CN113367937A - 一种下肢康复训练装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种下肢康复训练装置及系统，至少包括用于支撑和安装训练执行机构的支撑机架(1)，训练执行机构至少包括减重系统(2)和限位组件(3)，其中，减重系统(2)能够为患者提供抵消患者自身至少部分重力的作用力的方式安装在所述支撑架体(1)的底座(13)上；在支撑机架(1)限定患者活动空间的情况下，减重系统(2)能够根据患者的人体测量学参数调节其工作位置及施加的作用力，使得患者在支撑机架(1)上以存在设定足底压力的方式进行模拟人体步态轨迹的运动；所述限位组件(3)设置于减重系统(2)的减重机构支架(21)上，所述限位组件(3)可调节地限定所述减重系统(2)与患者康复训练活动进行联动时的工作位置。
Description
技术领域
本发明涉及医疗康复器械技术领域，尤其涉及一种下肢康复训练装置及系统。
背景技术
自2000年，我国老年人口占比持续上升，人口老龄化带来的人体机能下降和一些疾病导致下肢康复需求的人数增多而目前传统康复治疗师人数十分有限，且具有康复效果受治疗师水平、训练环境等影响、训练模式单一、成本较高等缺点，使得下肢康复机器人辅助训练逐渐成为首选。国外很早就开始医疗康复机器人的研究，近年来，我国在这方面也获得了很大的发展。
中国专利CN110680679A公开了一种交互式下肢康复训练系统，包括穿戴式下肢康复机器人以及设置在穿戴式下肢康复机器人上方的减重牵引机构，减重牵引机构包括设置在穿戴式下肢康复机器人上方且固定的挂板，挂板上固定安装气缸和第一滚轮，汽缸的汽缸杆端部固定连接滑动块，滑动块的侧面安装固定轴，固定轴的端部连接第二滚轮，挂板上设有导轨槽，滑动块位于导轨槽内；挂板和穿戴式下肢康复机器人之间设有身体捆绑套，第一滚轮和第二滚轮上缠设钢绳，钢绳的一端安装配重块，钢绳的另一端与所述身体捆绑套连接。钢绳始终对身体捆绑套起到纵向牵引的作用，不会对康复者施加横向牵引力，从而真正起到降低康复者腿部压力负荷的作用，使用效果很好。但是该专利无法有效地模拟人体步态运动轨迹进行患者的康复训练，且其减重牵引机构无法根据实际的需求限制其负重端的可活动范围，无法保证患者足够的安全性，另外，其装置整体结构属于分离式，不方便患者的使用和收纳，空间占用大，制造成本高，且无法在小空间实现患者的持续步态轨迹康复训练活动。
虽然现有的康复训练装置在一定程度上能够提高下肢康复训练效果，但是现有的康复装置结构复杂，空间占用率大，下肢辅助训练机构的自由度数目多，不易控制和操作，此外，现有产品制造成本高，训练辅助驱动力的提供单元模块多，维护成本和难度大，不利于长期的循环使用，训练无法有效模仿步态轨迹，不能保证训练效果。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明的技术方案提供的是一种用于辅助下肢灵活性较低的老年人或者因脑卒中、脑损伤等疾病和意外事故而造成的下肢失能患者做出正常步态轨迹的下肢训练的辅助装置。该装置至少包括用于支撑和安装训练执行机构的支撑机架，所述训练执行机构至少包括减重系统和限位组件，其中，所述减重系统能够为患者提供抵消患者自身至少部分重力的作用力的方式安装在所述支撑架体的底座上；在所述支撑机架限定患者活动空间的情况下，所述减重系统能够根据患者的人体测量学参数调节其工作位置及施加的作用力，使得患者在所述支撑机架上以存在设定足底压力的方式进行模拟人体步态轨迹的运动；所述限位组件设置于减重系统的减重机构支架上，所述限位组件可调节地限定所述减重系统与患者康复训练活动进行联动时的工作位置。其优势在于，减重系统通过调节其负重的大小而消减患者身体作用于腿部的支撑力需求，且能够进行多位置调节的减重系统能够满足身体存在前倾或后仰趋势的患者的减重作用力的需求，提高患者康复训练时的舒适性，减重系统能够与患者康复训练过程中，随人体在活动过程中的上下起伏而发生联动，能够更好地保持减重系统对患者施加的减重作用力的稳定性，使得患者在训练过程中，随其身体的位置变动始终受到一个数值相对稳定的减重作用力，保证了患者训练的安全性和协调性，有助于患者更好地完成康复训练。此外，限制减重系统活动范围的限位组件能够进一步保证患者在训练过程中的安全性。
