CN113457073A - 一种可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板 - Google Patents

Abstract

一种可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板，包括水平底座和设置在水平底座上的运动平板本体，在水平底座上设有用于驱动运动平板本体的主动轴转动的第一驱动装置，运动平板本体长度方向的后端铰连在水平底座上，前端与水平底座之间设有第二驱动装置，第二驱动装置用于驱动运动平板本体转动以调节运动平板本体的坡度，在第一驱动装置和第二驱动装置之间还设有自匹配装置。本发明不仅可实现不下机状态下的坡度自动调整，而且运动平板的速度和坡度调节能够自动匹配，避免人工调节带来的不同步偏差，进而提高心电图运动负荷试验的准确程度。

Description

一种可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板

本发明专利申请是申请号为2020111324230的分案申请，原申请的申请日为2020年10月21日，发明创造名称为：一种心电图运动负荷试验专用运动平板。

技术领域

本发明涉及医疗器材领域，具体的说是一种可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板。

背景技术

心电图运动负荷试验是通过运动增加心脏负荷而诱发心肌缺血，从而出现缺血性心电图改变的试验方法，目前采用最多的是运动平板试验。在运动平板试验中，让受试者在运动平板上行走，并按照预定设计的运动方案在间隔特定的时间后提高运动平板的坡度和速度。健康人在该试验中，冠脉血流量增加3-5 倍，无心机缺血表现；冠心病患者在运动中随着心机耗氧量的增加，出现失代偿及缺血性ST-T改变。故心电图运动负荷试验是现有临床上用于诊断筛查冠心病的科学有效的试验方法。

现有技术中，用于实施心电图运动负荷试验的运动平板通常为普通跑步机，其虽然具有自动调速功能，但是坡度调节仍需要由定位孔和插销结构进行人工调节定位，并在人工调节过程中需要受试者下机进行，影响心电图运送负荷试验的完整性和连续性，容易对试验结果造成偏差，进而影响疾病诊断。随着对于心电图运动负荷试验准确性要求的提高和技术的发展，现有技术中出现了通过油缸、气缸等机构驱动进行不下机的坡度自动调节的运动平板，但是其坡度调节和速度调节需分别进行，不能联动或自动匹配，使得心电图运动负荷试验过程中仍需医护人员手动调节，并容易因医护人员的操作习惯和熟练程度影响而产生误差。

发明内容

本发明旨在提供一种可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板，不仅可实现不下机状态下的坡度自动调整，而且运动平板的速度和坡度调节能够自动匹配，避免人工调节带来的不同步偏差，进而提高心电图运动负荷试验的准确程度。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板，包括水平底座和设置在水平底座上的运动平板本体，在水平底座上设有用于驱动运动平板本体的主动轴转动的第一驱动装置，运动平板本体长度方向的后端铰连在水平底座上，前端与水平底座之间设有第二驱动装置，第二驱动装置用于驱动运动平板本体转动以调节运动平板本体的坡度，在第一驱动装置和第二驱动装置之间还设有自匹配装置，自匹配装置用于根据第二驱动装置控制的运动平板本体的坡度自动调节第一驱动装置的输出转速以调节运动平板本体的速度，或自匹配装置用于根据第一驱动装置控制的运动平板本体的速度自动调节第二驱动装置以调节运动平板本体的坡度。

优选的，第一驱动装置包括固定在水平底座上的第一电机和与第一电机输出轴相连的齿轮箱，齿轮箱中具有变速输出轴，变速输出轴与运动平板本体的主动轴传动连接；

第二驱动装置包括固定在水平底座上的第二电机、传动连接在第二电机输出轴上的第一丝杠以及转动设置在运动平板本体前端位置并与第一丝杠配合安装的第一丝母；第二电机具有控制器，以通过控制器使第二电机间隔启动；第二电机输出轴传动连接在蜗轮蜗杆减速机的蜗杆上，蜗轮蜗杆减速机具有贯穿蜗轮蜗杆减速机分布的蜗轮轴，蜗轮轴沿竖直方向分布，蜗轮轴的上端与第一丝杠连接，蜗轮轴的下端与所述自匹配装置相连；

自匹配装置包括第二丝杠和滑杆；第二丝杠转动设置在水平底座上并沿运动平板本体的宽度方向分布，且第二丝杠通过锥齿轮组与蜗轮轴的下端传动连接，以由蜗轮蜗杆减速机驱动第二丝杠转动，在第二丝杠上配合安装有第二丝母，第二丝母可随第二丝杠的转动而沿第二丝杠的轴向方向滑动；滑杆固定在水平底座上并平行于第二丝杠分布，在滑杆上间隔设有多根相互平行分布的拨杆，拨杆的中部均设有与滑杆滑动配合的滑孔，在滑杆上对应任一拨杆的同侧位置均固定设有弹簧座板，在滑杆上位于弹簧座板和对应的拨杆之间均设有第一复位弹簧，第一复位弹簧的一端与弹簧座板固定，另一端与对应的拨杆固定，拨杆指向第二丝杠的一端为拨动部，另一端穿入齿轮箱中并形成与第一驱动装置配合的从动部，拨动部可由沿第二丝杠滑动的第二丝母的拨动配合而驱动拨杆克服第一复位弹簧的拉力并沿滑杆滑动，在拨杆的拨动部位置开设有盲孔，盲孔内设有滑柄，滑柄的内端与盲孔的孔底之间设有第二复位弹簧，滑柄的外端伸出盲孔外部并用于与第二丝母顶触配合，且滑柄的外端形状为双面楔形。

