CN110812022A - 一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，包括：轮椅框架，与轮椅框架一端侧轴接连接的靠背，可拆卸连接于靠背两端侧中部的扶手，固定连接在轮椅框架下方的滚轮组，以及安装于所述轮椅框架下部内的电机；以及还包括髋关节训练部件、膝关节训练部件和踝关节训练部件，其各部件均与所述轮椅框架连接。本发明此自动轮椅不但结构简单，能多个自由度旋转，功能更加齐全，占用空间要求较小，并且极佳的减轻了陪护人员的劳动强度；该轮椅可以在平躺状态下进行步态训练，亦可以在户外移动的环境下肢康复训练，适用于市场推广，具有很好的前瞻性。
Description
技术领域
本发明涉及轮椅技术领域，更具体的说是涉及一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅。
背景技术
人口老龄化增加了致残几率和残疾人的数量，老年人由于生理机能衰退，脑血管病、骨关节病、痴呆等病发病率和致残几率增高。我国老年人占比不断攀升，伴随老龄化过程中的生理衰退是老年人四肢的灵活性的下降，并且，在老年人群体中存在大量的心脑血管疾病或神经系统疾病患者，多数患者存在偏瘫症状。另外，脊髓损伤等意外疾病导致的四肢受伤人数近年来增加趋势明显。肢体残疾的庞大基数以及老龄化趋势，传统的人工或简单的医疗设备已经不能满足患者的康复需求，这使得人们对四肢康复设备需求的大增。具有康复训练功能的轮椅可以减少陪护人员的劳动强度，且更能有效的帮助病患实现康复。对增强使用者提高生活质量，减轻社会负担，促进社会和谐发展具有重要意义并产生巨大的社会效益。
目前，市面上有售的电动轮椅一般具有站立、平躺、摆腿等功能，一些特殊的轮椅还具有爬楼功能，其一般由控制器、底盘、脚踏、腿托、座椅、靠背、头枕等组成；但是这种轮椅需要陪护者将使用者先移动到轮椅上，再移动到仪器跟前，将使用者固定仪器等，这一过程需要陪护人员很大的劳动强度。
市场上所出售的轮椅都没有下肢康复、步态训练等功能；与下肢康复和步态训练比较接近的设备、仪器有下肢康复机器人和坐卧床；下肢康复机器人又分为悬吊站立式和坐卧式。还有其他类似站立式的康复机器人，结构功能类似。通过类似外骨骼式下肢步态矫正驱动装置进行步态训练，可实现下肢髋关节、膝关节、踝关节一共三个自由度的康复训练；缺点有占地面积大，长宽高尺寸大概为2600mmX1800mm0X2000mm，将使用者固定到机器人上需要30分钟左右的时间才能完成，效率低下，设备需固定到某一位置，无法在户外使用，训练时，需要外接电源，本身不具备能源；设备价格昂贵，单次训练价格高，大多数人群难以接受；不适应早中期肌力较弱，神经系统控制能力较低的人使用。其他的坐卧式下肢康复机器人类似上面两种方式，它们具有髋关节一个自由度、膝关节一个自由度、踝关节两个自由度的康复训练；其缺点有：占地面积较大，长宽高尺寸大概为2200mmX1400mm0X2000mm，底部安装小尺寸万向轮，可移动范围小，训练时，需要外接电源，本身不具备能源。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，包括：
一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，包括轮椅框架，与轮椅框架一端侧轴接连接的靠背，可拆卸连接于靠背两端侧中部的扶手，固定连接在轮椅框架下方的滚轮组，以及安装于所述轮椅框架下部内的电机，其特征在于，还包括：
轮椅上翻转轴，所述轮椅上翻转轴设置在所述轮椅框架上靠近所述靠背的一端部；
髋关节训练部件，所述髋关节部件包括髋关节调节组件和坐垫，所述髋关节调节组件通过所述轮椅上翻转轴与所述轮椅框架轴接连接；所述坐垫固定安装于所述髋关节调节组件上；
膝关节训练部件，所述膝关节训练部件包括连接杆、踏板调整支架、腿托和伺服电机；所述连接杆一端轴接于所述轮椅框架远离所述靠背一端侧上，其另一端端部与所述调整支架踏板可拆卸连接；所述腿托可拆卸安装于所述连接杆上；