根据一种优选的实施方式，所述减重系统至少包括减重机构支架、位置调节组件、滑轮组件和调节绳，其中，所述位置调节组件和滑轮组件均安装在所述减重机构支架上，所述滑轮组件连接有能够传递减重作用力的调节绳；所述位置调节组件按照其能够带动所述滑轮组件的至少部分滑轮进行移动的方式调节所述调节绳在减重机构支架所限定的空间内的位置。
根据一种优选的实施方式，所述减重系统还包括提供减重作用力的减重模块，所述减重模块与所述调节绳位于减重机构支架外部的一端连接；在所述滑轮组件完成对所述调节绳传递的减重作用力的方向调整时，所述减重模块能够跟随患者康复训练活动进行运动，使得患者在训练过程中通过其与所述减重模块的联动的方式调节其训练承重。
根据一种优选的实施方式，所述限位组件至少包括限位板、第一挡板和第二挡板，其中，所述限位板安装在所述减重机构支架的侧面；所述第一挡板和第二挡板按照能够限定构成所述减重系统负重端的所述减重模块的可活动位置的方式选择性地安装在所述限位板上；在患者施加的牵引力大于所述减重模块的重量时，所述第一挡板能够阻挡所述减重模块的移动距离；在患者解除与所述减重系统的连接或失重时，所述第二挡板能够支撑所述减重模块。
根据一种优选的实施方式，所述支撑机架限定的空间内部还设置有位置相对的两个传动组件，所述传动组件至少包括六杆机构、传动轴杆和输出轴杆，其中，所述六杆机构能够对所述传动轴杆传递的转动力进行运动状态调节并将调节后的转动力传输至所述输出轴杆，使得所述输出轴杆通过调节后的转动力带动脚踏板进行模拟人体步态轨迹的运动。
根据一种优选的实施方式，所述六杆机构由曲柄OA、三角形板ABD、三角形板O1CB、三角形杆EDF、连杆CE和传动杆OO1构成，其中，所述六杆机构的两个不动点O、O1分别与所述传动轴杆和交叉限位杆的端部连接；三角形板ABD由彼此呈一固定角度的杆AD和杆BD在D端一体连接组成，曲柄杆OA为驱动端，曲柄杆OA与三角形板ABD通过A端铰接；三角形板ABD的板体BD上还与三角形杆EDF、连杆CE的E端铰接；三角形板ABD与三角形板O1CB通过B端铰接；传动杆OO1的两端分别铰接曲柄OA和三角形板O1CB。
根据一种优选的实施方式，所述传动组件的驱动端连接有位于所述支撑机架外侧的驱动组件，所述驱动组件至少包括链传动机构、输出转轴和驱动电机55，相对设置在所述支撑机架外侧的两个所述链传动机构与不同的所述传动组件活动连接，且两个所述链传动机构安装在同一所述输出转轴上，使得受所述驱动电机驱动的输出转轴能够同步的带动两个相对设置的所述链传动机构进行运动。
根据一种优选的实施方式，所述链传动机构包括大链轮、小链轮和传动链，其中，所述大链轮与贯穿所述交叉限位杆的传动轴杆连接；所述小链轮套设在所述输出转轴上，所述小链轮通过传动链向所述大链轮传递驱动力。
本申请还提供一种下肢康复训练系统，至少包括用于支撑和安装训练执行机构的支撑机架，所述训练执行机构至少包括减重系统和限位组件，其中，所述减重系统能够为患者提供抵消患者自身至少部分重力的作用力的方式安装在所述支撑架体的底座上；在所述支撑机架限定患者活动空间的情况下，所述减重系统能够根据患者的人体测量学参数调节其工作位置及施加的作用力，使得患者在所述支撑机架上以存在设定足底压力的方式进行模拟人体步态轨迹的运动；所述限位组件设置于减重系统的减重机构支架上，所述限位组件可调节地限定所述减重系统与患者康复训练活动进行联动时的工作位置。其优势在于，减重系统通过调节其负重的大小而消减患者身体作用于腿部的支撑力需求，且能够进行多位置调节的减重系统能够满足身体存在前倾或后仰趋势的患者的减重作用力的需求，提高患者康复训练时的舒适性，减重系统能够与患者康复训练过程中，随人体在活动过程中的上下起伏而发生联动，能够更好地保持减重系统对患者施加的减重作用力的稳定性，使得患者在训练过程中，随其身体的位置变动始终受到一个数值相对稳定的减重作用力，保证了患者训练的安全性和协调性，有助于患者更好地完成康复训练。此外，限制减重系统活动范围的限位组件能够进一步保证患者在训练过程中的安全性。