优选的，第一驱动装置中的第一电机的输出轴和变速输出轴均沿运动平板本体的宽度方向并水平分布，在第一电机输出轴位于齿轮箱中的部分间隔设有多个第一主动齿轮，多个第一主动齿轮的轮径沿第一电机输出轴的轴向方向渐变，在变速输出轴上位于齿轮箱中的部分设有与第一主动齿轮一一对应啮合的多个第一变速齿轮，所有第一变速齿轮均转动设置在变速输出轴上，在变速输出轴上位于任一第一变速齿轮的同侧位置均滑动设有齿套，齿套的内周与变速输出轴之间通过平键滑动配合，齿套上朝向对应的第一变速齿轮的端部设有可与对应的第一变速齿轮轴端方向上设置的从动啮合齿啮合配合的主动啮合齿，齿套的外周与对应位置的拨杆上的从动部转动配合，并可由拨杆推动对应齿套沿变速输出轴朝向对应的第一变速齿轮方向滑动。

优选的，第一驱动装置中的第一电机的输出轴和变速输出轴均沿运动平板本体的宽度方向并水平分布，在第一电机输出轴位于齿轮箱中的部分间隔设有多个第二主动齿轮，多个第二主动齿轮的轮径沿第一电机输出轴的轴向方向渐变，在变速输出轴上位于齿轮箱中的部分设有与第二主动齿轮数量相同的多个第二变速齿轮，所有第二变速齿轮均通过平键滑动配合在变速输出轴上，且任一第二变速齿轮均可沿变速输出轴滑动至与一个第二主动齿轮啮合连接的位置，在所有第二变速齿轮同向的端部位置均固定连接有拨块，拨块外周与拨杆的从动部转动配合；在变速输出轴上位于拨杆相背于对应的第一复位弹簧的一侧均设有挡板，拨杆滑动至与挡板接触配合后使对应的第二变速齿轮和第一主动齿轮完全啮合。

优选的，第二驱动装置包括固定在水平底座上的第二电机和传动连接在第二电机输出轴上的第一丝杠，第一丝杠沿竖直方向分布，在运动平板本体的前端位置转动设有与第一丝杠配合安装的第一丝母，第二电机具有控制器，通过控制器使第二电机可间隔启动；第一驱动装置包括固定在水平底座上的第一电机和与第一电机输出轴相连的齿轮箱，齿轮箱中具有变速输出轴，变速输出轴与运动平板本体的主动轴传动连接；

第一驱动装置中的第一电机的输出轴和变速输出轴均沿竖直方向分布；在第一电机的输出轴位于齿轮箱中的部分均匀间隔设有多个第三主动齿轮，多个第三主动齿轮的轮径沿由上至下的方向依次增大，在变速输出轴上位于齿轮箱中的部分设有与第三主动齿轮数量相同的多个第三变速齿轮，所有第三变速齿轮的轮径沿由上至下的方向依次减小，第三变速齿轮均固定在一个滑动套设于变速输出轴上的套筒上，套筒与变速输出轴通过平键配合，且相邻两个第三变速齿轮之间的间距沿由上至下的方向依次增大，以使套筒沿变速输出轴向上滑动过程中，所有第三变速齿轮可逐一与对应的第三主动齿轮啮合连接；

自匹配装置包括配合安装在第一丝杠上的第三丝母，第三丝母上固定设有连杆，连杆远离第三丝母的端部与套筒转动配合。

优选的，第二驱动装置包括固定在水平底座上的第二电机和传动连接在第二电机输出轴上的第一丝杠，第一丝杠沿竖直方向分布，在运动平板本体的前端位置转动设有与第一丝杠配合安装的第一丝母，第二电机具有控制器，通过控制器使第二电机可间隔启动；

第一驱动装置包括固定在水平底座上的第一电机、固定在水平底座上的齿轮箱以及可升降设置在齿轮箱中的齿轮架；第一电机输出轴沿运动平板本体的宽度方向水平分布，在第一电机输出轴上位于齿轮箱中的部分间隔设有多个第四主动齿轮，多个第四主动齿轮的轮径各不相同；齿轮架为框架结构并滑动套设在垂直固定于水平底座上的导向柱上，在齿轮架上设有平行于第一电机输出轴分布的多根中间轴和一根变速输出轴，变速输出轴与运动平板本体的主动轴传动连接，多根中间轴沿竖向排布，任一中间轴上均设有一个第四变速齿轮，任一第四变速齿轮均可在齿轮架沿导向柱升降过程中与多个第四主动齿轮中的其中一个啮合连接，在任一中间轴和变速输出轴之间还设有离合连接机构，离合连接机构用于控制第四变速齿轮与第四主动齿轮啮合状态下的对应中间轴与变速输出轴传动连接；

离合连接机构包括设置在变速输出轴上的一体带轮、设置在中间轴上的分体带轮、连接在一体带轮和分体带轮之间的传动带以及用于控制分体带轮与传动带连接状态的离合元件；分体带轮包括固定在中间轴上的定半轮和滑动设置在中间轴上的动半轮，定半轮和动半轮的相对侧均设有半槽，两个半槽共同合围出供传动带连接配合的带槽，定半轮和动半轮之间通过分离弹簧保持分离状态，在动半轮相背于定半轮的一侧固定设有滑动配合在中间轴上的滑套，滑套相背于动半轮的一端穿设在齿轮架的外部；离合元件为固定在水平底座上并对应第一电机输出轴高度位置的凸块，凸块与滑套远离动半轮的端部配合；

