CN111544858A - 一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗器械领域,特别涉及一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,包括底座、控制装置、升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置、距离传感器和两摆体装置,底座上固设控制装置和升降装置的固定端,升降装置的活动端固连平移装置的固定端,平移装置的活动端固连伸缩装置的固定端,伸缩装置的活动端固连转向装置的固定端,转向装置的活动端固连转动装置的固定端,转动装置的活动端固连张合装置的固定端,距离传感器固设在张合装置上,摆体装置包括连接杆和扶板,扶板与连接杆的转动连接,两连接杆分别与张合装置固连;本发明能够模拟医护人员的动作,帮助患者进行摆动平衡训练,减轻医护人员的工作负担。

Description

一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具
【技术领域】
本发明涉及医疗器械领域,特别涉及一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具。
【背景技术】
偏瘫是指同一侧上下肢、面肌和舌肌下部的运动障碍,是急性脑血管病的常见症状。轻度偏瘫病人虽然尚能活动,但走起路来,往往上肢屈曲,下肢伸直。严重者常卧床不起,丧失生活能力。按照偏瘫的程度,可分为轻瘫、不完全性瘫痪和全瘫。轻瘫:表现为肌力减弱,肌力在4~5级,一般不影响日常生活,不完全性瘫较轻瘫重,范围较大,肌力2~4级,全瘫:肌力0~1级,瘫痪肢体完全不能活动。
对于偏瘫患者,需要进行康复训练治疗,坐姿位摆动平衡训练和站姿位摆动平衡训练是偏瘫康复训练中常用的训练方式;其中坐姿位摆动平衡训练包括坐姿位左右摆动平衡训练和坐姿位前后摆动平衡训练,坐姿位左右摆动平衡训练的操作方法通常为:让患者取坐位,头部保持正直,护士右手扶持在患者胸部左侧,左手扶持在患者腹部右侧,患者在护士扶持下身体向左侧摆动一定距离,护士再将右手扶持在患者腹部左侧,左手扶持在患者胸部右侧,患者在护士扶持下身体向右侧摆动一定距离,如此反复;坐姿位前后摆动平衡训练的操作方法通常为:让患者取坐位,头部保持正直,护士右手扶持在患者背部,左手扶持在患者腹部前侧,患者在护士扶持下身体向后摆动一定距离,护士再将右手扶持在患者背部,左手扶持在患者胸部前侧,患者在护士扶持下身体向前侧摆动一定距离,如此反复;站姿位摆动平衡训练与坐姿位摆动平衡训练的区别只在于患者处于站姿位,站姿位摆动平衡训练其他操作方法及步骤与坐姿位摆动平衡训练相同。
目前对偏瘫患者进行坐姿位摆动平衡训练和站姿位摆动平衡训练时,都需要护士一对一全程帮助,需要花费护士的大量工作时间,消耗护士的大量精力;现有的一些辅助设备,比如申请公布号为CN 110946739 A的中国发明一种神经偏瘫康复日常锻炼辅助装置、申请号为CN201820441548.3的中国实用新型偏瘫病人康复训练装置,在一定程度上也能辅助患者进行康复训练,但目前还没有能够模拟医护人员的动作,帮助患者进行坐姿位摆动平衡训练和站姿位摆动平衡训练的装置。
【发明内容】
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,模拟医护人员的动作,帮助患者进行坐姿位摆动平衡训练和站姿位摆动平衡训练,减轻医护人员的工作负担。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:包括底座、控制装置、升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置、距离传感器和两摆体装置;
底座下端面水平放置、上端面固设控制装置和升降装置的固定端,控制器上端设置有参数输入操作面板,升降装置活动端的活动方向沿竖直直线方向,升降装置的活动端固连平移装置的固定端,平移装置活动端的活动方向沿水平直线方向,平移装置的活动端固连伸缩装置的固定端,伸缩装置活动端的活动方向既垂直升降装置活动端的活动方向,也垂直平移装置活动端的活动方向,伸缩装置的活动端固连转向装置的固定端,转向装置活动端沿水平圆周方向转动,转向装置的活动端固连转动装置的固定端,转动装置活动端的沿竖直圆周方向转动,转动装置的活动端固连张合装置的固定端,张合装置包括两活动端,张合装置的两活动端沿与转动装置活动端转动轴线垂直相交的直线活动,距离传感器固设在张合装置的固定端,距离传感器的测量端背向转动装置,距离传感器的测量方向与张合装置的两活动端活动方向垂直,摆体装置包括连接杆和扶板,扶板与连接杆的一端转动连接,扶板位于其转动轴线下端部分的质量大于扶板位于其转动轴线上端部分的质量,两摆体装置的连接杆背向各自扶板的一端分别与张合装置的两活动端固连,两摆体装置扶板的转动轴线均与转动装置活动端的转动轴线平行,两摆体装置扶板的长度方向均与转动装置活动端的转动轴线平行;控制装置分别与升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置、距离传感器控制电路连接。
