CN110693651A - 康复用电动平衡车 - Google Patents

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CN110693651A CN201810743100.1A CN201810743100A CN110693651A CN 110693651 A CN110693651 A CN 110693651A CN 201810743100 A CN201810743100 A CN 201810743100A CN 110693651 A CN110693651 A CN 110693651A
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Guangzhou Ke'an Rehabilitation Equipment Co
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Abstract

本发明关于一种康复电动平衡车，该平衡车包括底座模块、把手、上半身保护装置、控制器、鞋套，该平衡车的把手为可高低调节，该平衡车的上半身保护装置可调节宽度，该平衡车的鞋套为可调节大小,该平衡车还包括可调节高度的支撑组件和膝关节保护组件。

Description

康复用电动平衡车
技术领域
本发明涉及电动代步车，特别涉及一种康复用电动代步车。
背景技术
作为因脑瘫、截瘫、伤残、年老体弱等导致的下肢欠健康患者的主要代步工具是轮椅。目前,市面上的轮椅主要包括坐式轮椅(包括电动坐式轮椅和手动坐式轮椅)和可坐、立转换式轮椅两大类。
坐式轮椅虽然给使用者带来方便，但是在锻炼、用餐、洗漱等日常活动和生活自理上，还需要让人帮助。另一方面现有的坐式轮椅没有为使用者提供下肢锻炼的功能，对使用者的康复没有帮助。同时坐式轮椅,使用者长时间处于一种坐姿,身体局部长时间受到压迫，很容易产生褥苍，甚至导致腿部肌肉萎缩等症状。
可坐、立转换式轮椅虽能解决坐式轮椅的一些问题,如中国专利CN2009200172905(以下简称“905号专利”)，能使患者从坐姿改为站姿。但是如果患者是下肢无力甚至于瘫痪患者，由于905号专利代步车对患者上半身的支撑和保护不够，勉强使患者处于站立状态，患者在户内进行日常活动，或在户外简单代步时，人身安全得不到有效保障，更谈不上在代步车上进行有效的康复训练。
中国专利CN 106236422 A，介绍了一种代步车。虽然该代步车比专利905号专利介绍的代步车在患者上半身支撑方面有所改进，但是其存在一些问题：第一,患者从轮椅到代步车上直立过程复杂，效率不高；第二，上半身保护措施仍不够完善，虽具备辅助站立功能，但没有下肢康复训练功能；第三，不能依据患者身高、胖瘦进行调节，即无调高、调宽机构。
发明内容
针对上述现有技术问题，本发明提供了一种康复用电动平衡车，主要用于患者的代步与针对性康复训练。
附图说明
图1是本发明康复用电动平衡车整机结构示意图。
图2A是本发明康复用电动平衡车底座模块示意图。
图2B是本发明康复用电动平衡车底座底板背面的示意图。
图3是本发明康复用电动平衡车把手组件示意图。
图4A是本发明康复用电动平衡车的上半身调节-保护组件的示意图。
图4B是本发明康复用电动平衡车的上半身调节-保护组件的局部示意图。
图5A是本发明康复用电动平衡车的支撑调节组件左侧的示意图。
图5B是本发明康复用电动平衡车的支撑调节组件右侧的示意图。
图6A是本发明康复用电动平衡车的膝关节保护组件左边示意图。
图6B是本发明康复用电动平衡车的膝关节保护组件右边示意图。
图7是本发明康复用电动平衡车使用者站姿示意图。
图8是本发明康复用电动平衡车使用者坐姿/站姿到坐姿示意图。