自匹配装置为配合安装在第一丝杠上的第四丝母，第四丝母通过连接杆与齿轮架固定连接。

优选的，第一驱动装置包括第三电机，第三电机输出轴与运动平板本体的主动轴传动连接，第三电机具有控制器，通过控制器使第三电机可间隔增速输出；第二驱动装置包括第四电机、连接在第四电机输出轴上的第三丝杠以及配合安装在第三丝杠上的第五丝母，第五丝母转动配合在运动平板本体的前端；自匹配装置包括用于检测第三电机输出轴或运动平板本体的主动轴转速的速度传感器，速度传感器的信号输出端连接在单片机上，单片机的信号输出端连接在第四电机上，且单片机中具有可根据速度传感器的输出信号调整第四电机输出的控制程序。

优选的，变速输出轴通过链轮结构与运动平板本体的主动轴传动连接，在水平底座上设有用于张紧链轮结构中的传动链条的张紧器。

由于采用了以上技术方案，使得本发明具有以下有益效果：

首先，本发明中的运动平板本体后端铰连在水平底座上，前端由设置在水平底座上的第二驱动装置驱动升降，从而改变运动平板本体的坡度。在坡度调节过程中不仅速度较快，且受试者不用下机，从而保持了心电图运动负荷试验的连续性。优选的实施方式中，第二驱动装置中的第二电机设有控制器，并可由该控制器实现第二电机间隔特定时间后的特定转动周数行程的输出，从而使运动平板本体的坡度调节能够自动进行，不依赖于医护人员的主观调节操作，大大提高了调节的准确性，以提高运动负荷试验的准确性。

其次，本发明中的用于调节坡度的第二驱动装置和用于调节运动平板本体转速的第一驱动装置之间还设有自匹配装置，自匹配装置可由第一驱动装置的输出状态自动调整第二驱动装置的输出状态，或由第二驱动装置的输出状态自动调整第一驱动装置的输出状态，使得运动平板本体的速度和坡度自动匹配于运动负荷试验的设计方案，进一步避免试验中产生的速度坡度不相符所导致的试验误差，确保试验的准确性。

最后，在本发明的优选实施方式中第一驱动装置和第二驱动装置中仅有一个通过控制器程序间隔启动以调节运动平板本体的速度或坡度，另一个根据其间隔启动效果自动调节坡度或速度。此种设置方式一方面降低了本发明对于控制器程序的设计要求，避免控制程序之间相互冲突或干涉；另一方面则降低了本发明在后期校正过程中的矫正调试难度，使得维护人员可仅对第一驱动装置控制调节的运动平板本体的转速进行矫正，并对第二驱动装置控制调节的运动平板本体的坡度进行矫正，而不必考虑控制程序的矫正和各项参数的更改替换，避免了通过一个控制器同时控制第一驱动装置和第二驱动装置在矫正过程中容易出现的反复修订设计参数的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视结构示意图；

图2为图1中的运动平板本体的前端部分的俯视结构示意图；

图3为图1中A-A向剖视图；

图4为图3中B-B向剖视图；

图5-7为实施例1中的第二丝母与拨杆之间的配合关系示意图；

图8为本发明实施例2中的剖视结构示意图；

图9为本发明实施例3的结构示意图；

图10为图9中的齿轮箱部分的剖视结构示意图；

图11为图9中的第二电机驱动第三丝母上移后的状态示意图；

图12为本发明实施例4的结构示意图；

图13为实施例4中齿轮箱部分的剖视结构示意图；

图14为图13中C-C向剖视图；

图15为图14中D-D向剖视图；

图16为图15中的分体带轮部分分离后的装填示意图；

图17-18为实施例4中的分体带轮与凸块之间的配合关系示意图；

图19为本发明实施例5的结构示意图；

图中标记：1、运动平板本体，2、齿轮箱，3、主动轴，4、第一丝杠，5、蜗轮轴，6、蜗轮蜗杆减速机，7、蜗杆，8、第二电机，9、锥齿轮组，10、第二丝杠，11、拨杆，1101、从动部，1102、拨动部，12、滑杆，13、变速输出轴， 14、第一电机，15、水平底座，16、第一主动齿轮，17、第一变速齿轮，18、从动啮合齿，19、齿套，20、第一复位弹簧，21、弹簧座板，22、第二丝母，23、第二复位弹簧，24、滑柄，25、槽口，26、第一丝母，27、转轴，28、滚珠轴承， 29、主动啮合齿，30、第二主动齿轮，31、第二变速齿轮，32、拨块，33、挡板， 34、连杆，35、第三主动齿轮，36、第三变速齿轮，37、套筒，38、第三丝母， 39、连接杆，40、第四丝母，41、第四主动齿轮，42、齿轮架，43、传动轴承， 44、中间轴，45、第四变速齿轮，46、导向柱，47、分离弹簧，48、带槽，49、凸块，50、滑套，51、传动带，52、一体带轮，53、分体带轮，5301、动半轮， 5302、定半轮，54、第三丝杠，55、第四电机，56、第三电机，57、速度传感器， 58、单片机。

具体实施方式

如图1、9、12、19所示，本发明的可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板的主体结构为水平底座15和设置在水平底座15上的运动平板本体1。运动平板本体1与现有技术中的跑步机或其它运动平板结构相似，均包括一根主动轴3、若干根平行分布的从动轴以及套设在主动轴3和从动轴外部的跑步带，通过第一驱动装置带动主动轴3转动，由主动轴3的转动带动从动轴及跑步带运动，供受试者于跑步带上在特定的转速下行走测试。本发明中的运动平板本体1的后端铰连在水平底座15上，前端与水平底座15之间设有第二驱动装置。第二驱动装置可驱动运动平板本体1以其与水平底座15之间的铰连点为中心转动，继而调整运动平板本体1的坡度。