根据一种优选的实施方式，所述减重系统至少包括减重机构支架、位置调节组件、滑轮组件、调节绳和减重模块，其中，所述位置调节组件和滑轮组件均安装在所述减重机构支架上，所述滑轮组件连接有能够传递减重作用力的调节绳；所述位置调节组件按照其能够带动所述滑轮组件的至少部分滑轮进行移动的方式调节所述调节绳在减重机构支架所限定的空间内的位置；所述减重模块与所述调节绳位于减重机构支架外部的一端连接；在所述滑轮组件完成对所述调节绳传递的减重作用力的方向调整时，所述减重模块能够跟随患者康复训练活动进行运动，使得患者在训练过程中通过其与所述减重模块的联动的方式调节其训练承重。
附图说明
图1是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的优选实施例的结构示意图；
图2是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的支撑机架的结构示意图；
图3是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的减重机构支架的结构示意图；
图4是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的六杆机构的结构示意图；
图5是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的滑轮的结构示意图；
图6是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的链传动机构的结构示意图；
图7是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的扶手机构的结构示意图；
图8是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的优化后的六杆机构三角板ABD的结构示意图；
图9是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的优化后的六杆机构三角板O1CB的结构示意图；
图10是本发明的一种下肢康复训练装置及系统的限位组件的结构示意图。
附图标记列表
1：支撑机架 2：减重系统 3：限位组件
4：传动组件 5：驱动组件 6：穿戴单元
7：脚踏板 11：机架主体 12：扶手机构
13：底座 14：调节脚蹄 15：防滑斜坡
111：第一支撑架 112：第二支撑架 113：第三支撑杆
114：交叉限位杆 21：减重机构支架 22：位置调节组件
23：滑轮组件 24：调节绳 25：减重模块
211：竖柱 212：横梁 221：导向单元
222：移动单元 231：第一滑轮 232：第二滑轮
233：第三滑轮 234：第四滑轮 241：第一调节绳
242：第二调节绳 251：第一减重模块 252：第二减重模块
31：限位板 32：第一挡板 33：第二挡板
41：六杆机构 42：传动轴杆 43：输出轴杆
51：链传动机构 52：输出转轴 53：限位安装块
54：联轴器 55：驱动电机 56：安装台
511：大链轮 512：小链轮 513：传动链
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
实施例1
本申请提供一种下肢康复训练装置，尤其是一种用于辅助下肢灵活性较低的老年人或者因脑卒中、脑损伤等疾病和意外事故而造成的下肢失能患者做出正常步态轨迹的下肢训练的辅助装置。下肢康复训练装置包括支撑机架1、减重系统2、限位组件3、传动组件4、驱动组件5、穿戴单元6和脚踏板7。