优选地,升降装置和伸缩装置均为电动推杆;平移装置为电动滑台;转向装置为减速步进电机;转动装置为伺服电机;张合装置包括两电动推杆,该两电动推杆的固定端相固连,该固连端为张合装置的固定端;距离传感器为TOF距离传感器;进一步优选地,控制器为windows系统的计算机或可进行编程的单片机,操作面板为触控面板。
优选地,两扶板相对的一面覆盖有软垫。
优选地,控制装置上安装有喇叭。
优选地,底座包括两支撑杆和支撑板,两支撑杆长度方向水平正对设置,两支撑杆长度方向平行,支撑板两端分别与两支撑杆垂直固连,且固连处分别位于两支撑杆中部至端部之间;升降杆的固定端与支撑板的中部固连;伸缩装置活动端的活动方向与支撑杆的长度方向平行,转向装置、转动装置、张合装置、距离传感器和两摆体装置均位于对应支撑杆较长的一侧。
优选地,还包若干车轮和刹车装置,若干车轮安装在底板两侧,刹车装置安装在车轮内;进一步优选地,若干车轮为两履带轮,履带轮的长度方向与伸缩杆活动端的活动方向平行,刹车装置为电动刹车装置,刹车装置与控制装置控制电路连接;再进一步优选地,还包蓄电池,蓄电池安装在底座上,蓄电池分别连接控制装置、升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置和距离传感器;更进一步优选地,底板背向转向装置一端设置有推手,推手的长度方向从底板处背向转向装置倾斜向上。
一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具的控制方法,包括以下步骤:
(1)位置定位:预设对应升降装置活动端升降方向的坐标为Y坐标,对应平移装置活动端平移方向的坐标为X坐标,对应伸缩装置活动端伸缩方向的坐标为Z坐标,控制装置采集患者胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度、胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值的数据,根据胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值计算出胸腹中点Y坐标坐标值和胸部中点X坐标坐标值;通过升降装置、平移装置和转向装置带动距离传感器移至患者胸腹中点位置前方,根据胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度,计算出胸腹中部左右两侧X坐标坐标值位置坐标,通过伸缩装置、转动装置和张合装置带动两扶板分别处于胸腹中部的左右两侧;
(2)右摆一次:控制装置根据胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度、胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值的数据,计算出胸部宽度方向两侧的Y坐标坐标值、胸部宽度方向两侧的X坐标坐标值、腰部宽度方向两侧的Y坐标坐标值和腰部宽度方向两侧的X坐标坐标值;通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合患者的胸部右侧和腰部左侧,平移装置带动张合装置8向右移动距离S;
(3)左摆一次:通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合胸部左侧和腰部右侧,平移装置带动张合装置8向左移动距离2S;
(4)右摆一次:通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合胸部右侧和腰部左侧,平移装置带动张合装置8向右移动距离2S;
(5)左右重复:重复步骤(3)和(4)至设定摆动次数;
(6)左右回位:通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合胸部左侧和腰部右侧,平移装置带动张合装置8向左移动距离S;
(7)转向与定位:升降装置保持静止,通过平移装置、伸缩装置和转向装置带动距离传感器移至患者左侧或右侧,并使距离传感器测量方向平行X坐标轴方向;控制装置通过伸缩装置和距离传感器采集患者胸腹中部厚度方向两侧的Z坐标坐标值,并计算出该两侧位置中点的Z坐标坐标值和Y坐标值,通过伸缩装置带动距离传感器移至该中点位置坐标左侧方或右侧方,通过平移装置、距离传感器和张合装置带动两扶板分别处于胸腹中部的前后两侧;
(8)前摆一次:控制装置根据胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度、胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值、腹部中点X坐标坐标值、胸腹中部前后方向两侧中点X坐标坐标值和胸腹中部前后方向两侧中点Y坐标坐标值,计算出胸部厚度方向两侧的X坐标坐标值、胸部厚度方向两侧的Y坐标坐标值、腹部厚度方向两侧的X坐标坐标值和腹部厚度方向两侧的Y坐标坐标值;通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合胸部和背部,伸缩装置带动张合装置向前移动距离M;