踝关节训练部件，所述踝关节训练部件包括踏板连接件、踏板连板、踏板支架、踏板、踝关节内外旋减速电机和伺服电机；所述踏板连接件上部与所述踏板调整支架可拆卸连接，其一侧与所述踏板连板一侧固定连接；所述踏板连板另一侧与所述伺服电机固定连接；所述踏板支架固定安装在所述踏板连板上部，其下方安装有踝关节内外旋减速电机；所述踏板可拆卸安装于所述踏板支架上部。
优选的，所述髋关节组件包括座椅下支架、座椅上支架、座椅旋转减速电机和伺服电缸；所述座椅下支架一端通过所述轮椅上翻转轴与所述轮椅框架轴接连接；所述座椅旋转减速电机固定安装在所述座椅下支架一侧面上，其上端与所述座椅上支架可拆卸连接；所述伺服电缸设置在所述座椅下支架另一侧，且其前端固定安装在所述座椅下支架上。
优选的，所述髋关节训练部件、所述膝关节训练部件和所述踝关节训练部件均设置为两个，且两个相同部件设置在相对应的位置。
优选的，在所述靠背、所述坐垫、所述腿托以及所述踏板上均设置有固定带。
上述技术方案的有益效果为：其能够在患者进行康复训练时，给予患者更加的保护作用，进一步使得康复训练效果达到最佳。
优选的，所述靠背下端设置有靠背减速电机。
优选的，还包括外壳，所述外壳可拆卸安装于所述轮椅框架外部。
优选的，所述扶手上设置有操控器，方便患者自行操控轮椅进行行动或康复训练工作。
综上所述，本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1）本发明该轮椅结构简单，能多个自由度旋转，功能更加齐全，占用空间要求较小。
2）极佳的减轻了陪护人员的劳动强度。
3）可以在平躺状态下进行步态训练。
4）亦可以在户外移动的环境下肢康复训练。
附图说明
图1为本发明一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅的整体示意图；
图2为本发明一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅的示意图；
图3为本发明一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅框架结构的示意图；
图4-8为本发明一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅单关节训练状态的训练示意图；
图9-12为本发明一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅多关节联动训练状态示意图；
图13-14为本发明一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅站立训练状态的示意图；
图中：1、轮椅框架；2、靠背；21、靠背减速电机；3、扶手；4、滚轮组；5、轮椅上翻转轴；6、髋关节训练部件；61、髋关节调节组件；611、座椅下支架；612、座椅上支架；613、座椅旋转减速电机；614、伺服电缸；62、坐垫；7、膝关节训练部件；71、连接杆；72、踏板调整支架；73、腿托；8、踝关节训练部件；81、踏板连接件；82、踏板连板；83、踏板支架；84、踏板；85、踝关节内外旋减速电机；9、外壳。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-3所示一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，包括轮椅框架1，与轮椅框架1一端侧轴接连接的靠背2，可拆卸连接于靠背2两端侧中部的扶手3，固定连接在轮椅框架1下方的滚轮组4，以及安装于所述轮椅框架1下部内的电机，还包括：
轮椅上翻转轴5，所述轮椅上翻转轴5设置在所述轮椅框架1上靠近所述靠背2的一端部；