根据图1示出的一种具体实施方式，支撑机架1上安装有能够调节穿戴单元6位置的减重系统2。减重系统2能够在穿戴单元6穿戴在患者身体上时通过调节其负重的大小而消减患者身体作用于腿部的支撑力需求，使得通过减重系统2悬置在支撑机架1限定的空间内的穿戴单元6能够固定患者位置和高度并支撑患者上身重力。减重系统2设置在支撑机架1的顶部并能够在其顶部框架限定的平面内进行多角度平移，使得与减重系统2联动设置的穿戴单元6能够在支撑机架1限定的空间内进行多点位的移动。支撑机架1的侧面还安装有限定减重系统2远离穿戴单元6的端部在支撑机架1的侧面上下移动的范围的限位组件3。限位组件3能够限定减重系统2的负重端在竖直方向上的可活动高度。支撑机架1上还安装有能够带动脚踏板7以模拟人体步态行走轨迹进行定速活动的传动组件4。传动组件4的驱动端还连接有为其提供驱动力的驱动组件5。驱动组件5固定安装于支撑机架1的外侧，且同一驱动组件5能够同步地驱动连接患者左右脚部的两个脚踏板7进行人体步态轨迹运动的两个传动组件4进行相互配合的运动。驱动组件5的输出端将其提供的驱动力同时输送至两个传动组件4的驱动端，从而不同传动组件4的驱动端分别根据接收的驱动力而进行同一时间点运动状态不同的循环运动，从而通过传动组件的执行端控制两个脚踏板7进行相互协作的步态模拟运动。
优选地，支撑机架1包括机架主体11、扶手机构12和底座13。机架主体11和扶手机构12均安装在底座13上且扶手机构12位于机架主体11限定的空间内。如图2所示，机架主体11包括安装两个相对设置的传动组件4的第一支撑架111、第二支撑架112以及用于限位连接第一支撑架111与第二支撑架112的第三支撑杆113。第一支撑架111限定的平面与第二支撑架112限定的平面相互平行且两者之间设置有方便患者在进行康复活动时用于手部握持支撑的扶手机构12。第三支撑杆113的两端分别连接第一支撑架111与第二支撑架112远离底座13的架板侧边，使得第一支撑架111与第二支撑架112远离底座13的一端的间距为第三支撑杆113，并能够利用第三支撑杆113提高第一支撑架111与第二支撑架112支撑在底座13上的稳定性，使得相互组装构成的机架主体能够稳定的承载较大的重量并能够在运动过程中始终维持康复训练装置整体处于较好的稳定性。第一支撑架111、第二支撑架112和第三支撑杆113的组合式支撑结构的设置能够保证机架主体在驱动组件5与传动组件4组成的执行机构的重力作用下产生较大弯曲变形，增加结构稳定程度，保证执行机构运动时的稳定性。优选地，第一支撑架111与第二支撑架112的框架上还设置有用于保证驱动组件5的输出端与传动组件4的驱动端连接的稳定性的交叉限位杆114。位于机架主体11外侧的驱动组件5的输出端通过贯穿交叉限位杆114交叉部的传动轴杆42向位于机架主体11限定的空间内部的传动组件4传动驱动力。交叉限位杆114的设置能够方便于驱动组件5的输出端与传动组件4的驱动端稳定安装在机架主体11上的同时能够保证驱动力传输的稳定性，使得患者能够速度和驱动平和稳定的情况下进行康复训练，整个康复训练机构能够在运动过程中始终保持较高的稳定性，从而达到更好的训练效果。
优选地，底座13远离机架主体11的表面还设置有能够调节底座13的高度和平衡度的调节脚蹄14。调节脚蹄14定位设置在底座13板面的四个转角区域，使其能够任意调节底座的倾斜度，从而将底座13平稳放置于平整或非平整地面上。优选地，底座13采用“井”字结构，使得其上部支撑的多个机构框架能够在空间上前后质量与左右质量分配均匀，可起到防倾覆效果。优选地，在第一支撑架111、第二支撑架112和第三支撑杆113共同限定出一个三侧面遮挡的训练活动空间的情况下，训练活动空间的第四个侧面未设置有遮挡部分，方便患者进入到训练活动空间中进行由脚踏板7带动的康复训练。优选地，底座13与训练活动空间相对应的第四侧面还设置有防滑斜坡15。防滑斜坡15能够在患者从外部进入训练活动空间时防止患者腿脚踢到底座13的侧边而出现摔倒等意外情况。