图9是本发明康复用电动平衡车的从坐姿到站姿示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的康复电动平衡车主要包含底座模块(1)、把手组件(2)、上半身调节-保护组件(3)、控制器(4)、支撑调节组件(5)、膝关节保护组件(6)等模块组成。其中，所述支撑调节组件(5)为对称设置，分为左支撑调节组件(5a)和右支撑调节组件(5b)、所述膝关节保护组件(6)为对称设置，分为左膝关节保护组件(6a)和右膝关节保护组件(6b)。下文在不特意强调的左右前后时，统称数字代码，不分a或b。
如图2A所示，本发明康复用电动平衡车的底座模块(1)包括底板(101)、电池(102)、左轮毂电机(103a)、右轮毂电机(103b)、左轮毂电机固定座(104a)、右轮毂电机固定座(104b)、前鞋套1(105)和后鞋套2(106)、带刹车万向轮(107)、电池限位罩(108)、把手座(201)、杆件固定座(501)。其中所述前鞋套1(105)为对称设置，分为左前鞋套1(105a)和右前鞋套1(105b)；后鞋套2(106)为对称设置，分为左后鞋套2(106a)和右后鞋套2(106b)、所述带刹车万向轮(107)为对称设置，分为左万向轮(107a)和右万向轮(107b)；所述电池限位罩(108)，分为前电池限位罩(108a)和后电池限位罩(108b)。下文在不特意强调左右前后时，统称数字代码，不分a或b。
如图1和图2所示，其中：
a)左轮毂电机(103a)和右轮毂电机(103b)、控制器(4)和电池(102)组成本发明动力与控制系统，为康复用电动平衡车提供动力并控制康复用电动平衡车运行方向。左轮毂电机(103a)和右轮毂电机(103b)通过左轮毂电机固定座(104a)和右轮毂电机固定座(104b)固定于底板(101)上，电池通过前后两个电池限位罩(108a)和(108b)固定于底板(101)上，左轮毂电机(103a)和右轮毂电机(103b)与电池(102)和控制器(4)通过自带电线及接头连接；
b)左轮毂电机固定座(104a)和右轮毂电机固定座(104b)、左万向轮(107a)和右万向轮(107b)、把手座(201)、左杆件固定座(501a)和右杆件固定座(501b)采用螺丝固定于底板(101)上，带刹车万向轮(107)作用为本发明康复用电动平衡车运行过程中保持整机平衡，在断电状态时，将刹车踩下，保证整机不会四处移动；
c)如图2B所示，前鞋套1(105)和后鞋套2(106)分别通过调节旋钮(109)固定于底板(101)上，根据使用者脚大小，拧松调节旋钮(109)，将前鞋套1(105)和后鞋套2(106)调至合适的位置，再拧紧调节旋钮，即可实现鞋套大小调节。
如图3所示,本发明康复用电动平衡车的把手组件(2)包括把手座(201)、把手(202)、手刹(203)和调节旋钮(204)；其中，把手(202)与把手座(201)通过调节旋钮(204)紧固与调节高度，同时，把手为患者使用过程中借以从坐姿到站姿转换以及膝关节康复训练过程中借力。手刹(203)通过手刹线(普通自行车刹车线，图中未示出)控制气弹簧(508)触发端，所述触发端与挡边1(509)的一端连接，以在气弹簧(508)自锁与工作两种状态之间切换。
如图4A所示，本发明的康复用电动平衡车的上半身调节-保护组件(3)包括腰部保护垫(301)、调节杆1(302)、腰部保护板(303)、腰部保护板转接头(304)、左调节杆2(305a)、右调节杆2(305b)、左腋下护套(306a)、右腋下护套(306b)、左调节杆3(307a)、右调节杆3(307b)、胸部护套(308)、调节杆4(309)、腹部护套(310)、左安全插扣座(311a)和右安全插扣座(311b)、左转轴(510a)、右转轴(510b)、调节旋钮(312)、调节杆5(313)、安全插扣(314)、调节杆6(315)、安全插座(316)、安全插座固定座(317)、辅助坐垫(318)、背部保护垫(319)、螺管(320)、左螺杆(321a)、右螺杆(321b)、左挡边3(506a)、右挡边3(506b)。