髋关节训练部件6，所述髋关节部件6包括髋关节调节组件61和坐垫62，所述髋关节调节组件61通过所述轮椅上翻转轴5与所述轮椅框架1轴接连接；所述坐垫62固定安装于所述髋关节调节组件61上；
膝关节训练部件7，所述膝关节训练部件7包括连接杆71、踏板调整支架72、腿托73和伺服电机；所述连接杆71一端轴接于所述轮椅框架1远离所述靠背2一端侧上，其另一端端部与所述调整支架踏板72可拆卸连接；所述腿托73可拆卸安装于所述连接杆71上；
踝关节训练部件8，所述踝关节训练部件8包括踏板连接件81、踏板连板82、踏板支架83、踏板84、踝关节内外旋减速电机85和伺服电机；所述踏板连接件81上部与所述踏板调整支架72可拆卸连接，其一侧与所述踏板连板82一侧固定连接；所述踏板连板82另一侧与所述伺服电机固定连接；所述踏板支架83固定安装在所述踏板连板82上部，其下方安装有踝关节内外旋减速电机85；所述踏板4可拆卸安装于所述踏板支架83上部。
所述髋关节组件61包括座椅下支架611、座椅上支架612、座椅旋转减速电机613和伺服电缸614；所述座椅下支架611一端通过所述轮椅上翻转轴5与所述轮椅框架1轴接连接；所述座椅旋转减速电机613固定安装在所述座椅下支架611一侧面上，其上端与所述座椅上支架612可拆卸连接；所述伺服电缸614设置在所述座椅下支架611另一侧，且其前端固定安装在所述座椅下支架611上。
所述髋关节训练部件6、所述膝关节训练部件7和所述踝关节训练部件8均设置为两个，且两个相同部件设置在相对应的位置。
所述靠背2下端设置有靠背减速电机21。
本发明该自动轮椅还包括外壳9，所述外壳9可拆卸安装于所述轮椅框架1外部，所述扶手3上设置有操控器。
在一些实例中，靠背2、坐垫62、所述腿托73以及所述踏板84上均设置有固定带。
实施例2
如图4所示，为本发明该具有下肢康复训练功能自动轮椅的单关节训练状态：（1）髋关节屈伸康复训练时，轮椅姿态为躺姿。伺服电机推动腿托73旋转，使腿托73和座椅面基本平行，靠背减速电机21带动靠背2旋转至舒适位置，轮椅姿态达到躺姿。固定在轮椅框架1上的伺服电缸614推动座椅下支架611旋转，将座椅下支架611上的座垫62推起和收回，达到训练髋关节屈伸自由度的康复训练。
实施例3
如图5所示，髋关节外展内收康复训练时，轮椅姿态为坐姿、躺姿或者腿托抬起的状态。座椅旋转减速电机613推动座椅上支架612旋转，带动座椅上支架612上的坐垫62旋转，将坐垫62左右旋转推动，达到髋关节外展内收自由度康复训练。
实施例4
如图6所示，膝关节康复训练时，轮椅姿态为坐姿或躺姿。固定在座椅上支架612上的膝关节训练部件的伺服电机推动腿托73旋转，膝关节的屈伸自由度随腿托的旋转可以进行康复训练。
实施例5
如图7所示，踝关节屈伸康复训练时，轮椅姿态为坐姿或者躺姿。固定在踏板连接件81上的用于踝关节上下翻转的伺服电机带动踏板支架83转动，踝关节屈伸自由度跟随踏板的旋转进行康复训练。
实施例6
如图8所示，踝关节进行内外翻康复训练时，轮椅姿态为坐姿或者躺姿。固定在踏板支架83上的踝关节内外旋减速电机85带动踏板84旋转，踝关节内外翻自由度自由度跟随踏板的旋转进行康复训练。
实施例7
坐卧训练状态：多关节联动训练
如图9-12所示，根据使用者自身情况，进行步态康复训练。可在不同角度坐、卧状态下进行多关节联动康复训练。训练分两种模式，一种为被动步态康复训练，一种为主动步态康复训练。被动步态康复训练：根据使用者的实际情况预先设定下肢活动范围、步态速度、持续时间等，让使用者缓慢进行被动康复训练。主动康复训练：依靠使用者自身的肌肉力量进行运动训练，辅助予机械结构上的支撑。多关节联动训练可分为：髋关节、膝关节和踝关节三关节联动训练，髋关节和膝关节联动训练，髋关节和踝关节联动训练，膝关节和踝关节联动训练等几种形式。模拟人体下肢步态运动方式进行康复训练。人体躺卧状态下，下肢不存在负重，有利于早、中期的康复训练。
实施例8