为配合心电图运动负荷试验，便于心电图运动负荷试验中运动平板本体 1的坡度和速度的自动化联动调整，避免人工调节导致的误差，本发明中的第一驱动装置和第二驱动装置之间设有自匹配装置。自匹配装置用于根据第二驱动装置控制的运动平板本体1的坡度自动调节第一驱动装置的输出转速以调节运动平板本体1的速度，或自匹配装置用于根据第一驱动装置控制的运动平板本体1 的速度自动调节第二驱动装置以调节运动平板本体1的坡度，从而达到运动平板本体1的坡度和速度的关联互动。以下通过5个实施例对本申请的第一驱动装置、第二驱动装置、自匹配装置以及对应技术方案的实施过程进行详细说明。其中的前四个实施例中均由运动平板本体1的坡度自动调节运动平板本体1的转速，最后一个实施例由运动平板本体1的转速对于运动平板本体1的坡度进行调节。

实施例1

如图1所示，本实施例中的一种可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板的第二驱动装置为固定在水平底座15前端位置的第二电机8和传动连接在第二电机8输出轴上的第一丝杠4。第二电机8输出轴沿运动平板本体 1的宽度方向并水平分布。第二电机8的输出轴与一个蜗轮蜗杆减速机6的蜗杆 7连接，蜗轮蜗杆减速机6的蜗轮轴5沿竖直方向分布，且蜗轮蜗杆减速机6的蜗轮轴5沿竖直方向贯穿蜗轮蜗杆减速机6的壳体分布。蜗轮轴5的上端与所述第一丝杠4传动连接，第一丝杠4同样沿竖直方向分布，以由第二电机8经蜗轮蜗杆减速机6驱动第一丝杠4正反向回转。如图2所示，在运动平板本体1的前端位置开设有槽口25，槽口25内两侧的侧壁上分别设有轴孔，轴孔内各自转动设有转轴27，两个转轴27均固定连接在一个第一丝母26上，第一丝母26与第一丝杠4配合安装，即通过第一丝杠4的正反向转动驱动第一丝母26连同运动平板本体1的前端作升降运动，进而调整运动平板本体1的坡度。

本实施例中的第二电机8的控制电路连接有控制器，以通过控制器使第二电机8间隔启动。以实施心电图运动负荷试验的常用布鲁斯方案为例(该方案实施过程中以三分钟为节点，每隔三分钟均提高运动平板的转速和坡度)，第二电机8控制器在启动后，每间隔三分钟即驱动第二电机8输出轴同向转动一定的角度，使第一丝母26带动运动平板本体1的前端上升一定的高度，即间隔三分钟增加运动平板本体1的坡度。同时，在运动平板本体1的坡度增加后，由自匹配装置自动将第一驱动装置的输出转速调整为与调整后的坡度相适应。

仍如图1所示，第一驱动装置为固定在水平底座15前部位置的第一电机 14和齿轮箱2。第一电机14为不具备调速功能的电机减速器总成，其输出轴平行于第二电机8分布。齿轮箱2中具有与第一电机14输出轴相连的变速输出轴 13，该变速输出轴13的一端穿设出齿轮箱2外部并连接有带轮或链轮，以通过皮带轮或链轮结构与主动轴3传动连接。由于运动平板本体1在坡度调整过程中主动轴3的高度产生变化，故为了使变速输出轴13的动力能够持续输送至主动轴3，本实施例在底座上设有多个用于张紧传动链条/带的张紧器。张紧器具有弹性元件，可持续适应主动轴3和变速输出轴13之间的位置变化并确保传动链条/带的张紧状态。该张紧器为常规的带链传动技术，本说明书中不再进行赘述。

结合图1及图3所示，本实施例中的自匹配装置主要包括第二丝杠10 和滑杆12。第二丝杠10和滑杆12均沿运动平板本体1的宽度方向水平分布并依次设置于水平底座15上位于齿轮箱2和第二电机8之间的位置。其中的第二丝杠10转动设置在水平底座15上，且第二丝杠10通过锥齿轮组9与蜗轮轴5 的下端传动连接，以由第二电机8经蜗轮蜗杆减速机6驱动第二丝杠10转动。在第二丝杠10上配合安装有第二丝母22，第二丝母22的底部滑动插设在开设于水平底座15上的滑槽内，从而使第二丝母22可随第二丝杠10的转动而沿第二丝杠10的轴向方向滑动。滑杆12固定在水平底座15上，在滑杆12上间隔设有多根相互平行分布的拨杆11，任一拨杆11均沿运动平板本体1的长度方向水平分布。在拨杆11的中部均设有与滑杆12滑动配合的滑孔，在滑杆12上对应任一拨杆11的同侧位置(即图3中的下方)均固定设有弹簧座板21。在滑杆12 上位于弹簧座板21和对应的拨杆11之间均设有第一复位弹簧20，第一复位弹簧20的一端与弹簧座板21固定，另一端与对应的拨杆11固定，通过第一复位弹簧20将拨杆11维持在如图3所示的状态。

拨杆11指向第二丝杠10的一端为拨动部1102，另一端穿入齿轮箱2中并形成与第一驱动装置配合的从动部1101(在齿轮箱2的侧壁上设有与拨杆11 的滑动行程行相对应的条形孔)。拨动部1102可由沿第二丝杠10滑动的第二丝母22的拨动配合而驱动拨杆11克服第一复位弹簧20的拉力从而沿滑杆12滑动。如图5所示，在拨杆11的拨动部1102位置开设有盲孔，盲孔内设有滑柄24，滑柄24的内端与盲孔的孔底之间设有第二复位弹簧23，滑柄24的外端伸出盲孔外部并用于与第二丝母22顶触配合，且滑柄24的外端形状为双面楔形，第二丝母22朝向滑柄24的一侧形状同样为双面楔形。