优选地，减重系统2包括减重机构支架21、位置调节组件22、滑轮组件23、调节绳24和减重模块25。图3示出了减重机构支架21的一种优选结构形态。减重机构支架21由若干竖柱211和横梁212组装成型。多根横梁212相互连接构成减重机构支架21的顶部平面，且横梁212构成的平面上还连接有四个与该平面垂直的竖柱211。优选地，竖柱211将横梁212支撑在支撑机架1的上方。竖柱211远离横梁212的一端通过地脚可拆卸地安装在底座13上，使得支撑机架1限定的康复训练活动空间容纳于减重机构支架21限定的空间之内，搭配设置的四个用于支撑的竖柱211，空间上前后质量与左右质量分配均匀，可起到防倾覆效果。本申请采用四根铝型材质的杆体作为支撑的减重系统2的竖柱211，刚性好质量轻，能承受较大载荷，可实现各类人群减重。优选地，多个横梁212共用限定的顶部平面上安装有位置调节组件22，位置调节组件22通过滑轮组件23活动连接有调节绳24。滑轮组件23的滑轮的一种具体实施方式采用如图5所示的滑轮。调节绳24的两端分别连接有减重模块25和穿戴单元6，其中，调节绳24穿过横梁212所组成顶部平面的一端与悬置在减重机构支架21限定的空间内的穿戴单元6连接；调节绳24的另一端与位于减重机构支架21外部一侧的减重模块25连接；调节绳24的部分绳体绕过滑轮组件23并能够跟随滑轮组件23进行移动，从而调节其连接的穿戴单元内6的位置。滑轮组件23能够改变调节绳24的作用力方向与连接方向，滑轮组件23还能辅助调节绳24传递减重作用力。
优选地，位置调节组件22包括导向单元221和移动单元222，其中，移动单元222的两端分别卡接在相互平行的两个导向单元221的导轨内，从而移动单元222能够沿导向单元221轴线方向的轨道进行平移。优选地，移动单元222的轴线垂直于两个导向单元221的轴线，移动单元222上固定安装有能够跟随其进行平移的第一滑轮231和第二滑轮232，从而调节穿戴单元6的位置，使其能够满足身体存在前倾或后仰趋势的患者的减重作用力的需求，提高患者康复训练时的舒适性。优选地，横梁212上还固定安装有能够分别与第一滑轮231、第二滑轮232配合使用的第三滑轮233和第四滑轮234。连接穿戴单元6的第一调节绳241依次绕过第一滑轮231和第三滑轮233后与第一减重模块251连接；连接穿戴单元6的第二调节绳242依次绕过第二滑轮232和第四滑轮234后与第二减重模块252连接。优选地，调节绳24的长度能够根据实际需求进行调节，使得减重模块25始终能够在一定的范围内上下活动。优选地，第一调节绳241与第二调节绳242长度相同时，第一减重模块251能够按照与第二减重模块252相连接的方式组合形成稳定性更好的一体型减重模块25。
优选地，减重机构支架21上安装有限定减重模块25的活动范围的限位组件3。限位组件3可拆卸地安装于减重机构支架21的侧面，使得限位组件3能够根据减重系统2的负重端的实际使用位置和患者的人体测量学参数(升高、体重和体型等)而可调地设置安装高度和上下限位高度阈值的大小。限位组件3可设置在安装有第三滑轮233和第四滑轮234的横梁212下方。进一步优选地，限位组件3的限位板31被限定在该横梁212与位于该横梁212两端的两个竖柱211共同限定平面内。如图10所示，限位组件3还包括用于限制减重模块25的第一挡板32和第二挡板33，其中，第一挡板32为设置有方便调节绳24穿过其板面的凹槽。进一步优选地，第一挡板32可以设置为山形板体；第二挡板33可以为矩形板体。第一挡板32和第二挡板33的两侧设置有能够卡套在限位板31的板面边缘的凹型槽，使得第一挡板32和第二挡板33以垂直于限位板31板面的方式与限位板21连接。在第一挡板32和第二挡板33平移至设定位置时，通过调节贯穿凹型槽的定位螺栓实现第一挡板32和第二挡板33与限位板31之间的相互固定。使用时，辅助人员可以根据患者的实际体重调节减重模块25的重量，从而保证患者下肢训练过程中始终存在有一定数值的足底压力。另外根据患者的身高调整调节绳的长度和第一挡板32与第二挡板33之间的距离，使得患者在进行下肢康复训练时，减重块25能够始终跟随患者的运动而保持稳定的悬置状态或进行一定程度的上升/下降。优选地，当调节绳24未对减重模块25施加拉力时，第二挡板33直接承载减重模块25；当由于患者重力施加于调节绳24的作用力大于减重模块25的重量时，减重模块25的上升高度受上挡板32的限制，使得减重模块25仅能够在一定范围能上下移动，有效地提高了训练过程中的安全性，避免在患者失力或用力过大时造成意外损伤。
