CN111297633A - 硬质牵引减重全方向步行康复训练装置 - Google Patents

硬质牵引减重全方向步行康复训练装置 Download PDF

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Abstract

硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，包括底座，在底座上安装有回转支承，回转支撑内安装有球形凹面全方位跑台，在球形凹面全方位跑台外的回转支撑的回转件上固定连接有多根扶手柱，扶手柱上端固定连接有扶手护栏，在球形凹面全方位跑台的上方布置有硬质牵引减重机构，硬质牵引机构下具有硬质平衡悬吊杆，平衡悬吊杆的下端连接有腰部束缚机构，所述的腰部束缚装置包括护腰带，护腰带背面外端固定连接有连接板，连接板背面通过连接铰链与平衡护腰板铰接一起，平衡护腰板的背面连接有柔性支撑缓冲装置。本装置对于临床下肢运动康复训练有很重要的应用价值。

Description

硬质牵引减重全方向步行康复训练装置
技术领域
本发明涉及康复训练器材，特别涉及硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，属于训练设备技术领域。
背景技术
减重平衡训练是针对下肢功能障碍的一种新型康复治疗技术。其原理是利用悬吊装置，或利用水浮力，柔性牵引装置或利用充气装置等来负担部分体重，使患者处于站立状态，模拟正常的行走动作，从而恢复其行走能力。现有的减重平衡康复训练装置是采用软质悬吊装置将患者的身体整体悬吊起来，从而减轻患者下肢的负担，使得患者可以轻松的进行行走训练，但这种悬吊的方式对于患者左右横向平衡支撑力有限，且绑带护具比较勒人，训练时间过长会给患者带来不适感，这种采用整体悬吊的方式对于患者的使用效果较差，运动方式单一，缺乏目标导向训练。而且这类训练器材往往结构复杂、价格高、占地大。
发明内容
本发明的目的在于克服目前针对下肢功能障碍患者进行减重平衡训练中存在的上述问题，提供一种硬质牵引减重全方向步行康复训练装置。
为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，包括底座，在底座上安装有回转支承，回转支撑内安装有球形凹面全方位跑台，在球形凹面全方位跑台外的回转支撑的回转件上固定连接有多根扶手柱，扶手柱上端固定连接有扶手护栏，在球形凹面全方位跑台的上方布置有硬质牵引减重机构，所述的硬质牵引减重机构包括下端固定连接在底座上的多根支撑架，在支撑架上部固定连接有减重电机，减重电机通过控制器控制，减重电机的输出上连接有蜗轮蜗杆减速机，所述的蜗轮蜗杆减速机上连接驱动有丝杠，丝杠的轴向为上下方向，在丝杠下端连接有硬质平衡悬吊杆，平衡悬吊杆的下端连接有腰部束缚机构，所述的腰部束缚装置包括护腰带，所述的护腰带背面外端固定连接有连接板，连接板背面通过连接铰链与平衡护腰板铰接一起，连接铰链的轴向为水平左右方向，平衡护腰板的背面连接有柔性支撑缓冲装置，所述的柔性支撑缓冲装置包括固定连接在平衡护腰板背面上下方向的滑轨，在所述的滑轨上滑动配合设置有滑块，滑轨上方和下方的分别固定设置有上限位缓冲座和下限位缓冲座，多道相互平行的上缓冲弹簧的上端限位设置在上限位缓冲座内，多道相互平行的下缓冲弹簧的下端限位设置在上限位缓冲座内，滑块的上端直接或间接顶压各上缓冲弹簧的下端，滑块的下端直接或间接顶压各下缓冲弹簧的上端，滑块直接或间接连接在平衡悬吊杆的下端。
进一步的；在底座外侧固定设置有电子体重秤。
进一步的；在滑块背面固定连接有连接块，连接块固定连接在平衡悬吊杆的下端。
进一步的；在所述的丝杠下端转动连接有连接套件，连接套件的转动轴为丝杆的轴线，所述的连接套件的下端的下端具有U形口，所述的平衡悬吊杆为“7”字形，“7”字形的平衡悬吊杆的上部水平边通过销轴转动连接在U形口内，所述的销轴为左右水平方向，在销轴前后的U形口内均设置有平衡弹簧，两个平衡弹簧的上端顶在U形口的内上部，下端顶在上部水平边上。
进一步的；在平衡弹簧的上部的U形底上设置有压力传感器，平衡弹簧上部压在压力传感器上，压力传感器连接至控制器。