(9)后摆一次:通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合背部和腹部,伸缩装置带动张合装置向后移动距离2M;
(10)前摆一次:通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合胸部和背部,伸缩装置带动张合装置向前移动距离2M;
(11)前后重复:重复步骤步骤(9)和(10)至设定摆动次数;
(12)前后回位:通过转动装置和张合装置带动两扶板分别贴合背部和腹部,伸缩装置带动张合装置向后移动距离M;
(13)重复:重复步骤(1)至(12)至设定的训练重复次数;
(14)分离:张合装置带动两扶板与患者分离,平移装置的活动端移动至最左端,伸缩装置缩至最短,平移装置活动端再移动至其行程中部。
综上,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明能够通过在控制装置操作面板上输入的数据以及距离传感器测量到的数据,计算出患者胸部及腹部前后左右的位置,以控制扶板模拟医护人员的双手准确放置在患者对应的部位上,通过平移装置、伸缩装置和开合装置的运动配合帮助患者完成坐姿位摆动平衡训练和站姿位摆动平衡训练,减轻医护人员的工作负担;根据患者的病情严重程度,本发明可以适当调节左右摆动平衡训练次数、左右摆动平衡训练速度、前后摆动平衡训练次数、前后摆动平衡训练速度和训练重复次数,能够适合多种病情的患者使用;本发明在帮助患者进行康复训练的过程中,能够通过距离传感器测量的数据,判断患者是否出现了意外倾倒,如果患者出现意外倾倒,本发明的升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置在控制装置控制下暂停运动,并能够通过喇叭进行求助,大大降低了患者在康复训练过程中意外倾倒后不能被及时发现的可能;在本发明的一些实施例中,还具有蓄电池,使得本发明能够在一些不方便使用外部电源的情况下也能正常使用,增加车轮和推手等装置,使本发明还能够很方便地进行转移和放置。
【附图说明】
图1是本发明实施例所提供的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具第一种实施例的示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
图3是本发明实施例所提供的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具第一种实施例另一状态的示意图。
图4是本发明实施例所提供的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具第一种实施例控制关系的示意图。
图5是本发明实施例所提供的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具第二种实施例的示意图。
图6是本发明实施例所提供的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具第三种实施例的示意图。
图7是本发明实施例所提供的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具第三种实施例控制关系的示意图。
其中:1-底座、11-支撑杆、12-支撑板、13-车轮、14-推手、2-控制装置、21-操作面板、22-蓄电池、3-升降装置、4-平移装置、5-伸缩装置、6-转向装置、7-转动装置、8-张合装置、81-距离传感器、9-摆体装置、91-连接杆、92-扶板。
【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。附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制,为了更好地说明本发明的具体实施方式,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸,对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的,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。
请参阅图1-图4,在本发明的一种较佳实施方式中,一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,包括底座1、控制装置2、升降装置3、平移装置4、伸缩装置5、转向装置6、转动装置7、张合装置8、距离传感器81和两摆体装置9;