优选地，传动组件4包括轻量六杆机构41、传动轴杆42和输出轴杆43。如图4所示，六杆机构41由曲柄OA、三角形板ABD、三角形板O1CB、三角形杆EDF、连杆CE和传动杆OO1构成，其中，作为六杆机构41的两个不动点O、O1通过角接触球轴承、套筒分别与贯穿交叉限位杆114交叉部的传动轴杆42和交叉限位杆114的端部连接，并使用端盖和螺钉以达到轴向固定。优选地，三角形板ABD由彼此呈一固定角度的杆AD和杆BD在D端一体连接组成，曲柄杆OA为驱动端，曲柄杆OA与三角形板ABD通过A端铰接。三角形板ABD的板体BD上还与三角形杆EDF、连杆CE的E端铰接。三角形板ABD与三角形板O1CB通过B端铰接。传动杆OO1的两端分别铰接曲柄OA和三角形板O1CB。六杆机构41的O端通过与其固定连接且穿过支撑机架1的传动轴杆42与驱动组件5连接；六杆机构41的F端通过输出轴杆43与脚踏板7连接，从而实现驱动组件5通过传动组件4向脚踏板7传递运动，其中，传动组件4的六杆机构41按照其能够带动脚踏板7进行模拟人体步态运动的方式将驱动组件5输出的转动驱动力进行运动方式的调整并传输至脚踏板7。优选地，六杆机构41所涉及的所有铰接端点均通过同一连接件进行连接。
优选地，驱动组件5包括链传动机构51、输出转轴52、限位安装块53、联轴器54、驱动电机55和安装台56。优选地，链传动机构51设置于支撑机架1两侧外部且分别与贯穿第一支撑架111和第二支撑架112框架上的交叉限位杆114交叉部的传动轴杆42传动连接。两个链传动机构51远离传动轴杆42的一端与同一输出转轴52连接。输出转轴52通过至少两个限位安装块53安装在底座13上。优选地，输出转轴52远离限位安装块53的端部通过联轴器54与为其提供转动驱动力的驱动电机55连接。驱动电机55安装在能够调节其放置高度的安装台56上，使得其能够平稳地向输出转轴52提供驱动力。如图6所示，链传动机构51包括大链轮511、小链轮512以及传动链513。优选地，两个平行设置的链传动机构51的小链轮512穿设于输出转轴52上。贯穿第一支撑架111和第二支撑架112框架上的交叉限位杆114交叉部的传动轴杆42位于支撑机架1外侧的一端与大链轮511连接。本申请采用一个电机驱动位于人体两侧执行机构进行拟人步态轨迹运动，使得两个脚踏板7在相同结构但按照位置不同的两组传动组件4和驱动组件5的传动下带动患者下肢进行均匀运动速度的步态行走训练。
优选地，穿戴单元6的两侧至少连接有两根能够单独和/或协同调节的调节绳24，使得减重系统2能够根据患者实际的高度、平衡度以及左右活动力度的需求而为穿戴单元6两侧的调节绳24提供大小不同的提拉减重作用力。尤其是针对患者本身存在身体缺陷如跛脚、高低腿、单侧肢体失觉等进行针对性调节，使得拉扯穿戴单元6的第一调节绳241和第二调节绳242对穿戴单元6施加的力和延展长度进行有差异地调节。
实施例2
本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。
如图7所示，扶手机构12可拆卸地安装在底座13上，且两个扶手机构12分别位于脚踏7的两侧，从而在为患者提供用于握持的支撑作用点的同时能够限制人体左右摇晃的范围，避免患者穿着的下衣缠绕在传动组件4上，大大调高康复训练装置的使用安全性。优选地，扶手机构12能够设置多个调节限位结构，使得扶手高度可以根据实际需求进行调节，高度可调的扶手机构12可保证患者使用的便利性，适合向大众推广。例如扶手机构12的扶手支撑杆上1.20m、1.13m、1.06m高度处，分别设有三个通孔，通过螺纹连接固定在扶手杆上。在康复训练时，患者可根据自身高度，将扶手杆固定到特定高度处的孔中，使康复机构更为贴合不同患者的情况。
