CN110935137A - 瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，交替驱动机构的输出轴安装有水平主轮，水平主轮上缠绕套装有水平往复带或链，同时在该矩形框支架的两侧纵梁上各安装有轨道轮，两侧轨道轮的为同一转轴，两侧轨道轮被两侧纵梁约束能同步前进和后退，在该转轴上对称安装有两个往复动滑轮，所述的水平往复带或链的两个末端分别连接有往复拉绳，两侧往复拉绳分别套装在对应的往复动滑轮的沟槽内，两侧往复拉绳绕过对应的往复动滑轮后其末端下垂部分固定连接腿套。本发明可以通过控制实现瘫痪病人双腿交错升降运动，也可以实现双腿同时升级运动，以及可以实现两腿在一定高度基础上交错升降运动。

Description

瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材
技术领域
本发明属于腿部瘫痪病人自主康复训练器材领域，具体涉及一种瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材。
背景技术
瘫痪是神经、神经肌肉接头或肌肉疾病所致的运动功能减低或丧失疾病，长期卧床缺乏锻炼，又会使腿部病情加重，造成恶性循环。康复治疗是病、伤、残者康复的重要手段，在康复医生/治疗师的指导下，按运动处方进行定量锻炼，可以有效改善机体血液循环和新陈代谢状态，维持和改善组织器官的正常形态和功能，促进和加强机体的代偿功能，增强内脏器官功能状态，改善机体病理生理过程，增强体质，提高抗病能力。腿部有残疾的病人，往往大部分时间都躺在床上，现有的病床往往不能使病人的腿部得到很好的训练，或者不具有自主运动功能，或者自主运动耗费体力太大，瘫痪病人本身行动不便，且精神受挫意志力不强，如果因自主运动消耗太多体力，会导致大部分患者放弃康复治疗。大部分患者都期望能够自主地进行下肢进行简单运动的装置，以便减轻陪护人员的负担。事实上，有很多患者因负担过大而放弃去医院或专业的康复机构进行康复治疗。目前，在我国普通家庭基本上是选择家人进行护理，并对患者的患肢进行被动运动的康复治疗，而瘫痪的病症是个长期的过程，尤其是在对患者的下肢进行康复训练时，患者不能自主运动，陪护人员需要很大的体力才能完成，因此亟需一种高效的腿部瘫痪病人自主康复运动器械。
发明内容
针对目前缺乏有效的腿部瘫痪病人自主康复运动器械，导致腿部瘫痪病人不能有效持续进行康复训练而影响自身健康的问题，本发明提供一种瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，包括矩形框支架和驱动机构，该矩形框支架的前端固定有交替驱动机构，交替驱动机构的输出轴为竖向轴，安装有水平主轮，水平主轮上缠绕套装有水平往复带或链，同时在该矩形框支架的两侧纵梁上各安装有轨道轮，两侧轨道轮的为同一转轴，两侧轨道轮被两侧纵梁约束能同步前进和后退，在该转轴上对称安装有两个往复动滑轮，所述的水平往复带或链的两个末端分别连接有往复拉绳，两侧往复拉绳分别套装在对应的往复动滑轮的沟槽内，两侧往复拉绳绕过对应的往复动滑轮后其末端下垂部分固定连接腿套；同时在所述矩形框支架的上侧或下侧固定有升降驱动机构，升降驱动机构的输出轴为横向水平轴并安装有竖向主轮，竖向主轮上缠绕套装有竖向往复带或链，竖向往复带或链的末端连接竖向往复拉绳形成环形绳带，同时在矩形框支架的末端横梁上安装有定滑轮，所述的竖向往复拉绳套装在定滑轮上，环形绳带与所述的滑动轴交汇处固定在一起形成固定端，至少分别设置有用于控制交替驱动机构和升降驱动机构正反转的按键或操纵杆。