如图13、14所示为站立训练状态：当使用者的下肢具备一定的负重能力时，用胸部固定带固定人体上半身、大腿固定带固定大腿部、小腿固定带固定小腿部、脚部固定带固定脚部，将人体固定到轮椅上，启动站立姿态，手臂支撑在扶手上，进行站立式步态康复训练。站立式步态康复训练为髋关节、膝关节和踝关节三关节联动训练。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，包括轮椅框架（1），与轮椅框架（1）一端侧轴接连接的靠背（2），可拆卸连接于靠背（2）两端侧中部的扶手（3），固定连接在轮椅框架（1）下方的滚轮组（4），以及安装于所述轮椅框架下部内的电机，其特征在于，还包括：
轮椅上翻转轴（5），所述轮椅上翻转轴（5）设置在所述轮椅框架（1）上靠近所述靠背（2）的一端部；
髋关节训练部件（6），所述髋关节部件（6）包括髋关节调节组件（61）和坐垫（62），所述髋关节调节组件（61）通过所述轮椅上翻转轴（5）与所述轮椅框架（1）轴接连接；所述坐垫（62）固定安装于所述髋关节调节组件（61）上；
膝关节训练部件（7），所述膝关节训练部件（7）包括连接杆（71）、踏板调整支架（72）、腿托（73）和伺服电机；所述连接杆（71）一端轴接于所述轮椅框架（1）远离所述靠背（2）一端侧上，其另一端端部与所述调整支架踏板（72）可拆卸连接；所述腿托（73）可拆卸安装于所述连接杆（71）上；
踝关节训练部件（8），所述踝关节训练部件（8）包括踏板连接件（81）、踏板连板（82）、踏板支架（83）、踏板（84）、踝关节内外旋减速电机（85）和伺服电机；所述踏板连接件（81）上部与所述踏板调整支架（72）可拆卸连接，其一侧与所述踏板连板（82）一侧固定连接；所述踏板连板（82）另一侧与所述伺服电机固定连接；所述踏板支架（83）固定安装在所述踏板连板（82）上部，其下方安装有踝关节内外旋减速电机（85）；所述踏板（4）可拆卸安装于所述踏板支架（83）上部。
2.根据权利要求1所述的一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，其特征在于，所述髋关节组件（61）包括座椅下支架（611）、座椅上支架（612）、座椅旋转减速电机（613）和伺服电缸（614）；所述座椅下支架（611）一端通过所述轮椅上翻转轴（5）与所述轮椅框架（1）轴接连接；所述座椅旋转减速电机（613）固定安装在所述座椅下支架（611）一侧面上，其上端与所述座椅上支架（612）可拆卸连接；所述伺服电缸（614）设置在所述座椅下支架（611）另一侧，且其前端固定安装在所述座椅下支架（611）上。
3.根据权利要求1和2任一项中所述的一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，其特征在于，所述髋关节训练部件（6）、所述膝关节训练部件（7）和所述踝关节训练部件（8）均设置为两个，且两个相同部件设置在相对应的位置。
4.根据权利要求1和2任一项中所述的一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，其特征在于，在所述靠背（2）、所述坐垫（62）、所述腿托（73）以及所述踏板（84）上均设置有固定带。
5.根据权利要求1所述的一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，其特征在于，所述靠背（2）下端设置有靠背减速电机（21）。
6.根据权利要求1任一项中所述的一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，其特征在于，还包括外壳（9），所述外壳（9）可拆卸安装于所述轮椅框架（1）外部。
7.根据权利要求1任一项中所述的一种具有下肢康复训练功能的自动轮椅，其特征在于，所述扶手（3）上设置有操控器。
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