仍结合图1及3所示，本实施例中的第一驱动装置中的第一电机14的输出轴和变速输出轴13均沿运动平板本体1的宽度方向并水平分布。在第一电机 14输出轴位于齿轮箱2中的部分间隔设有七个第一主动齿轮16，七个第一主动齿轮16的轮径沿图3中由上至下(图1中由后至前)的方向逐渐减小。在变速输出轴13上位于齿轮箱2中的部分设有与第一主动齿轮16一一对应啮合的多七个第一变速齿轮17，第一主动齿轮16和第一变速齿轮17一一成组啮合，与心电图运动负荷试验常用实施方案中的七个阶段的速度相对应。所有第一变速齿轮 17均通过轴承转动设置在变速输出轴13上，在变速输出轴13上位于任一第一变速齿轮17的同侧位置均滑动设有齿套19。齿套19的内周与变速输出轴13之间通过平键滑动配合，如图4所示的在齿套19上朝向对应的第一变速齿轮17 的端部设有可与对应的第一变速齿轮17轴端方向上设置的从动啮合齿18啮合配合的主动啮合齿29；齿套19的外周与对应位置的拨杆11上的从动部1101通过滚珠轴承28转动配合(滚珠轴承28的外圈与从动部1101固连，内圈与齿套19 的外周固连)，从而可由拨杆11推动对应齿套19沿变速输出轴13朝向对应的第一变速齿轮17方向滑动。

本实施例的实施过程如下：

在心电图运动负荷试验开始前，受试者站立于运动平板本体1上并握持扶手杆。此时的运动平板本体1呈图1所示的水平状态。

受试者准备好后即启动第二电机8和第一电机14同时开始转动。在第一电机14转动过程中，其输出轴上的所有第一主动齿轮16同步转动，带动所有第一变速齿轮17同步转动。此时由于变速输出轴13上的所有拨杆11均位于图3 所示状态，位于图3中最下方的拨杆11(图1中最外侧拨杆11)的拨动部1102 和第二丝母22之间处于如图5所示的分离状态，从而使所有齿套19均未与对应的第一变速齿轮17啮合，所有第一变速齿轮17均在变速输出轴13上空转，进而使第一电机14输出轴产生的动力不能经变速输出轴13传递至运动平板本体1 上，运动平板本体1不产生转动。在第二电机8转动过程中，经蜗轮蜗杆减速机 6同步驱动第一丝杠4和第二丝杠10转动。第一丝杠4转动后与第一丝母26配合，由第一丝母26的向上运动形成对于运动平板本体1前端向上的推力，推动运动平板本体1的前端上升直至使运动平板本体1呈10°倾斜状态。在运动平板本体1由水平至倾斜的过程中，在第二丝杠10转动作用下，第二丝母22沿图 3中由下至上(图1中由前至后)的方向滑动，至如图6所示与滑柄24的外端相触。此时随着第二丝杠10的持续转动，第二丝母22即通过摩擦力推动滑柄 24连同拨杆11在图6所示状态下一同上移。随着拨杆11的上移，拨杆11的从动部1101也一同上移，并克服第一复位弹簧20的拉力而将最下方的齿套19推动至齿套19上的主动啮合齿29与最下方的一个第一变速齿轮17上的从动啮合齿18相啮合。此时第二电机8在自身控制器控制下停止转动输出，运动平板本体1保持10°倾斜状态，第一电机14的动力依次经图3中最下方的第一主动齿轮16、最下方的第一变速齿轮17以及最下方的齿套19后传递至变速输出轴13上，最后由变速输出轴13经链轮结构或带轮机构将动力传递至运动平板本体1 的主动轴3上。由于此时由第一电机14输出轴上的小轮带动变速输出轴13上的大轮转动，故第一驱动装置输出最小转速，供受试者在坡度为10°的运动平板本体1上进行速度最慢速(2.7km/h)的行走测试，即布鲁斯方案中的第一阶段。

三分钟后，第二电机8在自身控制器的控制作用下再次启动并转动一定的角度，该转动角度一方面经第一丝杠4和第一丝母26的配合使运动平板本体 1的前端再次抬升一定的高度，从而使运动平板本体1的坡度由10°升至12°；另一方面，使第二丝母22继续沿变速输出轴13在图3中向上运动。在第二丝母 22的持续运动中，由于位于最下方的第一变速齿轮17对于最下方一个齿套19 的阻挡作用，使得最下方的齿套19不能继续上移，从而导致最下方一根拨杆11 不能上移，进而使得最下方一根拨杆11的拨动部1102和第二丝母22之间产生如图6-7的变化，即第二丝母22上的上部楔形面挤压滑柄24的下部楔形面，克服第二复位弹簧23的阻力而将滑柄24挤入盲孔中，待第二丝母22脱离滑柄24 后，滑柄24重新在第二复位弹簧23的弹性势能作用下伸出盲孔中，拨杆11整体在第一复位弹簧20的弹性势能作用下回弹以拉动齿套19下移至初始位置，断开第一变速齿轮17与变速输出轴13之间的扭矩传导。第二丝母22越过位于最下方的一根拨杆11后随着第二丝母22的转动继续上移，至与图3中下数第二根拨杆11的拨动部1102配合，将此拨杆11向上拉起，从而使下数第二个齿套19与下数第二个第一变速齿轮17相啮合，进而使第一电机14输出动力依次经过其输出轴上下数第二个第一主动齿轮16、变速输出轴13上下数第二个第一变速齿轮17、变速输出轴13上下数第二个齿套19传递至变速输出轴13上，最后由变速输出轴13将动力传递至运动平板本体1的主动轴3上。由于此时的第一电机 14输出轴和变速输出轴13间的齿轮传动比的变化，使受试者在12°坡度状态下进行次最慢速(4.0km/h)的行走测试，即布鲁斯方案中的第二阶段。