进一步的；所述的滑块下端和上端均设置有T形柱，上端和下端的T形柱方向相反，T形柱的竖直边穿设在各缓冲弹簧的中孔中，T形柱的水平边顶在缓冲弹簧上。
进一步的；所述的康复训练装置还包括训练鞋，所述的鞋底面后部嵌有自润滑特氟龙层面，鞋底面前部固定连接有防滑硅胶垫，自润滑特氟龙层面与防滑硅胶垫之间的鞋底面上固定连接有滚轮或者自润滑特氟龙垫。
进一步的；所述的训练鞋底面内置有足底压力传感器、处理器和电池，足底压力传感器的信号通过处理器存储或者通过处理器的无线通讯装置传输至控制器。
本发明的积极有益技术效果在于：本训练系统结构简单、占地小、成本低，硬质减重系统减重，左右平衡性号，部分患者还可以借助扶手护栏进行二次减重，训练时患者在原地即可实现步行康复训练，患在球形凹面全方位跑台任意方向走动，在凹面的作用下滑落到凹面底部，铰接轴提供患者运动中前后变化时上下方向产生位移所需要的自由度，滑块可提供足够的上下方向的位移空间，缓冲弹簧还能对患者腰部进行很好的保护，避免患者在训练过程中受到冲击力的伤害，本系统可实现按照人正常行走的姿态进行主动模式的康复训练，并能利用所获取的足底压力信号进行康复训练效果评估，而且有别于传统跑步机原理，是无方向约束的全方位步行（跑步）运动康复训练系统。本步行训练系统可以很好的应用在下肢功能障碍的患者的步行康复训练中，本装置对患者下肢功能的恢复和身体左右不平衡的矫正有良好的效果，对于临床下肢运动康复训练有很重要的应用价值。
附图说明
图1是本发明的整体示意图。
图2是本发明去掉硬质减重机构平衡悬吊杆以上的部分的示意图。
图3是去掉壳体后减重电机处的示意图。
图4是腰部束缚机构处的放大图。
图5是连接套件处剖开后内部的示意图。
图6是图4的分解示意图。
图7 是图4中的部分放大示意图。
图8是训练鞋的示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
结合附图对本发明进一步详细的解释，附图中各标记为：1：底座；2：球形凹面全方位跑台；3：回转支撑；4：扶手柱；5：扶手护栏；6：支撑架；7：丝杠；8：壳体；9：平衡悬吊杆；10：护腰带；11：大腿绑带；12；平衡护腰板；13：电子体重秤；14：减重电机；15：蜗轮蜗杆减速机；16：连接套件；17：U形口；18：销轴；19：传感器导线；20：上限位缓冲座；21：下限位缓冲座；22：连接块；23：平衡弹簧；24：压力传感器；5：连接板；26：连接铰链；27：滑轨；28：上缓冲弹簧；29：下缓冲弹簧；30：滑块；31：T形柱；32：自润滑特氟龙层面；33：滚轮；34：防滑硅胶垫。
如附图所示。硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，包括底座1，在底座外侧固定设置有电子体重秤13，电子称用于对患者体重进行称重。在底座上安装有回转支承3，回转支撑内安装有球形凹面全方位跑台2，在球形凹面全方位跑台外的回转支撑的回转件上固定连接有多根扶手柱4，扶手柱上端固定连接有扶手护栏5，在球形凹面全方位跑台的上方布置有硬质牵引减重机构，所述的硬质牵引减重机构包括下端固定连接在底座上的多根支撑架6，本实施例中采用了三根在底座上均匀分布的支撑架，在支撑架上部固定连接有减重电机14，减重电机通过控制器控制，减重电机的输出上连接有蜗轮蜗杆减速机15，减重电机和蜗轮蜗杆减速机都在壳体8内，所述的蜗轮蜗杆减速机上连接驱动有丝杠7，丝杠的轴向为上下方向，在丝杠下端连接有硬质平衡悬吊杆9，具有连接方式为：在所述的丝杠下端转动连接有连接套件16，为了给患者更好的选择，连接套件与丝杠下端之间可设置转动限制装置，转动限制转轴可以采用径向力的销子将两者之间连接，使其不能发生相对转动，还可以采用径向的顶丝将两者之间顶紧使两者之间不可以发生相对转动，销子、顶丝去掉后还可以自由转动，连接套件的转动轴为丝杆的轴线，所述的连接套件的下端的下端具有U形口17，所述的平衡悬吊杆为“7”字形，“7”字形的平衡悬吊杆的上部水平边通过销轴18转动连接在U形口内，所述的销轴为左右水平方向，在销轴前后的U形口内均设置有平衡弹簧，23所示为平衡弹簧，两个平衡弹簧的上端顶在U形口的内上部，下端顶在上部水平边上，在平衡弹簧的上部的U形底上设置有压力传感器24，平衡弹簧上部压在压力传感器上，压力传感器连接至控制器，19所示为连接至控制器的传感器导线。