底座1下端面水平放置、上端面固设控制装置2和升降装置3的固定端,控制器上端设置有操作面板21,升降装置3活动端的活动方向沿竖直直线方向,升降装置3的活动端固连平移装置4的固定端,平移装置4活动端的活动方向沿水平直线方向,平移装置4的活动端固连伸缩装置5的固定端,伸缩装置5活动端的活动方向既垂直升降装置3活动端的活动方向,也垂直平移装置4活动端的活动方向,伸缩装置5的活动端固连转向装置6的固定端,转向装置6活动端沿水平圆周方向转动,转向装置6的活动端固连转动装置7的固定端,转动装置7的活动端沿竖直圆周方向转动,转动装置7的活动端固连张合装置8的固定端,张合装置8包括两活动端,张合装置8的两活动端沿与转动装置7活动端转动轴线垂直相交的直线活动,距离传感器81固设在张合装置8的固定端,距离传感器81的测量端背向转动装置7,距离传感器81的测量方向与张合装置8的两活动端活动方向垂直,摆体装置9包括连接杆91和扶板92,扶板92与连接杆91的一端转动连接,扶板92位于其转动轴线下端部分的质量大于扶板92位于其转动轴线上端部分的质量,在重力作用下,两扶板92的板面保持与水平面垂直;两摆体装置9的连接杆91背向各自扶板92的一端分别与张合装置8的两活动端固连,两摆体装置9扶板92的转动轴线均与转动装置7活动端的转动轴线平行,两摆体装置9扶板92的长度方向均与转动装置7活动端的转动轴线平行;控制装置2分别与升降装置3、平移装置4、伸缩装置5、转向装置6、转动装置7、张合装置8、距离传感器81控制电路连接。
在本实施例中,升降装置3和伸缩装置5均为电动推杆;平移装置4为电动滑台;转向装置6为减速步进电机,该步进电机的步进角可以为90°或90的整除倍度数;转动装置7为伺服电机;张合装置8包括两电动推杆,该两电动推杆的固定端相固连,该固连端为张合装置8的固定端;距离传感器81为TOF距离传感器81;控制器为windows系统的计算机或可进行编程的单片机,其内预设有连接杆长度和扶板长度的数值,预设对应升降装置活动端升降方向的坐标为Y坐标,对应平移装置活动端平移方向的坐标为X坐标,对应伸缩装置活动端伸缩方向的坐标为Z坐标,操作面板21为触控面板,操作面板21上的系统界面设置有上移选项、下移选项、左移选项、右移选项、确认选项、启动选项、暂停选项、停止选项、必须输入参数项、单选参数项、预设但可更改参数项,其中上移选项控制升降装置3活动端向上运动,下移选项控制升降装置3活动端向下运动,左移选项控制平移装置4活动端向左运动,右移选项控制平移装置4活动端向右运动;必须输入的参数包括患者的胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度和腹部厚度,单选参数项为坐姿位摆动平衡训练或站姿位摆动平衡训练,预设但可修改的参数包括左右摆动平衡训练次数、左右摆动平衡训练速度、前后摆动平衡训练次数、前后摆动平衡训练速度、训练重复次数,其中左右摆动平衡训练速度和前后摆动平衡训练速度的输入数值为预设速度的倍数值,训练重复次数最小值为1,训练重复次数指完成设定的左右摆动平衡训练次数和前后摆动平衡训练次数后,再重复进行以上训练的次数;为降低可能出现的误操作造成的不良后果,当胸围输入值超出80-110cm范围且在70-120cm范围内时,系统界面警告提示,并需要进行2次确认;当胸围输入值超出70-120cm范围时,系统界面警告提示,并需要进行5次确认;当腰围输入值超出60-90cm范围且在50-100cm范围内时,系统界面警告提示,并需要进行2次确认;当腰围输入值超出50-100cm范围时,系统界面警告提示,并需要进行5次确认;当坐高输入值超出80-110cm范围且在70-120cm范围内时,系统界面警告提示,并需要进行2次确认;当坐高输入值超出70-120cm范围时,系统界面警告提示,并需要进行5次确认;当身高输入值超出155-185cm范围且在145-195cm范围内时,系统界面警告提示,并需要进行2次确认;当坐高输入值超出145-195cm范围时,系统界面警告提示,并需要进行5次确认;当左右摆动平衡训练次数输入值或前后摆动平衡训练次数输入值超出10-20但在范围时5-30范围内时,系统界面警告提示,并需要进行2次确认,当左右摆动平衡训练次数输入值或前后摆动平衡训练次数输入值超出5-30范围时,系统界面警告提示,并需要进行5次确认;当左右摆动平衡训练速度输入值或前后摆动平衡训速度输入值超出0.75-1.5范围但在0.5-2范围内时,系统界面警告提示,并需要进行2次确认,当左右摆动平衡训练速度输入值或前后摆动平衡训速度输入值超出0.5-2范围时,系统界面警告提示,并需要进行5次确认;当训练重复次数大于3但小于5时,系统界面警告提示,并需要进行2次确认,当训练重复次数大于5时,系统界面警告提示,并需要进行5次确认。
本实施例主要用于模拟医护人员双手,完成两种偏瘫病人水平康复运动的辅助,其一是:患者处于坐姿位或者站姿位,双臂自然分开,医护人员位于患者前方,医护人员右手扶于患者腰部左侧、左手扶于患者胸部右侧,患者缓慢向右主动摆动身体;医护人员再将右手扶于患者胸部左侧、左手扶于患者腹部右侧,患者缓慢向左主动摆动身体;医护人员再将右手扶于患者腹部左侧、左手扶于患者胸部右侧,患者缓慢向右主动摆动身体,如此往复多次,在此过程中,医护人员手部与患者的距离最大不超过5cm,以在当患者坐姿或站姿不稳时,能够及时给与患者支撑;其二是:患者处于坐姿位或者站姿位,双臂自然分开,医护人员位于患者侧方,医护人员一手扶于患者腰部、另一手扶于患者胸部,患者缓慢向前主动摆动身体;医护人员再将一手扶于患者背部、另一手扶于患者腹部,患者缓慢向后主动摆动身体;医护人员再将一手扶于患者腰部、另一手扶于患者胸部,患者缓慢向前主动摆动身体,如此往复多次,在此过程中,医护人员手部与患者的距离最大不超过5cm,以在当患者坐姿或站姿不稳时,能够及时给与患者支撑。