在所述水平主轮外侧匹配套装有水平防护套，水平往复带或链缠绕套装于水平主轮后被水平防护套包围。
在所述竖向主轮外侧匹配套装有竖向防护套，竖向往复带或链缠绕套装于竖向主轮后被竖向防护套包围。
在所述往复动滑轮外侧匹配套装有滑轮防护套，套装在对应往复动滑轮上的往复拉绳被滑轮防护套包围。
在所述定滑轮外侧匹配套装有定轮防护套，套装在定滑轮上的竖向往复拉绳被定轮防护套包围。
所述轨道轮为工字轮，包括中部的腹轮和两侧的翼轮，腹轮支撑在两侧纵梁上侧，两侧翼轮贴合在对应纵梁的两侧壁。
所述两侧纵梁为纵向板梁，且两侧纵向板梁上开有纵向长条孔，所述的轨道轮为工字轮，该工字轮的腹轮匹配套装于对应纵梁的纵向长条孔内，且工字轮两侧翼轮与纵向板梁两侧贴合。
所述的交替驱动机构和升降驱动机构为步进电机，或者为普通电机与减速器组合形成的驱动机构。
所述的升降驱动机构输出轴横向贯穿矩形框支架两侧，且该输出轴的两端分别通过轴承安装在矩形框支架上，分别在该输出轴的两侧对称各安装有一个竖向主轮，分别在矩形框支架的末端横梁两侧对称各安装一个定滑轮，每侧的竖向主轮上缠绕套装有对应的竖向往复带或链，各竖向往复带或链的末端分别连接对应的竖向往复拉绳形成环形绳带，两侧各竖向往复拉绳分别套装在对应的定滑轮上，两侧环形绳带与所述的滑动轴交汇处分别固定在一起各形成固定端。
进一步地，还包括用于控制交替驱动机构和升降驱动机构对应电机正反转工作的控制面板，控制面板上各按键的信号输出端与控制器的信号输入端对应连接，控制器的控制输出端分别连接在接收到相应交替驱动机构和升降驱动机构的控制端，控制器在接收到相应按键命令后，发出对应的控制信号用于驱动，采用控制器还通过记忆上一步骤的移动幅度并通过记忆按键实现对上一步骤运动幅度的自动重复运动。
有益效果：本发明可以通过控制实现瘫痪病人双腿交错升降运动，也可以实现双腿同时升级运动，以及可以实现两腿在一定高度基础上交错升降运动。
本发明实现瘫痪病人双腿交错升降运动的过程：通过水平主轮的往复运动，带动水平往复带或链的往复运动，进而带动横向往复拉绳段及竖向往复拉绳段的往复运动，即将腿套与病人双腿分别套装后，能够使病人两腿交替升降运动，实现对病人双腿交替升降运动功能。在该过程中，滑动轴被约束在某一位置，所以往复动滑轮一和往复动滑轮二是在原位置实现横向往复拉绳段和竖向往复拉绳段的往复导向作用。
本发明实现瘫痪病人双腿交错升降运动的过程：通过竖向主轮的往复运动，带动竖向往复带或链的往复运动，进而带动竖向往复拉绳的往复运动，该竖向往复拉绳往复运动时，会驱动滑动轴横向移动。此时由于两侧的竖向往复拉绳段及腿套不再往复运动，所以单独驱动滑动轴平移，能够同时驱动竖向往复拉绳段及腿套升降运动，即实现对病人双腿同时升降运动的功能。
本发明实现两腿在一定高度基础上交错升降运动：通过竖向主轮的往复运动，带动竖向往复带或链的往复运动及带动竖向往复拉绳的往复运动，进而带动滑动轴移动到达某一位置，即滑动轴向前时，两侧竖向往复拉绳段及腿套同时下落，滑动轴同时向后时，竖向往复拉绳段及腿套同时上升，下落或上升到合适高度后停止，再进行由水平主轮来带动两侧的竖向往复拉绳段及腿套往复运动，即实现对病人两腿在一定高度基础上交错升降运动。
本发明通过水平主轮的往复运动和竖向主轮的往复运动交替工作，或者两者配合工作，能够实现对瘫痪病人双腿的各种程度锻炼，其操控简单，能由病人自主控制完成。本发明结构简单，配合合理，成本较低，实用性强，容易被广大腿部瘫痪病人和家属接受，经济效益显著，适合推广应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是图1中升降驱动机构控制健身运动过程示意图。