如图4A和图4B所示,调节杆1(302)和调节杆5(313)分别从左右两侧插入调节杆4(309)中，通过调节旋钮拧紧，调节杆1(302)和调节杆5(313)通过所述左转轴(510a)、所述右转轴(510b)和所述左挡边3(506a)、右挡边3(506b)与左、右支撑调节组件连接。
如图4A所示,腰部保护组件的部件及其连接关系为-—腰部保护垫(301)通过魔术贴包于腰部保护板(303)上，提高使用者接触部位舒适度；腰部保护板(303)与腰部保护板转接头(304)之间采用螺纹紧固，腰部保护板转接头(304)通过一个转轴与调节杆1(302)连接，确保腰部保护组件能在0°至120°之间转动，保证使用者能从轮椅上有效的进入本发明的康复用电动平衡车；安全插座(316)用螺丝固定于安全插座固定座(317)上，安全插座固定座(317)用螺丝固定于腰部保护板(303)上，安全插扣(314)用螺丝固定于调节杆5(313)上，而安全插扣与安全插座为汽车安全级，保证使用者的安全；上述描述零件组成本发明腰部保护组件，既方便了使用者的进出，也保证了使用者的安全与使用过程中的舒适性。
如图4A和图4B所示,宽度调节机构的部件及其连接关系为--左侧调节杆2(305a)通过调节旋钮固定在调节杆1(302)上，左侧腋下护套(306a)通过螺丝紧固于左侧调节杆2(305a)上，右侧腋下护套(306b)通过调节旋钮紧固于右侧侧调节杆2(305b)上，左侧调节杆3(307a)的一端插入左侧调节杆2(305a)的一端，右侧调节杆3(307b)的一端插入右侧调节杆2(305b)的一端，采用调节旋钮控制两部件间的松紧,左侧调节杆3(307a)的另一端，通过螺丝固定，与所述左螺杆(321a)连接，右侧调节杆3(307b)的另一端，通过螺丝固定，与所述右螺杆(321b)连接，左螺杆(321a)的另一端旋入螺管(320)的左端，右螺杆(321b)的另一端旋入螺管(320)的右端，胸部护套(308)通过魔术贴将螺管(320)、螺杆(321)以及部分左调节杆3(307a)和部分右调节杆3(307b)包裹，上述描述部件组成宽度调节机构；宽度调节过程中先将胸部护罩(308)拆下，拧松调节旋钮，根据使用者的胖瘦将宽度调节机构调至合适的位置后拧紧调节旋钮，再将胸部护罩(308)装上即可。
调节杆6(315)通过调节旋钮将其固定于调节杆4(309)上，辅助坐垫(318)通过螺丝紧固于调节杆6(315)上，根据使用者的高矮不同调节辅助坐垫的高度，同时使用者站累时可坐下，减轻下肢受力。
背部护垫(319)上缝制有单面魔术贴，另一面模数缝制于长绑带(图中未示出)上，长绑带一端固定在左侧安全插扣座(311a)上，另一端上缝有插扣(普通箱包插扣，图中未示出)，此端绑带长度可调节，短绑带一端固定在右侧安全插扣座(311b)上，另一端上缝有插卡(普通箱包插卡，图中未示出)，此端绑带固定不可调节。使用过程中根据使用者的胖瘦，将背部护垫(319)贴在合适的位置，拉紧或放松长绑带，这样既可有效的保护使用的使用安全，又增加使用舒适性。
如图5A和图5B所示，本发明康复用电动平衡车的支撑调节组件为左右对称设置，分为左支撑调节组件(5a)和右支撑调节组件(5b)。以其中左边为例，其包括杆件固定座(501a)、滚珠插销(502a)、锁扣(503a)、调节杆7(504a)、调节杆8(505a)、挡边3(506a)、挡边2(507a)、气弹簧(508a)、挡边1(509a)、转轴(510a)转轴(511a)；其中，