本实施例的使用和控制方法包括以下步骤:
坐姿位摆动平衡训练步骤:
1、将本实施例放置于床前,使伸缩装置5的长度方向垂直床的长度方向,并使伸缩装置5缩至最短、转向装置6与床边的水平距离30-50cm。
2、使患者坐在床边,患者面向本实施例,身体前后方向与伸缩装置5长度方向平行,身体部位大致对应在平移装置4的中部,患者双臂左右自然分开,手掌自然放置在床上,且手臂不超出对应的胸腹部厚度范围。
3、医护人员选择坐姿位摆动平衡训练,本实施例在控制装置2的控制下,转动装置7使张合装置8长度方向水平,转向装置6使两摆体装置9朝向患者所在侧;医护人员触控上移选项、下移选项、左移选项和右移选项,使转动装置的距离传感器大致对准患者胸部中点,并点击确认选项,控制装置2记录该点的Y坐标坐标值和X坐标坐标值;医护人员触控上移选项和下移选项,使距离传感器大致对准患者腹部中点,并点击确认选项,控制装置2记录该点的Y坐标坐标值和X坐标坐标值。
4、在操作面板21上输入胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度和腹部厚度的参数,点击启动选项,本实施例开始工作,其工作步骤如下:
(1)控制装置2根据患者胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值,计算出患者胸腹中点的Y坐标坐标值和X坐标坐标值,其中计算算式为:①胸腹中点Y坐标坐标值=[(胸部中点Y坐标坐标值+腹部中点Y坐标坐标值)/2],②胸腹中点X坐标坐标值=胸部中点X坐标坐标值;控制装置2控制升降装置3带动距离传感器81移至对应患者胸腹中点位置的前方,张合装置8带动两扶板92移动,使两扶板92的间距略大于患者胸部宽度、腰部宽度两者中数值较大一者的数值距离,伸缩装置5伸长,距离传感器向控制装置2实时传入其与患者胸腹中点位置的距离,当距离传感器与患者胸腹中点位置的距离=[连接杆长度+扶板长度/2-(胸部厚度+腹部厚度)/4]时,伸缩装置5伸长停止,此时两扶板92分别处于对应患者胸腹中部的左右两侧,差值3cm以内均为可接受误差。
(2)控制装置2根据胸部宽度、腰部宽度、胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴逆时针转动一定角度,设该角度为α,则α=arctan{胸部中点至腹部中点距离/[(胸部宽度+腰部宽度)/2]},同时控制张合装置8带动两扶板92相离运动一定距离,设该距离为L,则L=(胸部中点至腹部中点距离2+胸部宽度2)0.5,使两扶板92分别贴合患者的胸部右侧和腰部左侧,此处选用胸部宽度的数值用于计算L,主要是因为人体胸部两侧的柔软性相对腰部两侧的柔软性差,扶板92贴合胸部时需要相对较高的精度,人体腰部两侧的柔软性相对较好,扶板92贴合人体腰部两侧时,误差2cm以内都是可接受范围;控制装置2同时控制平移装置4带动两扶板92向右移动一定距离,设该距离为S,则3cm<S<6cm,模拟医护人员扶持患者向右侧摆动一次;
(3)动作(2)完成后,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴顺时针转动2α角,同时控制张合装置8带动两扶板92相向运动距离L后再相离运动距离L,使两扶板92分别贴合患者的胸部左侧和腰部右侧,同时控制平移装置4带动两扶板92向左移动距离2S,模拟医护人员扶持患者向左侧摆动一次;
(4)动作(3)完成后,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴逆时针转动2α角,同时控制张合装置8带动两扶板92相向运动距离L后再相离运动距离L,使两扶板92分别贴合患者的胸部右侧和腰部左侧,同时控制平移装置4带动两扶板92向右移动距离2S,模拟医护人员扶持患者向右侧摆动一次;动作(3)和动作(4)重复一次,即模拟医护人员扶持患者左右摆动平衡训练一次;
(5)左右摆动平衡训练次数达到设定值后,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴顺时针转动2α角,同时控制张合装置8带动两扶板92相向运动距离L后再相离运动距离L,使两扶板92分别贴合患者的胸部左侧和腰部右侧,同时控制平移装置4带动两扶板92向左移动距离S,模拟医护人员将患者扶至原始坐姿;
(6)伸缩装置5缩短,带动两扶板92至患者胸腹前端10-20cm,平移装置4带动转向装置6向左移动,转向装置6同时带动两扶板92绕转向装置6输出轴逆时针转动90°;伸缩装置5带动距离传感器81在垂直床的长度方向上水平直线运动,距离传感器81将实时测量到的数值传给控制装置2,控制装置2记录距离传感器81测出距离突减值大于胸部宽度处的位点的Z坐标坐标值和Y轴坐标、突增距离大于胸部宽度处的位点的Z坐标坐标值和Y轴坐标,并停留在对应该两位点中间的位置上,张合装置8带动两扶板92移动,使两扶板92的间距略大于该两位点间的距离,平移装置4向右移动,距离传感器向控制装置2实时传入其与患者胸腹中点位置的距离,患者手臂自然分开时,其中一手臂背向胸腹部的一侧与胸腹部的距离可以近似等于胸部宽度的一半,当距离传感器与患者胸腹中点位置的距离=[连接杆长度+扶板长度/2-(胸部宽度+腰部宽度)/2]时,平移装置4移动停止,此时两扶板92分别处于对应患者胸腹中部的前后两侧,差值5cm以内均为可接受误差;