在一个具体的实施方式中，大链轮511直径为525.73mm，小链轮512直径为186.54mm。支撑机架1的高度为1.6m，支撑机架1的宽度为1.66m。扶手机构12离地面高度最大为1.3m，最小为1.16m。减重系统2的机构支架21的高度为2.4m，机构支架21的宽度为1.245m。减重系统顶部两横梁212之间距离为0.75m和1.05m。两个扶手机构12之间间距为0.6m，两个六杆机构41最外侧之间间距为1m。如图8-9所示，优化后的六杆机构41部分尺寸为：三角板ABD板厚为13.20mm，切除边(平行于BD)到BD的距离a为20.34mm，切除边(平行于AD)到AD的距离b为22.52mm。三角板O1CB板厚为10.82mm，边MK(平行于CO1)到最外侧宽度d为58.34mm,MK边长f为131.72,MN边长g为388.95mm，MK边与MN边夹角θ为84.39°。相比于未优化前六杆机构，优化后的六杆机构41在三角形板ABD、O1CB处进行轻量化设计，在保证强度的条件下，最大程度减少材料使用，以减小六杆机构运动过程中的惯性影响，使轨迹复现更加精准。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种下肢康复训练装置，至少包括用于支撑和安装训练执行机构的支撑机架(1)，其特征在于，所述训练执行机构至少包括减重系统(2)和限位组件(3)，其中，所述减重系统(2)能够为患者提供抵消患者自身至少部分重力的作用力的方式安装在所述支撑架体(1)的底座(13)上；
在所述支撑机架(1)限定患者活动空间的情况下，所述减重系统(2)能够根据患者的人体测量学参数调节其工作位置及施加的作用力，使得患者在所述支撑机架(1)上以存在设定足底压力的方式进行模拟人体步态轨迹的运动；
所述限位组件(3)设置于减重系统(2)的减重机构支架(21)上，所述限位组件(3)可调节地限定所述减重系统(2)与患者康复训练运动进行联动时的工作位置。
2.如权利要求1所述的下肢康复训练装置，其特征在于，所述减重系统(2)至少包括减重机构支架(21)、位置调节组件(22)、滑轮组件(23)和调节绳(24)，其中，
所述位置调节组件(22)和滑轮组件(23)均安装在所述减重机构支架(21)上，所述滑轮组件(23)连接有能够传递减重作用力的调节绳(24)；
所述位置调节组件(22)按照其能够带动所述滑轮组件(23)的至少部分滑轮进行移动的方式调节所述调节绳(24)在减重机构支架(21)所限定的空间内的位置。
3.如权利要求2所述的下肢康复训练装置，其特征在于，所述减重系统(2)还包括提供减重作用力的减重模块(25)，所述减重模块(25)与所述调节绳(24)位于减重机构支架(21)外部的一端连接；在所述滑轮组件(23)完成对所述调节绳(24)传递的减重作用力的方向调整时，所述减重模块(25)能够跟随患者康复训练活动进行运动，使得患者在训练过程中通过其与所述减重模块(25)的联动的方式调节其训练承重。
4.如权利要求3所述的下肢康复训练装置，其特征在于，所述限位组件(3)至少包括限位板(31)、第一挡板(32)和第二挡板(33)，其中，所述限位板(31)安装在所述减重机构支架(21)的侧面；所述第一挡板(32)和第二挡板(33)按照能够限定构成所述减重系统(2)负重端的所述减重模块(25)的可活动位置的方式选择性地安装在所述限位板(31)上；
在患者施加的牵引力大于所述减重模块(25)的重量时，所述第一挡板(32)能够阻挡所述减重模块(25)的移动距离；在患者解除与所述减重系统(2)的连接或失重时，所述第二挡板(33)能够支撑所述减重模块(25)。
5.如权利要求1所述的下肢康复训练装置，其特征在于，所述支撑机架(1)限定的空间内部还设置有位置相对的两个传动组件(4)，所述传动组件(4)至少包括六杆机构(41)、传动轴杆(42)和输出轴杆(43)，其中，