a)高度调节机构--调节杆7(504a)插入杆件固定座(501a)中，滚珠插销(502a)贯通插入所述杆件固定座(501a)和所述调节杆7(504a)上的插销孔，锁扣(503a)套在固定座(501a)上，上述描述零件组成本发明高度调节机构。高度调节过程中先将锁扣(503a)打开，拔掉滚珠插销(502a)，根据使用者的身高，将本发明康复用电动平衡车的高度调至相对应的位置，调节杆7上滚珠插销孔与固定座上滚珠插销孔对齐，插上滚珠插销(502a)，将锁扣(503a)锁紧即实现高度调节。其中锁扣(503a)的作用是将杆件固定座(501a)与调节杆7(504a)锁紧，滚珠插销(502a)的作用是减小甚至消除调节杆7(504a)与杆件固定座(501a)间隙对整个发明的影响且确保两边高度调节的一致性。
b)调节杆8(505a)通过转轴(510a)固定在调节杆7(504a)上，且能在0°—65°范围内转动，转动边界均为机械定位，挡边3(506a)、挡边2(507a)通过转轴(510a)固定在调节杆8(505a)上，确保两调节杆在任意位置为平行四边形，由于两调节杆8(505a)与调节杆7(504a)固定的高度水平，因此上半身调节-保护组件与左右支撑调节组件连接后不论是处于站立、坐姿状态还是下肢康复训练过程中均处于水平状态，只是相对高度的改变。
c)挡边1(509a)通过转轴(510a)固定在调节杆7(504a)上，气弹簧(508a)两端通过转轴(511a)分别固定在挡边1(509a)和挡边2(507a)上。其中气弹簧(508a)触发端(固定于挡边1一端)通过刹车线与把手组件中手刹(203)连接，通过手刹控制气弹簧自锁与工作两种状态，气弹簧(508a)的作用为使用者从坐姿到站姿过程中提供推力(工作状态)，且使用者在直立状态时确保整个平衡车的稳定性(自锁状态)。
如图6A和图6B所示：本发明康复用电动平衡车的膝关节保护组件为左右对称布置，以其中左边为例，其包括调节杆9(601a)、调节杆10(602a)、膝盖护罩(603a)以及调节旋钮(604a)。
其中，调节杆9(601a)通过挡边1(509a)的固定转轴(510a)固定在左右支撑调节机构上，可根据使用者的胖瘦前后调节膝关节保护组件。调节杆10(602a)插入调节杆9(601a)中，通过调节旋钮(604a)紧固或松开，根据使用者的胖瘦调节膝关节保护组件左右位置。膝盖护罩(603a)通过调节旋钮固定在调节杆10(602a)上，通过调节旋钮(604a)紧固或松开，根据使用者的胖瘦调节膝关节保护组件上下位置，提高使用者使用舒适性。
本发明的康复用电动平衡车上膝关节保护组件对称设置，其右膝关节保护组件与左膝关节保护组件结构相同。
图7是本发明康复用电动平衡车使用者站姿示意图，即气弹簧(508)行程处于最大。本状态为使用者使用本发明代步功能，操作过程中，使用者可单手握住把手单手操作控制器，或者双手操作，即可操控整机前进、后退、转弯等，实现日常代步功能，实现此功能过程中，双手不能握紧手刹，以免触发气弹簧，使其处于工作状态，出现因人体重力或者外力作用使左右支撑调节组件弯曲上半身调节保护组件下降的风险。
使用代步功能过程中要注意：鞋套安全绑带(A所示位置)、膝关节保护组件上安全绑带(B所示位置)要系好、腰部保护组件中安全插扣(见图4A)和背部护垫插扣要插好。
图8是本发明康复用电动平衡车使用者从站姿到坐姿示意图，即下肢康复训练过程中，气弹簧行程减小的过程，图示为气弹簧行程最小时刻。
实现从站姿到坐姿转变过程，除图7中所述注意事项外，还需确保以下几点：
1)双手握紧把手与手刹，即图中C所示位置，使气弹簧处于工作状态；
2)膝盖下侧胫骨贴紧膝盖护套，即图中B所示位置。
3)腰部要与腰部保护组件贴紧，即图中D所示位置。
在确保以上三点同时双手臂向后用力，采用三点，即手与把手、腰部与腰部保护组件、膝盖下侧胫骨与膝关节保护组件，借力方式，借助使用者自身重力，实现从站姿到坐姿的转变。