(7)控制装置2根据测得的患者胸腹中部的厚度及所输入的数据,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴逆时针转动一定角度,设该角度为β,则β==arctan{胸部中点至腹部中点距离/[(胸部厚度+腹部厚度)/2]},同时控制张合装置8带动两扶板92相离运动一定距离,设该距离为W,则W=(胸部中点至腹部中点距离2+胸部厚度2)0.5,使两扶板92分别贴合患者的胸部和背部,此处选用胸部宽度的数值用于计算W,主要是因为人体胸部的柔软性相对腹部的柔软性差,扶板92贴合胸部时需要相对较高的精度,人体腹部的柔软性相对较好,扶板92贴合人体腹部时,对于较瘦的患者,误差2cm以内都是可接受范围,对于较瘦的患者,误差4cm以内都是可接受范围,而且,不论较瘦的患者还是较胖的患者,其处于坐姿位或站姿位时,背部和腰部基本可以认为处于同一竖直平面内;控制装置2同时控制伸缩装置5带动两扶板92向右移动一定距离,设该距离为M,则3cm<M<6cm,模拟医护人员扶持患者向前侧摆动一次;
(8)动作(7)完成后,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴顺时针转动2β角,同时控制张合装置8带动两扶板92相向运动距离W后再相离运动距离W,使两扶板92分别贴合患者的背部和腹部,同时控制伸缩装置5伸长,带动两扶板92移动距离2M模拟医护人员扶持患者向后摆动一次;
(9)动作(8)完成后,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴逆时针转动2β角,同时控制张合装置8带动两扶板92相向运动距离W后再相离运动距离W,使两扶板92分别贴合患者的胸部前侧和背部,同时控制伸缩装置5缩短,带动两扶板92移动距离2M,模拟医护人员扶持患者向前摆动一次;动作(8)和动作(9)重复一次,即模拟医护人员扶持患者前后摆动平衡训练一次;
(10)前后摆动平衡训练次数达到设定值后,控制转动装置7带动两扶板92绕转动装置7的输出轴顺时针转动2β角,同时控制张合装置8带动两扶板92相向运动距离W后再相离运动距离W,使两扶板92分别贴合患者的背部和腹部,同时控制伸缩装置5伸长,带动两扶板92移动距离M,模拟医护人员将患者扶至原始坐姿;
动作(2)至动作(5)和动作(6)至动作(10)的过程中两扶板92与人体的距离最大不超过5cm,以在当患者坐姿不稳时,能够及时给与患者支撑,降低患者倾倒的可能;当在帮助患者进行康复训练过程中,距离传感器81检测到数值突然增大较大幅度或突然减小较大幅度时,控制装置2判断患者可能出现意外倾倒,控制升降装置3、平移装置4、伸缩装置5、转向装置6、转动装置7、张合装置8暂停运动,减少本实施例对患者造成伤害的可能。
5、根据所输入的训练重复次数,本实施例重复步骤3的动作;
6、步骤4完成后,张合装置8带动两扶板92与患者分离,平移装置4的活动端移动至最左端,伸缩装置5缩至最短,平移装置4活动端再移动至其行程中部;病人起身离开或躺回床上。
站姿位摆动平衡训练步骤:
1、使患者站立于本实施例转向装置6前方30-50cm处,正面朝向转向装置6,身体部位大致对应在平移装置4的中部,患者双臂左右自然分开,且手臂不超出对应的胸腹部厚度范围;
步骤2至步骤4分别与坐姿位摆动平衡训练步骤的步骤3至步骤5相同。
优选地,两扶板相对的一面覆盖有软垫,以减轻患者的硌痛感,增加患者的舒适性。
优选地,控制装置2上安装有喇叭,在本实施例开始启动、每个步骤开始和训练完毕时,控制装置2通过喇叭进行播报提示;当在帮助患者进行康复训练过程中,控制装置2判断患者可能出现意外倾倒时,同时通过喇叭发出求助的声音信号。
请参阅图5,在以上实施例的基础上,在第二种实施例中,底座1包括两支撑杆11和支撑板12,两支撑杆11长度方向水平正对设置,两支撑杆11长度方向平行,支撑板12两端分别与两支撑杆11垂直固连,且固连处分别位于两支撑杆11中部至端部之间;升降杆的固定端与支撑板12的中部固连;伸缩装置5活动端的活动方向与支撑杆11的长度方向平行,转向装置6、转动装置7、张合装置8、距离传感器81和两摆体装置9均位于对应支撑杆11较长的一侧。
本实施例中底座1的设置,能够在增大底座1支撑力矩的情况下减少底座1的占地面积,降低本实施例整体重量,当进行坐姿位摆动平衡训练时,底座1两支撑杆11可从患者脚部左右两侧插入床底,减少因底座1较大而影响患者脚部放置,当进行站姿位摆动平衡训练时,底座1两支撑杆11位于患者脚部左右两侧,避免患者踩踏底座1而造成站姿不稳。