三分钟后，第二电机8再次在控制器的控制作用下启动并转动一定的角度，该转动角度一方面如前述作用将运动平板本体1前端提升，使运动平板本体 1达到14°的坡度；另一方面如前述使变速输出轴13上下数第三个第一变数齿轮与对应齿套19啮合并传递第一电机14的输出转速，使运动平板本体1的转速提升至5.4km/h，进行布鲁斯方案中的第三阶段的行走测试。以此类推，由第二电机8的间隔启动输出使运动平板本体1的坡度逐步增大(10°-12°-14°-16° -18°-20°-22°)，并通过自匹配装置自动调节恒速输出的第一电机14的最终输出，使运动平板本体1的速度随坡度的调节而递增 (2.7-4.0-5.4-6.7-8.0-8.8-9.6km/h)。

实施例2

本实施例中的第二驱动装置和自匹配装置均与上述实施例1相同，第一驱动装置中的第一电机14和齿轮箱2的结构和设置方式亦与实施例1相同，现针对本实施例与实施例1的不同之处进行说明：

本实施例中在第一电机14输出轴位于齿轮箱2中的部分间隔设有多个第二主动齿轮30，第二主动齿轮30随第二电机8输出轴的转动而同步转动。在变速输出轴13上位于齿轮箱2中的部分设有与第二主动齿轮30数量相同的多个第二变速齿轮31。如图8所示的，所有第二变速齿轮31均通过平键滑动配合在变速输出轴13上，且任一第二变速齿轮31均可在向上滑动一段距离后与对应位置的第二主动齿轮30啮合而连接，从而使第二电机8输出轴的扭矩可由特定配合的第二主动齿轮30和第二变速齿轮31传递至变速输出轴13上，达到改变运动平板本体1转速的效果。第二变速齿轮31由平键沿变速输出轴13向上的滑动由固定设置在第二变速齿轮31下侧位置的拨块32与自匹配装置中的拨杆11配合实现，该拨块32外周与拨杆11的从动部1101转动配合(与实施例1中的齿套 19和拨杆11的从动部1101通过滚珠轴承28配合的配合方式相同)。

本实施例的初始状态如图1及图8所示，待受试者做好实验准备后启动第一电机14和第二电机8。第二电机8启动并输出一定的角度，驱动运动平板本体1倾斜达到10°的坡度。在此过程中第二丝母22上移推动最下方的第二变速齿轮31与最下方的第二主动齿轮30啮合，啮合后第一电机14扭矩直接经最下方的第二主动齿轮30、最下方的第二变速齿轮31传递至变速输出轴13上，运动平板本体1以最慢速开始转动以供受试者测试。

三分钟后第二电机8再次启动并输出一定的转动角度，第二丝母22沿第二丝杠10继续上移。此时，与实施例1中通过第二变速齿轮31自身阻挡齿套 19继续上升的限位方式不同的是，本实施例中在变速输出轴13上位于拨杆11 的上方设有挡板33，拨杆11滑动至与挡板33接触配合后使对应的第二变速齿轮31和第一主动齿轮16完全啮合，且该挡板33阻挡拨杆11继续上滑，进而阻挡第二变速齿轮31继续上滑至对应的第二主动齿轮30的上方位置。在挡板33 阻挡拨杆11继续上升后，随着第二丝母22的持续上升，本实施例2中第二丝母22仍如同实施例1的图5-7运动后，脱离最下方一个拨杆11，将次下方一根拨杆11向上推动使次下方的第二变速齿轮31与对应的第二主动齿轮30啮合，使变速输出轴13通过不同的传动比输出，调整运动平板本体1的转速。调整后最下方的拨杆11即在第一复位弹簧20的作用下连同第二变速齿轮31回弹并脱离最下方一个第二主动齿轮30。

本实施例中未述实施过程与实施例1相同或类似，不再进行赘述。需要说明的是，图8中仅在滑杆12上位于最上方一个第二变速齿轮31的上方设置挡板33，剩余各个第二变速齿轮31所对应的挡板33功能均通过前移第二变速齿轮31所对应的弹簧座板21实现。

本实施例除前述技术方案以外，还可在拨杆11拨动部1102的盲孔端部通过螺纹结构设置端盖，通过端盖使盲孔内的滑柄24始终处于隐藏状态，不能伸出以与第二丝母22配合推动拨杆11移动。此方案可适用于电图运动负荷试验的改良布鲁斯方案中，即在七个行走测试运动的前几个阶段仅改变运动平板本体 1的坡度，而维持运动平板本体1的速度，在后几个阶段所对应的拨杆11去除端盖，使其与第二丝母22配合，继续实现坡度和速度联动调节的效果。从而使得本实施例可通过简单的端盖拆装同时适用于健康人通用的布鲁斯方案和冠心病人或老人使用的改良布鲁斯方案，做到一机多用，大大提高了本实施例的适用性。

实施例3

如图9所示，本实施例中的第二驱动装置包括固定在水平底座15上的第二电机8和传动连接在第二电机8输出轴上的第一丝杠4。第二电机8为常规电机减速机总成，其输出轴沿竖直分布。第一丝杠4竖直连接在第二电机8的输出轴上，并与运动平板本体1的前端位置转动设置的第一丝母26配合安装。第二电机8具有控制器，通过控制器使第二电机8可间隔启动。

第一驱动装置包括固定在水平底座15上的第一电机14和与第一电机14 输出轴相连的齿轮箱2，齿轮箱2中具有变速输出轴13，变速输出轴13与运动平板本体1的主动轴3传动连接。