图9是本发明康复用电动平衡车的从坐姿到站姿示意图，即下肢康复训练过程中，气弹簧行程增加的过程，如图所示，气弹簧行程未达到最大值。
实现从坐姿到站姿转变过程，除图7所述注意事项和图8所述注意事项1、2外，还需确保胸部与胸部护套贴紧，即图E所示位置。
在确保以图8所述1、2以及上述注意事项时，双手臂向前用力，采用三点，即手与把手、胸部与胸部护套、膝盖下侧胫骨与膝关节保护组件，借力方式，借助气弹簧推力，实现从坐姿到站姿的转变。
结合图8和图9，重复实现所述站姿、坐姿两种状态改变，即实现下肢康复训练。
具体实施方法
1.使用本发明康复用电动平衡车前，根据使用者身高、体型调好整机高度、宽度、膝关节保护组件位置、鞋套大小、辅助坐垫高度；其中辅助坐垫上端面应低于轮椅坐垫10～20mm；
2.使用者通过手机APP打开平衡车电源，将其遥控至跟前，(该平衡车控制器控制半径为10m)；
3.使用者打开腰部保护组件上安全插扣，将腰部保护组件旋转至最大角度，机械定位，旋转至旋转不动即可，设计最大角度值为120°，解开背部保护垫上插扣，慢慢将轮椅移动靠近平衡车；
4.使用者将两只脚放置鞋套中，系好保护鞋带，膝盖下侧抵住膝关节保护组件中膝盖护罩，系好膝盖保护软垫上的安全带；
5.双手握住把手，缓慢将身体从轮椅上移动至辅助坐垫上，调整好坐姿，胸部顶住胸部护套，握住手刹，手臂用力就能完成从轮椅到站立的过程，站立后，松开手刹，将腰部保护组件上安全插扣、背部护垫上插扣扣上；
6.如使用者选择进行代步或直立锻炼下肢等日常生活，松开(不握)手刹，使气弹簧处于自锁状态，防止无意向后下方用力过程时，上半身调节-保护组件向下移动(即下肢康复训练功能)，操作平衡车前端控制器，实现前后左右、转弯等移动；
7.如使用者选择进行下肢康复训练功能时，握住手刹，使气弹簧处于工作状态，手臂臂力向后推，同时后背贴住后背保护软垫，腰部贴住腰部保护组件，膝盖下侧贴住膝盖护套，膝关节弯屈过程中，腰部力作用在腰部保护软垫上，使上半身组件向后下方下降，实现膝关节弯屈；膝关节直立过程中，将膝盖下侧、胸部分别贴好相对应保护软垫，手臂向前拉，即可实现膝关节直立(同从轮椅到直立过程一致)，反复该动作即可实现屈膝等康复训练。
使用者站立太累时，可直接坐在辅助坐垫上，适当休息，减轻下肢劳累。
当使用者决定结束使用电动平衡车时，将平衡车操控至轮椅或座椅沙发等坐垫，打开气弹簧，按照膝关节弯屈流程将辅助坐垫控制到基本与座位面平行即可，关掉气弹簧使其处于关闭状态(防止在外力牵引下气弹簧推力将使用者重新推至站立状态)，打开背部保护护垫、腰部保护组件安全扣，慢慢移动至坐垫上。
用手机操控平衡车，移动至预定停留位置，关闭电源即可。

Claims (5)

1.一种康复电动平衡车，所述康复电动平衡车包括底座模块、把手、上半身保护装置、控制器(4)、鞋套，其特征在于，所述康复电动平衡车的把手为可高低调节的把手组件(2)，所述康复电动平衡车的上半身保护装置为可调节宽度的上半身调节-保护组件(3)，所述康复电动平衡车的鞋套为可调节大小的前鞋套1(105)和后鞋套2(106),所述康复电动平衡车还包括左右对称的可调节高度的左支撑组件(5a)、右支撑组件(5b)和设置在对应乘坐人小腿胫骨位置的左右对称的可调节左膝关节保护组件(6a)和右膝关节保护组件(6b)。
2.一种权利要求1所述的康复电动平衡车，其中，所述底座模块(1)：
包括底板(101)、电池(102)、左轮毂电机(103a)、右轮毂电机(103b)、带刹车万向轮(107)、把手座(201)、杆件固定座(501)，
所述轮毂电机(103)通过轮毂电机固定座(104)固定于底板(101)上，所述电池(102)通过电池限位罩(108)固定于底板(101)上，轮毂电机(103)与电池(102)和控制器(4)连接，
所述轮毂电机固定座(104)、所述带刹车万向轮(107)、所述把手座(201)、所述杆件固定座(501)固定连接在底板(101)上，