图3是本发明采用控制器连接框图。
图4是与图3配合的控制面板正面按键示意图。
图中标号：1为矩形框支架，11为末端横梁，12为两侧纵梁，13为上辅架，14为下辅架，21为交替驱动机构，22为水平主轮，23为水平往复带或链，24a为横向往复拉绳段，24b为竖向往复拉绳段，25为腿套，26为滑动轴，27a为往复动滑轮一，27b为往复动滑轮二，28为轨道轮，31为升降驱动机构，32为竖向主轮，33为竖向往复带或链，34为竖向往复拉绳，35为定滑轮，36为固定端。
具体实施方式
实施例1：一种适用于瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，该器材如图1所示，是在一个矩形框支架1的基础上增加驱动机构和控制部分来实现的。具体地，该矩形框支架1包括四周各支腿，上部和中部分别有横梁和纵梁。在本实施例中，位于矩形框支架1上端设置了上辅架13，位于矩形框支架1前端的下方设置了下辅架14，分别用于固定安装升降驱动机构31和交替驱动机构21。
如图1中，矩形框支架1的前端的下辅架14内固定有交替驱动机构21，该交替驱动机构21和升降驱动机构31为步进电机，或者为普通电机与减速器组合形成的驱动机构，通过控制面板（独立的操作面板或遥控器）对该驱动机构进行控制。交替驱动机构21的输出轴为竖向轴，安装有水平主轮22。
水平主轮22（为带轮或链轮）上缠绕套装有水平往复带（带齿带）或链（链条）。为防止该水平往复带或链23从水平主轮22上脱落，又在水平主轮22外侧匹配套装有水平防护套，水平往复带或链23缠绕套装于水平主轮22后被水平防护套包围。水平防护套为弧形槽状，可以固定在矩形框支架1或下辅架14上。
同时，在矩形框支架1的两侧纵梁12上各安装有轨道轮28，如图1所示是在矩形框支架1的后侧位置。两侧轨道轮28的为同一转轴。在本实施例中，两侧的轨道轮28为工字轮，包括中部的腹轮和两侧的翼轮，腹轮支撑在两侧纵梁12上侧，两侧翼轮贴合在对应纵梁的两侧壁，两侧轨道轮28被两侧纵梁12约束能同步前进和后退。
在上述的同一转轴两侧对称安装有两个往复动滑轮。水平往复带或链23的两个末端分别连接有往复拉绳后，两侧往复拉绳分别套装在对应的往复动滑轮的沟槽内。两侧往复拉绳绕过对应的往复动滑轮后其末端下垂部分固定连接腿套25。为防止该出往复拉绳（横向往复拉绳段24a和竖向往复拉绳段24b）从水平主轮22上脱落，又在往复动滑轮外侧匹配套装有滑轮防护套，套装在对应往复动滑轮上的往复拉绳被滑轮防护套包围。
通过以上结构方案，控制水平主轮22的往复运动能够带动水平往复带或链23的往复运动，进而带动横向往复拉绳段24a及竖向往复拉绳段24b的往复运动，即将腿套25与病人双腿分别套装后，能够使病人两腿交替升降运动，实现对病人双腿交替升降运动功能。在该过程中，滑动轴26被约束在某一位置，所以往复动滑轮一27a和往复动滑轮二27b是在原位置实现横向往复拉绳段24a和竖向往复拉绳段24b的往复导向作用，如图2所示。
进一步地，又在矩形框支架1的上辅架13固定有升降驱动机构31，升降驱动机构31为步进电机，或者为普通电机与减速器组合形成的驱动机构。通过控制面板（独立的操作面板或遥控器）对该驱动机构进行控制。
如图1中，升降驱动机构31的输出轴为横向水平轴并安装有竖向主轮32，竖向主轮32上缠绕套装有竖向往复带或链33。为防止该竖向往复带或链33从竖向主轮32上脱落，又在竖向主轮32外侧匹配套装有竖向防护套，竖向往复带或链33缠绕套装于竖向主轮32后被竖向防护套包围。竖向防护套为弧形槽状，可以固定在矩形框支架1或上辅架13上。