结合图10所示，本实施例中的第一电机14的输出轴和变速输出轴13 均沿竖直方向分布。在第一电机14的输出轴沿由上至下的方向间隔设有七个第三主动齿轮35，七个第三主动齿轮35的轮径沿由上至下的方向依次增大。在变速输出轴13上位于齿轮箱2中的部分设有与第三主动齿轮35对应的七个第三变速齿轮36，第三变速齿轮36的轮径沿由上至下的方向依次减小。所有第三变速齿轮36均固定在一个滑动套设于变速输出轴13上的套筒37上，套筒37与变速输出轴13通过平键配合并能够通过平键沿变速输出轴13滑动。相邻两个第三变速齿轮36之间的间距沿由上至下的方向依次增大，以使套筒37沿变速输出轴 13向上滑动过程中，所有第三变速齿轮36可逐一与对应的第三主动齿轮35啮合连接。

本实施例中的自匹配装置包括配合安装在第一丝杠4上的第三丝母38，第三丝母38可随第一丝杠4的转动而沿第一丝杠4移动。在第三丝母38上固定设有连杆34，连杆34远离第三丝母38的端部与套筒37转动配合。

本实施例的初始状态如图9及10所示，辅助实施心电图运动负荷试验方案的实施过程如下：

在运动平板本体1坡度为10°的状态下启动第一电机14，并使第二电机 8延迟3分钟启动。此时如图10所示的，最上方一个第三主动齿轮35与最上方一个第三变速齿轮36啮合，使第一电机14的输出扭矩传递至变速输出轴13上，由变速输出轴13驱动运动平板本体1以最低速转动。

三分钟后第二电机8启动，一方面通过第一丝杠4和第一丝母26的配合将运动平板本体1的坡度增加至12°；另一方面，在运动平板本体1的坡度增加过程中由第一丝杠4驱动第三丝母38上升，由第三丝母38拉动套筒37上升，如图11所示使最上方一组第三主动齿轮35和第三变速齿轮36脱离啮合状态，并使次上方一组的第三主动齿轮35和第三变速齿轮36啮合，使变速输出轴13 提速输出。由于本实施例中的相邻两个第三变速齿轮36之间的间距沿由上至下的方向依次增大，故在套筒37随第三丝母38上移过程中，在同一时间内始终仅能使一组第三主动齿轮35和第三变速齿轮36啮合，故可通过运动平板本体1 的间隔坡度递增调整，持续增加变速输出轴13的输出速度，达到运动平板本体 1转读随坡度递增的效果。由于本实施例中的变速输出轴13垂直于主动轴3分布，故在通过链/带轮结构驱动主动轴3的实施过程中，需要对应通过锥齿轮或斜置的中间带/链轮来辅助传动，改变带/链的传动方向，因该变向传动方式为现有常规传动技术，故本说明书中不再进行赘述。

实施例4

如图12所示，本实施例中的第二驱动装置包括固定在水平底座15上的第二电机8和传动连接在第二电机8输出轴上的第一丝杠4，第一丝杠4沿竖直方向分布，在运动平板本体1的前端位置转动设有与第一丝杠4配合安装的第一丝母26，第二电机8具有控制器，通过控制器使第二电机8可间隔启动。

第一驱动装置包括固定在水平底座15上的第一电机14、固定在水平底座15上的齿轮箱2以及可升降设置在齿轮箱2中的齿轮架42。如图13及14所示，第一电机14输出轴沿运动平板本体1的宽度方向水平分布，在第一电机14 输出轴上位于齿轮箱2中的部分沿轴向间隔设有七个第四主动齿轮41，且七个第四主动齿轮41的轮径各不相同。齿轮架42为框架结构并滑动套设在垂直固定于水平底座15上的导向柱46上，使齿轮架42可在外力作用下沿竖直方向滑动。在齿轮架42上设有平行于第一电机14输出轴分布的七根中间轴44和一根变速输出轴13，其中的七根中间轴44沿竖直方向间隔分布，变速输出轴13设置在中间轴44相背于第一电机14输出轴的一侧，变速输出轴13的一端由齿轮箱2 伸出后通过带/链轮结构与运动平板本体1的主动轴3传动连接。在任一中间轴 44上均设有一个第四变速齿轮45，七个第四变速齿轮45均可在齿轮架42沿导向柱46升降过程中逐一与多个第四主动齿轮41中的其中一个啮合连接，从而将第一电机14输出轴上的扭矩传递至相对应的中间轴44上。

在任一中间轴44和变速输出轴13之间还设有离合连接机构，离合连接机构用于控制第四变速齿轮45与第四主动齿轮41啮合状态下的对应中间轴44 与变速输出轴13传动连接，其余的第一变速齿轮17未与第四主动齿轮41啮合状态下所对应的中间轴44均与变速处处周传动分离。如图15及16所示，离合连接机构包括设置在变速输出轴13上的一体带轮52、设置在中间轴44上的分体带轮53、连接在一体带轮52和分体带轮53之间的传动带51以及用于控制分体带轮53与传动带51连接状态的离合元件。传动带51为三角带。分体带轮53 包括固定在中间轴44上的定半轮5302和滑动设置在中间轴44上的动半轮5301。定半轮5302和动半轮5301的相对侧均设有半槽，图15中，两个半槽在动半轮 5301紧顶定半轮5302状态下共同合围出供传动带51连接配合的带槽48，并主要通过带槽48的两侧与传动带51的斜侧部分别摩擦传动配合。图16中的带槽 48在动半轮5301滑离定半轮5302后分离，两个半槽的侧部与传动带51的斜侧部之间产生空隙，不能与传动带51传动配合，分离对应中间轴44和变速输出轴 13的动力传输。本实施例中的定半轮5302和动半轮5301之间通过分离弹簧47 保持分离状态，仅在对应的中间轴44上升至与第一电机14输出轴平齐状态后再控制定半轮5302和动半轮5301接合，具体的：