所述前鞋套1(105)和后鞋套2(106)固定于底板(101)上，可通过调节旋钮(109)调节前鞋套1(105)和后鞋套2(106)的大小。
3.一种权利要求1所述的康复电动平衡车，其中，所述可高度调节的支撑组件为左右对称结构，其左侧支撑组件(5a)包括左侧杆件固定座(501a)、左侧滚珠插销(502a)、左侧锁扣(503a)、左侧调节杆7(504a)、左侧调节杆8(505a)、左侧挡边3(506a)、左侧挡边2(507a)、左侧挡边1(509a)、左侧气弹簧(508a)、左侧转轴(510a)、左侧转轴(511a)，
所述左侧调节杆7(504a)插入所述左侧固定座(501a)中，所述左侧滚珠插销(502a)贯通插入所述左侧固定座(501a)和所述左侧调节杆7(504a)上的插销孔，所述左侧锁扣(503a)套在所述左侧固定座(501a)上，
所述左侧调节杆8(505a)通过所述左侧转轴(510a)固定在所述左侧调节杆7(504a)上，使其能在0°-65°范围内转动，所述左侧挡边3(506a)和所述左侧挡边2(507a)通过所述左侧转轴(510a)固定在所述左侧调节杆8(505a)上，
所述左侧挡边1(509a)通过所述左侧转轴(510a)固定在所述左侧调节杆7(504a)上，所述左侧气弹簧(508a)两端通过所述左侧转轴(511a)分别固定在所述左侧挡边1(509a)和所述左侧挡边2(507a)上。其中，固定于所述左侧挡边1(509a)端部的所述左侧气弹簧(508a)的触发端，通过一条刹车线与所述把手组件(2)中的所述手刹(203)连接；
右侧支撑组件(5b)的结构与左侧支撑组件(5a)相同。
4.一种权利要求1所述的康复电动平衡车，其中，所述车把手组件(2)包括把手座(201)，把手(202)、手刹(203)；其中，把手(202)与把手座(201)通过调节旋钮(204)紧固与调节高度，所述手刹(203)通过一条手刹线控制所述气弹簧(508)的触发端，所述触发端与挡边1(509)的一端连接，以在所述气弹簧(508)自锁与工作两种状态之间切换。
5.一种权利要求1所述的康复电动平衡车，其中，所述上半身调节-保护组件(3)包括调节杆1(302)、腰部保护板(303)、腰部保护板转接头(304)、左调节杆2(305a)、右调节杆2(305b)、左腋下护套(306a)、右腋下护套(306b)、左调节杆3(307a)、右调节杆3(307b)、胸部护套(308)、调节杆4(309)、腹部护套(310)、左转轴(510a)、右转轴(510b)、左安全插座(311a)、右安全插座(311b)、调节旋钮(312)、调节杆5(313)、安全插扣(314)、调节杆6(315)、安全插座(316)、安全插座固定座(317)、辅助坐垫(318)、背部保护垫(319)、螺管(320)、左螺杆(321a)、右螺杆(321b)、左挡边3(506a)、右挡边3(506b)，
其中：
所述调节杆1(302)和所述调节杆5(313)分别从左右两侧插入调节杆4(309)中，通过调节旋钮(312)拧紧，所述调节杆1(302)和所述调节杆5(313)通过所述左侧转轴(510a)、所述右侧转轴(510b)和所述左侧挡边3(506a)、右侧挡边3(506b)与左、右支撑调节组件连接；
所述腰部保护板(303)与所述腰部保护板转接头(304)之间固定连接，所述腰部保护板转接头(304)通过一个转轴与所述调节杆1(302)连接，所述安全插座(316)固定于安全插座固定座(317)上，所述安全插座固定座(317)固定连接在所述腰部保护板(303)上，所述安全插扣(314)固定连接在所述调节杆5(313)上。
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