请参阅图6至图7,在以上实施例的基础上,在第三种实施例中,还包若干车轮13和刹车装置,若干车轮13安装在底板两侧,刹车装置安装在车轮13内,车轮13用于方便本实施例的转移,刹车装置用于锁止车轮13转动,以防止本实施例在工作过程中相对地面发生位移。
优选地,若干车轮13为两履带轮,履带轮的长度方向与伸缩杆活动端的活动方向平行,刹车装置为电动刹车装置,刹车装置与控制装置2控制电路连接,通过控制装置2的操作面板21对刹车装置进行控制,履带轮的抓地性能好,锁止后能使本实施例放置更为稳定,减少使用过程中可能出现的晃动。
优选地,还包蓄电池22,蓄电池22安装在底座1上,蓄电池22分别连接控制装置2、升降装置3、平移装置4、伸缩装置5、转向装置6、转动装置7、张合装置8和距离传感器81,以减少本实施例使用过程中牵拉电源线的麻烦,也使得本发明能够在一些不方便使用外部电源的情况下也能正常使用。
优选地,底板背向转向装置6一端设置有推手14,推手14的长度方向从底板处背向转向装置6倾斜向上,以为在转移本实施例时提供一较好的着力点。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围,凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:包括底座、控制装置、升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置、距离传感器和两摆体装置;
所述底座下端面水平放置、上端面固设控制装置和升降装置的固定端,所述控制器上端设置有参数输入操作面板,所述升降装置活动端的活动方向沿竖直直线方向,所述升降装置的活动端固连所述平移装置的固定端,所述平移装置活动端的活动方向沿水平直线方向,所述平移装置的活动端固连所述伸缩装置的固定端,所述伸缩装置活动端的活动方向既垂直所述升降装置活动端的活动方向,也垂直所述平移装置活动端的活动方向,所述伸缩装置的活动端固连所述转向装置的固定端,所述转向装置活动端沿水平圆周方向转动,所述转向装置的活动端固连所述转动装置的固定端,所述转动装置活动端的沿竖直圆周方向转动,所述转动装置的活动端固连所述张合装置的固定端,所述张合装置包括两活动端,所述张合装置的两活动端沿与转动装置活动端转动轴线垂直相交的直线活动,所述距离传感器固设在所述张合装置的固定端,所述距离传感器的测量端背向所述转动装置,所述距离传感器的测量方向与所述张合装置的两活动端活动方向垂直,所述摆体装置包括连接杆和扶板,所述扶板与所述连接杆的一端转动连接,所述扶板位于其转动轴线下端部分的质量大于所述扶板位于其转动轴线上端部分的质量,两摆体装置的连接杆背向各自扶板的一端分别与所述张合装置的两活动端固连,两所述摆体装置扶板的转动轴线均与所述转动装置活动端的转动轴线平行,两所述摆体装置扶板的长度方向均与所述转动装置活动端的转动轴线平行;所述控制装置分别与所述升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置、距离传感器控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:所述升降装置和所述伸缩装置均为电动推杆;所述平移装置为电动滑台;所述转向装置为减速步进电机;所述转动装置为伺服电机;所述张合装置包括两电动推杆,该两电动推杆的固定端相固连,该固连端为所述张合装置的固定端;所述距离传感器为TOF距离传感器。
3.根据权利要求1所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:所述控制器为windows系统的计算机或可进行编程的单片机,所述操作面板为触控面板。
4.根据权利要求1所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:两所述扶板相对的一面覆盖有软垫。
5.根据权利要求1所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:所述控制装置上安装有喇叭。
6.根据权利要求1所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:所述底座包括两支撑杆和支撑板,两所述支撑杆长度方向水平正对设置,两所述支撑杆长度方向平行,所述支撑板两端分别与两支撑杆垂直固连,且固连处分别位于两所述支撑杆中部至端部之间;所述升降杆的固定端与所述支撑板的中部固连;所述伸缩装置活动端的活动方向与所述支撑杆的长度方向平行,所述转向装置、转动装置、张合装置、距离传感器和两摆体装置均位于对应所述支撑杆较长的一侧。
7.根据权利要求1所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:还包若干车轮和刹车装置,若干所述车轮安装在所述底板两侧,所述刹车装置安装在所述车轮内。
8.根据权利要求7所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:还包蓄电池,所述蓄电池安装在所述底座上,所述蓄电池分别连接所述控制装置、升降装置、平移装置、伸缩装置、转向装置、转动装置、张合装置和距离传感器。