平衡悬吊杆9的下端连接有腰部束缚机构，所述的腰部束缚装置包括护腰带10，护腰带10下固定连接有两道大腿绑带11，所述的护腰带背面外端固定连接有连接,25，连接板背面通过连接铰链26与平衡护腰板12铰接一起，连接铰链的轴向为水平左右方向，平衡护腰板12的背面连接有柔性支撑缓冲装置，所述的柔性支撑缓冲装置包括固定连接在平衡护腰板背面上下方向的滑轨27，在所述的滑轨上滑动配合设置有滑块30，滑轨上方和下方的分别固定设置有上限位缓冲座20和下限位缓冲座21，多道相互平行的上缓冲弹簧28的上端限位设置在上限位缓冲座内，多道相互平行的下缓冲弹簧29的下端限位设置在上限位缓冲座内，滑块的上端直接或间接顶压各上缓冲弹簧的下端，滑块的下端直接或间接顶压各下缓冲弹簧的上端，本申请中，所述的滑块下端和上端均设置有T形柱31，上端和下端的T形柱方向相反，T形柱的竖直边穿设在各缓冲弹簧的中孔中，T形柱的水平边顶在缓冲弹簧上。滑块直接或间接连接在平衡悬吊杆的下端，本申请中，在滑块背面固定连接有连接块22，连接块固定连接在平衡悬吊杆的下端。
所述的康复训练装置还包括训练鞋，所述的鞋底面后部嵌有自润滑特氟龙层面32，鞋底面前部固定连接有防滑硅胶垫34，自润滑特氟龙层面与防滑硅胶垫之间的鞋底面上固定连接有滚轮或者自润滑特氟龙垫；图8中示出的是滚轮33，也可以是自润滑特氟龙垫，自润滑特氟龙垫与自润滑特氟龙层面32材料相同，都是现有可以购买到的材料。
所述的训练鞋底面内置有足底压力传感器、处理器和电池，足底压力传感器的信号通过处理器存储或者通过处理器的无线通讯装置传输至控制器。在足底安装压力传感器、电池、处理器及无线通选装置（目前常用的为WIFI）在目前的很多场合和产品上均有具体的应用，中国专利公开的技术方案中也有很详细的记载，这些技术为目前的现有技术，在本申请中只是将这一现有技术应用在训练鞋上。
采用本装置进行训练时，患者穿上训练鞋，首先在电子体重秤上称出体重，然后采用护腰和绑带将患者腰部和大腿进行束缚，启动减重电机使丝杠向上，平衡悬吊杆这时会绕销轴转动从而压缩平衡弹簧传导到压力传感器，根据压力传感器得到信号可得到减重值，减重值符合要求后，患者即可开始训练。训练时患者可手扶扶手护栏。
本装置的设计和训练机理如下：当人在地面上自然行走时，通过鞋底与地面产生的静摩擦力驱动人体产生位移。假设接触表面的摩擦因数极小，则只能滑行且极难保证安全或保持平衡。底座上的球形凹面全方位跑台采用具有一定摩擦因子的特氟龙涂层，鞋底采用上述材料结构，以形成一定的摩擦力，模拟出人真实的行走受力状态，使人感觉是在正常路面上行走而非在光滑地面上滑行。正常的摩擦力更容易保持平衡，从而大大缩短学习过程，这能让所有人都可以轻松的学会使用。当人在平地行走时，腿部以胯关节为轴心循环交替摆动，人体重力同时由双脚交替施加于地面。此时地面对人体必须提供对等支撑力，才可保证人体的平稳，而这个支撑力终指向人的质心。因此，根据人行走时制作的球形凹面全方位跑台，则提供了上述指向质心的支撑力。从而最大限度的模拟出自然的行走感受，这会大大增强训练的效果。全方向球型凹面跑台采用特氟龙涂层，配合专用低摩擦系数鞋及滚轮款鞋都可以进行全方向运动，支撑柱连接回转件，可进行改变方向进行全方向跑动，鞋底嵌入低摩擦系数材质或放个轮子，这样你不管怎么走，都会滑回球型凹面全方向运动跑台里。这种走路方式有点像是上坡时鞋底太滑，结果怎么走都走不动，但是也不会滑下去，患者通过，腰部束缚系统以及相应的跑台配合用训练鞋，腰部束缚系统可以实现减重，可在球型凹面运动跑台直接训练。在训练过程中，患者可以手扶支撑护栏辅助训练。柔性支撑缓冲装置和连接块有较好的抗左右扭力的作用。