所述六杆机构(41)能够对所述传动轴杆(42)传递的转动力进行运动状态调节并将调节后的转动力传输至所述输出轴杆(43)，使得所述输出轴杆(43)通过调节后的转动力带动脚踏板(7)进行模拟人体步态轨迹的运动。
6.如前述权利要求之一所述的下肢康复训练装置，其特征在于，所述六杆机构(41)由曲柄OA、三角形板ABD、三角形板O1CB、三角形杆EDF、连杆CE和传动杆OO1构成，其中，
所述六杆机构(41)的两个不动点O、O1分别与所述传动轴杆(42)和交叉限位杆(114)的端部连接；三角形板ABD由彼此呈一固定角度的杆AD和杆BD在D端一体连接组成，曲柄杆OA为驱动端，曲柄杆OA与三角形板ABD通过A端铰接；三角形板ABD的板体BD上还与三角形杆EDF、连杆CE的E端铰接；三角形板ABD与三角形板O1CB通过B端铰接；传动杆OO1的两端分别铰接曲柄OA和三角形板O1CB。
7.如前述权利要求之一所述的下肢康复训练装置，其特征在于，所述传动组件(4)的驱动端连接有位于所述支撑机架(1)外侧的驱动组件(5)，所述驱动组件(5)至少包括链传动机构(51)、输出转轴(52)和驱动电机55，相对设置在所述支撑机架(1)外侧的两个所述链传动机构(51)与不同的所述传动组件(4)活动连接，且两个所述链传动机构(51)安装在同一所述输出转轴(52)上，使得受所述驱动电机(55)驱动的输出转轴(52)能够同步的带动两个相对设置的所述链传动机构(51)进行运动。
8.如前述权利要求之一所述的下肢康复训练装置，其特征在于，所述链传动机构(51)包括大链轮(511)、小链轮(512)和传动链(513)，其中，
所述大链轮(511)与贯穿所述交叉限位杆(114)的传动轴杆(42)连接；
所述小链轮(512)套设在所述输出转轴(52)上，所述小链轮(512)通过传动链(513)向所述大链轮(511)传递驱动力。
9.一种下肢康复训练系统，其特征在于，至少包括用于支撑和安装训练执行机构的支撑机架(1)，所述训练执行机构至少包括减重系统(2)和限位组件(3)，其中，所述减重系统(2)能够为患者提供抵消患者自身至少部分重力的作用力的方式安装在所述支撑架体(1)的底座(13)上；
在所述支撑机架(1)限定患者活动空间的情况下，所述减重系统(2)能够根据患者的人体测量学参数调节其工作位置及施加的作用力，使得患者在所述支撑机架(1)上以存在设定足底压力的方式进行模拟人体步态轨迹的运动；
所述限位组件(3)设置于减重系统(2)的减重机构支架(21)上，所述限位组件(3)可调节地限定所述减重系统(2)与患者康复训练活动进行联动时的工作位置。
10.如权利要求9所述的下肢康复训练系统，其特征在于，所述减重系统(2)至少包括减重机构支架(21)、位置调节组件(22)、滑轮组件(23)、调节绳(24)和减重模块(25)，其中，
所述位置调节组件(22)和滑轮组件(23)均安装在所述减重机构支架(21)上，所述滑轮组件(23)连接有能够传递减重作用力的调节绳(24)；
所述位置调节组件(21)按照其能够带动所述滑轮组件(23)的至少部分滑轮进行移动的方式调节所述调节绳(24)在减重机构支架(21)所限定的空间内的位置；
所述减重模块(25)与所述调节绳(24)位于减重机构支架(21)外部的一端连接；在所述滑轮组件(23)完成对所述调节绳(24)传递的减重作用力的方向调整时，所述减重模块(25)能够跟随患者康复训练活动进行运动，使得患者在训练过程中通过其与所述减重模块(25)的联动的方式调节其训练承重。
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2021
- 2021-06-09 CN CN202110650566.9A patent/CN113367937B/zh active Active
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