9.根据权利要求7所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具,其特征在于:所述底板背向所述转向装置一端设置有推手,所述推手的长度方向从所述底板处背向所述转向装置倾斜向上。
10.根据权利要求1所述的一种偏瘫病人水平康复运动辅助工具的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)位置定位:预设对应所述升降装置活动端升降方向的坐标为Y坐标,对应所述平移装置活动端平移方向的坐标为X坐标,对应所述伸缩装置活动端伸缩方向的坐标为Z坐标,所述控制装置采集患者胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度、胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值的数据,根据胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值计算出胸腹中点Y坐标坐标值和胸部中点X坐标坐标值;通过所述升降装置、所述平移装置和所述转向装置带动所述距离传感器移至患者胸腹中点位置前方,根据胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度,计算出胸腹中部左右两侧X坐标坐标值位置坐标,通过所述伸缩装置、所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别处于胸腹中部的左右两侧;
(2)右摆一次:所述控制装置根据胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度、胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值和腹部中点X坐标坐标值的数据,计算出胸部宽度方向两侧的Y坐标坐标值、胸部宽度方向两侧的X坐标坐标值、腰部宽度方向两侧的Y坐标坐标值和腰部宽度方向两侧的X坐标坐标值;通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合患者的胸部右侧和腰部左侧,所述平移装置带动所述张合装置8向右移动距离S;
(3)左摆一次:通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合胸部左侧和腰部右侧,所述平移装置带动所述张合装置8向左移动距离2S;
(4)右摆一次:通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合胸部右侧和腰部左侧,所述平移装置带动所述张合装置8向右移动距离2S;
(5)左右重复:重复步骤(3)和(4)至设定摆动次数;
(6)左右回位:通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合胸部左侧和腰部右侧,所述平移装置带动所述张合装置8向左移动距离S;
(7)转向与定位:所述升降装置保持静止,通过所述平移装置、所述伸缩装置和所述转向装置带动所述距离传感器移至患者左侧或右侧,并使所述距离传感器测量方向平行X坐标轴方向;所述控制装置通过所述伸缩装置和所述距离传感器采集患者胸腹中部厚度方向两侧的Z坐标坐标值,并计算出该两侧位置中点的Z坐标坐标值和Y坐标值,通过所述伸缩装置带动所述距离传感器移至该中点位置坐标左侧方或右侧方,通过所述平移装置、所述距离传感器和所述张合装置带动两扶板分别处于胸腹中部的前后两侧;
(8)前摆一次:所述控制装置根据胸部宽度、腰部宽度、胸部厚度、腹部厚度、胸部中点Y坐标坐标值、胸部中点X坐标坐标值、腹部中点Y坐标坐标值、腹部中点X坐标坐标值、胸腹中部前后方向两侧中点X坐标坐标值和胸腹中部前后方向两侧中点Y坐标坐标值,计算出胸部厚度方向两侧的X坐标坐标值、胸部厚度方向两侧的Y坐标坐标值、腹部厚度方向两侧的X坐标坐标值和腹部厚度方向两侧的Y坐标坐标值;通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合胸部和背部,所述伸缩装置带动所述张合装置向前移动距离M;
(9)后摆一次:通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合背部和腹部,所述伸缩装置带动所述张合装置向后移动距离2M;
(10)前摆一次:通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合胸部和背部,所述伸缩装置带动所述张合装置向前移动距离2M;
(11)前后重复:重复步骤步骤(9)和(10)至设定摆动次数;
(12)前后回位:通过所述转动装置和所述张合装置带动两扶板分别贴合背部和腹部,所述伸缩装置带动所述张合装置向后移动距离M;
(13)重复:重复步骤(1)至(12)至设定的训练重复次数;
(14)分离:所述张合装置带动两扶板与患者分离,所述平移装置的活动端移动至最左端,所述伸缩装置缩至最短,所述平移装置活动端再移动至其行程中部。
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