对于手部可以支撑一定力度的患者，还可以扶着扶手护栏进行减重，由于手扶护栏的力度患者可以自主调节，实际上在训练中可以进行减重力变化情况下的训练，这可以进一步增强训练效果，这时训练鞋内的足底压力传感器可以真实的反应出足底的压力，通过该压力和硬质牵引减重机构的减重值可以达到患者手部护栏处的减重值，由于很多下肢功能障碍往往伴随对应的上肢问题，所以通过本装置还有利于了解和评估患者手部的力度。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (8)

1.硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，包括底座，其特征在于：在底座上安装有回转支承，回转支撑内安装有球形凹面全方位跑台，在球形凹面全方位跑台外的回转支撑的回转件上固定连接有多根扶手柱，扶手柱上端固定连接有扶手护栏，在球形凹面全方位跑台的上方布置有硬质牵引减重机构，所述的硬质牵引减重机构包括下端固定连接在底座上的多根支撑架，在支撑架上部固定连接有减重电机，减重电机通过控制器控制，减重电机的输出上连接有蜗轮蜗杆减速机，所述的蜗轮蜗杆减速机上连接驱动有丝杠，丝杠的轴向为上下方向，在丝杠下端连接有硬质平衡悬吊杆，平衡悬吊杆的下端连接有腰部束缚机构，所述的腰部束缚装置包括护腰带，所述的护腰带背面外端固定连接有连接板，连接板背面通过连接铰链与平衡护腰板铰接一起，连接铰链的轴向为水平左右方向，平衡护腰板的背面连接有柔性支撑缓冲装置，所述的柔性支撑缓冲装置包括固定连接在平衡护腰板背面上下方向的滑轨，在所述的滑轨上滑动配合设置有滑块，滑轨上方和下方的分别固定设置有上限位缓冲座和下限位缓冲座，多道相互平行的上缓冲弹簧的上端限位设置在上限位缓冲座内，多道相互平行的下缓冲弹簧的下端限位设置在上限位缓冲座内，滑块的上端直接或间接顶压各上缓冲弹簧的下端，滑块的下端直接或间接顶压各下缓冲弹簧的上端，滑块直接或间接连接在平衡悬吊杆的下端。
2.根据权利要求1所述的硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，其特征在于：在底座外侧固定设置有电子体重秤。
3.根据权利要求1所述的硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，其特征在于：在滑块背面固定连接有连接块，连接块固定连接在平衡悬吊杆的下端。
4.根据权利要求1所述的硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，其特征在于：在所述的丝杠下端转动连接有连接套件，连接套件的转动轴为丝杆的轴线，所述的连接套件的下端的下端具有U形口，所述的平衡悬吊杆为“7”字形，“7”字形的平衡悬吊杆的上部水平边通过销轴转动连接在U形口内，所述的销轴为左右水平方向，在销轴前后的U形口内均设置有平衡弹簧，两个平衡弹簧的上端顶在U形口的内上部，下端顶在上部水平边上。
5.根据权利要求1所述的硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，其特征在于：在平衡弹簧的上部的U形底上设置有压力传感器，平衡弹簧上部压在压力传感器上，压力传感器连接至控制器。
6.根据权利要求1所述的硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，其特征在于：所述的滑块下端和上端均设置有T形柱，上端和下端的T形柱方向相反，T形柱的竖直边穿设在各缓冲弹簧的中孔中，T形柱的水平边顶在缓冲弹簧上。
7.根据权利要求1所述的硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，其特征在于：所述的康复训练装置还包括训练鞋，所述的鞋底面后部嵌有自润滑特氟龙层面，鞋底面前部固定连接有防滑硅胶垫，自润滑特氟龙层面与防滑硅胶垫之间的鞋底面上固定连接有滚轮或者自润滑特氟龙垫。
8.根据权利要求1所述的硬质牵引减重全方向步行康复训练装置，其特征在于：所述的训练鞋底面内置有足底压力传感器、处理器和电池，足底压力传感器的信号通过处理器存储或者通过处理器的无线通讯装置传输至控制器。
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