竖向往复带或链33的末端连接竖向往复拉绳34形成环形绳带（即由竖向往复带或链33对接竖向往复拉绳34形成的环形），同时在矩形框支架1的末端横梁11上安装有定滑轮35，将竖向往复拉绳34套装在定滑轮35上，环形绳带与所述的滑动轴26交汇处固定在一起形成固定端36。为防止该出竖向往复拉绳34从水平主轮22上脱落，又在定滑轮35外侧匹配套装有定轮防护套，套装在定滑轮35上的竖向往复拉绳34被定轮防护套包围。
通过竖向主轮32的往复运动，带动竖向往复带或链33的往复运动，进而带动竖向往复拉绳34的往复运动，该竖向往复拉绳34往复运动时，会驱动滑动轴26横向移动。此时由于两侧的竖向往复拉绳段24b及腿套25不再往复运动，所以单独驱动滑动轴26平移，能够同时驱动竖向往复拉绳段24b及腿套25升降运动，即实现对病人双腿同时升降运动的功能。
本实施例可以采用如图3所示的控制器连接方式，并通过如图4所示的控制面板向控制器发送操控命令，该控制器实现方式简单，可以通过单片机就能完成由按键到控制电机工作的功能。各按键的信号输出端与控制器的信号输入端对应连接，控制器的控制输出端分别连接在接收到相应交替驱动机构21和升降驱动机构31的控制端，控制器在接收到相应按键命令后，发出对应的控制信号用于驱动对应电机正反转工作，采用控制器还可以通过记忆上一步骤的移动幅度并通过记忆按键实现对上一步骤运动幅度的自动重复运动。由于控制电路很简单，所以本实施例甚至不通过控制器也能实现其健身运动的操控功能，即通过控制面板分别操控两个电机的正反转和停止，以及可以通过遥控杆操作。
本实施例不仅可以通过水平主轮22的往复运动和竖向主轮32的往复运动交替工作，也可以将两者配合工作，通过竖向主轮32的往复运动，带动竖向往复带或链33的往复运动及带动竖向往复拉绳34的往复运动，进而带动滑动轴26移动到达某一位置，即滑动轴26向前时，两侧竖向往复拉绳段24b及腿套25同时下落，滑动轴26同时向后时，竖向往复拉绳段24b及腿套25同时上升，下落或上升到合适高度后停止，再进行由水平主轮22来带动两侧的竖向往复拉绳段24b及腿套25往复运动，即实现对病人两腿在一定高度基础上交错升降运动。
实施例2：在实施例1基础上，为了提高两侧轨道轮28的稳定性和同步运动性能，进一步将两侧纵梁12为纵向板梁，且两侧纵向板梁上开有纵向长条孔，所述的轨道轮28为工字轮，该工字轮的腹轮匹配套装于对应纵梁的纵向长条孔内，且工字轮两侧翼轮与纵向板梁两侧贴合。
实施例3：在实施例1或2基础上，为提高对滑动座驱动的平稳性，进一步在升降驱动机构31输出轴横向贯穿矩形框支架1两侧，且该输出轴的两端分别通过轴承安装在矩形框支架1上，分别在该输出轴的两侧对称各安装有一个竖向主轮32，分别在矩形框支架1的末端横梁11两侧对称各安装一个定滑轮35，每侧的竖向主轮32上缠绕套装有对应的竖向往复带或链33，各竖向往复带或链33的末端分别连接对应的竖向往复拉绳34形成环形绳带，两侧各竖向往复拉绳34分别套装在对应的定滑轮35上，两侧环形绳带与所述的滑动轴26交汇处分别固定在一起各形成固定端36。

Claims (10)

