还可采用其他方式如螺栓螺纹连接、榫接等方式。

在该实施例中，编码器1011采用绝对值编码器。编码器1011与丝杠104连接，用于确定丝杠104的转动位置，进而确定第二滑块107的运动位置。编码器1011与第一电机102的控制部连接，将具体的位置信息传递给控制部，从而控制部可根据第二滑块107的具体位置精确控制第一电机102的运动，提高了控制的精准性，有效地保证了患者在使用抬膝装置100过程中的安全性。

在该实施例中，第一抬膝驱动机构1带动患者的第一下肢运动的具体过程如下所述。第一电机102转动，带动主动齿轮101发生旋转运动，通过齿间啮合主动齿轮101驱动从动齿轮103旋转。从动齿轮103旋转而带动丝杠104旋转，丝母105随着丝杠104的旋转而上下移动。丝母105上下移动，带动第二滑块107沿导向轴106上下移动。第二滑块107沿导向轴106上下移动，进而滑块铰链108带动与其连接的推杆109前后摆动。推杆109与转动铰链10101连接，从而将摆动运动传递至转动杆10102，进而转动杆10102绕第一连接轴4进行转动，带动第一滑块10103沿滑轨10104滑动，使得滑轨10104进行前后摆动运动，进而带动摆角固定件10105产生前后摆动运动。摆角固定件10105的前后摆动运动带动膝部绑腿件10106产生相同的运动，从而带动患者的第一下肢进行前后摆动。

本发明实施例中的第二抬膝驱动机构2与第一抬膝驱动机构1带动患者运动的过程类似，此处不再赘述。第一抬膝驱动机构通过第一编码器进行位置确定，第一电机根据第一编码器的位置信息驱动第一抬膝驱动机构；第二抬膝驱动机构通过第二编码器进行位置确定，第二电机根据第二编码器的位置信息驱动第二抬膝驱动机构。本发明实施例采用双电机分别驱动第一抬膝驱动机构和第二抬膝驱动机构，有效地保证了患者训练过程中第一下肢和第二下肢运动的独立性。更优地，采用单独编码器进行位置确定，提高了各个抬膝驱动机构的控制精确性，有效地保证了患者在使用抬膝装置过程中的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述抬膝装置包括：

床体框架；

第一抬膝驱动机构，采用第一连接轴与所述床体框架连接；

第二抬膝驱动机构，采用第二连接轴与所述床体框架连接；

所述第一抬膝驱动机构采用第一电机进行驱动；所述第一电机驱动所述第一抬膝驱动机构运动，从而带动第一下肢进行抬膝运动；

所述第二抬膝驱动机构采用第二电机进行驱动；所述第二电机驱动所述第二抬膝驱动机构运动，从而带动第二下肢进行抬膝运动。

2.根据权利要求1用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述第一抬膝驱动机构的位置采用编码器进行确定。

3.根据权利要求1用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述第一抬膝驱动机构包括：减速部、与减速部连接的运动形式转换部、与运动形式转换部连接的升降部、与升降部连接的抬膝驱动部。

4.根据权利要求3用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述抬膝驱动部包括：转动铰链、与转动铰链固定连接的转动杆、与转动杆固定连接的第一滑块、所述第一滑块位于滑轨内且可沿所述滑轨滑动、与所述滑轨固定连接的摆脚固定件。

5.根据权利要求4用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述抬膝驱动机构还包括与所述摆脚固定件固定连接的膝部绑腿件。

6.根据权利要求3用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述减速部包括主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的从动齿轮。

7.根据权利要求3用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述运动形式转换部包括丝杠和丝母，用于将旋转运动转换成直线运动。

8.根据权利要求3用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述升降部包括导向轴、沿所述导向轴运动的第二滑块、与第二滑块连接的推杆。

9.根据权利要求8用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述第二滑块与所述推杆通过滑块铰链相连。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的用于下肢康复训练的抬膝装置，其特征在于，所述第二抬膝驱动机构的结构与所述第一抬膝驱动机构的结构相同。