1.一种瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，包括矩形框支架和驱动机构，其特征在于，该矩形框支架的前端固定有交替驱动机构，交替驱动机构的输出轴为竖向轴，安装有水平主轮，水平主轮上缠绕套装有水平往复带或链，同时在该矩形框支架的两侧纵梁上各安装有轨道轮，两侧轨道轮的为同一转轴，两侧轨道轮被两侧纵梁约束能同步前进和后退，在该转轴上对称安装有两个往复动滑轮，所述的水平往复带或链的两个末端分别连接有往复拉绳，两侧往复拉绳分别套装在对应的往复动滑轮的沟槽内，两侧往复拉绳绕过对应的往复动滑轮后其末端下垂部分固定连接腿套；同时在所述矩形框支架的上侧或下侧固定有升降驱动机构，升降驱动机构的输出轴为横向水平轴并安装有竖向主轮，竖向主轮上缠绕套装有竖向往复带或链，竖向往复带或链的末端连接竖向往复拉绳形成环形绳带，同时在矩形框支架的末端横梁上安装有定滑轮，所述的竖向往复拉绳套装在定滑轮上，环形绳带与所述的滑动轴交汇处固定在一起形成固定端，至少分别设置有用于控制交替驱动机构和升降驱动机构正反转的按键或操纵杆。
2.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，在所述水平主轮外侧匹配套装有水平防护套，水平往复带或链缠绕套装于水平主轮后被水平防护套包围。
3.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，在所述竖向主轮外侧匹配套装有竖向防护套，竖向往复带或链缠绕套装于竖向主轮后被竖向防护套包围。
4.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，在所述往复动滑轮外侧匹配套装有滑轮防护套，套装在对应往复动滑轮上的往复拉绳被滑轮防护套包围。
5.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，在所述定滑轮外侧匹配套装有定轮防护套，套装在定滑轮上的竖向往复拉绳被定轮防护套包围。
6.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，所述轨道轮为工字轮，包括中部的腹轮和两侧的翼轮，腹轮支撑在两侧纵梁上侧，两侧翼轮贴合在对应纵梁的两侧壁。
7.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，所述两侧纵梁为纵向板梁，且两侧纵向板梁上开有纵向长条孔，所述的轨道轮为工字轮，该工字轮的腹轮匹配套装于对应纵梁的纵向长条孔内，且工字轮两侧翼轮与纵向板梁两侧贴合。
8.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，所述的交替驱动机构和升降驱动机构为步进电机，或者为普通电机与减速器组合形成的驱动机构。
9.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，所述的升降驱动机构输出轴横向贯穿矩形框支架两侧，且该输出轴的两端分别通过轴承安装在矩形框支架上，分别在该输出轴的两侧对称各安装有一个竖向主轮，分别在矩形框支架的末端横梁两侧对称各安装一个定滑轮，每侧的竖向主轮上缠绕套装有对应的竖向往复带或链，各竖向往复带或链的末端分别连接对应的竖向往复拉绳形成环形绳带，两侧各竖向往复拉绳分别套装在对应的定滑轮上，两侧环形绳带与所述的滑动轴交汇处分别固定在一起各形成固定端。
10.根据权利要求1所述的瘫痪病人下肢防萎缩全自动锻炼器材，其特征在于，包括用于控制交替驱动机构和升降驱动机构对应电机正反转工作的控制面板，控制面板上各按键的信号输出端与控制器的信号输入端对应连接，控制器的控制输出端分别连接在接收到相应交替驱动机构和升降驱动机构的控制端，控制器在接收到相应按键命令后，发出对应的控制信号用于驱动，采用控制器还通过记忆上一步骤的移动幅度并通过记忆按键实现对上一步骤运动幅度的自动重复运动。
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