中间轴44的上端为台阶轴(图15中黑色剖面填充处)，定半轮5302固定在台阶轴的大直径段的端部，在台阶轴的小直径段上滑动设有与大直径段的直径相同的滑套50，滑套50通过平键结构与小直径段滑动配合，滑套50的外周与上述动半轮5301固定连接，滑套50上相背于定半轮5302的端部通过传动轴承43安装在齿轮架42上。该传动轴承43的外圈固定在开设于齿轮架42上的轴孔内，内圈通过平键结构与滑套50配合，以支撑滑套50随中间轴44的转动，并供滑套50沿轴向滑动。上述分离弹簧47即套设在中间轴44的小直径段上并位于中间轴44的轴肩和滑套50的端部之间。

如图17及18所示，离合元件为固定在水平底座15上的圆弧形凸块49 (通过常规机架或杆方式固定，图中未示出)，图17所示状态下，凸块49将最上方一根中间轴44右端的滑套50向左侧挤压后，最上方一根中间轴44上的定半轮5302和动半轮5301处于紧触状态，带槽48成型并与传动带51配合将最上方一根中间轴44的动力传递至变速输出轴13；此时中间和最下方一根中间轴44 上的定半轮5302和动半轮5301均处于分离状态，变速输出轴13转动状态下并不能通过传动带51驱动此两根中间轴44转动。图18中，随着齿轮架42的进一步上移，最上方一根中间轴44右端的滑套50脱离凸块49，其上的动半轮5301 在分离弹簧47作用下与定半轮5302分离，而中间一根中间轴44右端的滑套50 在凸块49的挤压作用下左移，使中间的一根中间轴44上的定半轮5302和动半轮5301接合，最下方一根中间轴44的动半轮5301和定半轮5302仍处于分离状态。本实施例中的凸块49的设置高度与第一电机14输出轴的高度平齐，以实现仅在第四主动齿轮41和第四变速齿轮45啮合状态下将对应中间轴44与变速输出轴13接合的效果，避免由变速输出轴13带动所有未啮合状态下的中间轴44 空转的情况，避免相互干涉。

本实施例中的自匹配装置为配合安装在第一丝杠4上的第四丝母40，第四丝母40通过连接杆39与齿轮架42固定连接。

本实施例的实施过程如下：

在图12及13所示的初始状态下，开启第一电机14并延时3分钟开启第二电机8，供受试者在坡度为12°的运动平板本体1上以最慢速进行行走测试。

三分周后第二电机8启动，第一丝杠4驱动第一丝母26上升一定高度，即驱动运动平板本体1前端上升一定高度，使运动平板本体1的坡度递增至14°，同时驱动第四丝母40带动齿轮架42上升一定高度，使图13中的最上方一个第四变速齿轮45脱离对应的一个第四主动齿轮41，并使次上方的一个第四变速齿轮45与对应的一个第四主动齿轮41啮合，且次上方一根中间轴44端部的滑套 50被凸块49推动至中间轴44上的动半轮5301与定半轮5302接合。此时第一电机14的输出动力即由其输出轴、某第四主动齿轮41、次上方一个第四变速齿轮45传递至次上方一根中间轴44上，然后再经过接合状态下的动半轮5301和定半轮5302形成的带槽48由传动带51传递至变速输出轴13上，最终经变速输出轴13传递至运动平板本体1的主动轴3上，将运动平板本体1的转速对应提高。

此后，第二电机8在自身控制器的作用下每隔三分钟启动一次并输出特定的转动角度，依次依照前述步骤完成布鲁斯方案中的剩余五个阶段的行走测试。

实施例5

如图19所示，第一驱动装置包括第三电机56，第三电机56输出轴与运动平板本体1的主动轴3传动连接，第三电机56为调速电机减速器总成并具有控制器，通过控制器使第三电机56可间隔三分钟增速输出；第二驱动装置包括第四电机55、连接在第四电机55输出轴上的第三丝杠54以及配合安装在第三丝杠54上的第五丝母，第五丝母转动配合在运动平板本体1的前端。

自匹配装置包括速度传感器57和单片机58。本实施例中的速度传感器57固定在水平底座15上并位于第三电机56附近，用于检测第三电机56输出轴的转速，也可直接设置在运动平板本体1上并用于检测运动平板本体1的主动轴 3的转速。单片机58的信号输入端与速度传感器57信号连接，信号输出端与第四电机55的控制电路信号连接，在单片机58中还具有控制程序，该控制程序用于根据速度传感器57的输出信号调整第四电机55输出，具体的：

第三电机56启动后即以最低速转动，动力通过带/链轮结构传动至运动平板本体1的输出轴后使运动平板本体1的转速为2.7km/h。

三分钟后，第三电机56在自身控制器作用下增速，使运动平板本体1 的转速递增至4.0km/h，此时速度传感器57捕捉该信号变化后发送至单片机58，单片机58根据内置程序启动第四电机55，第四电机55输出一定的转动角度，通过第三丝杠54和第五丝母的配合抬升运动平板本体1的前端，使运动平板本体1的坡度由初始状态的10°递增至12°，进行下一个阶段的行走测试。

依次类推，每间隔三分钟后第三电机56再次增速，由速度传感器57-单片机58再次控制第四电机55启动，使运动平板本体1递增相应的坡度。

上述本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种可保证连续试验的可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板，其特征在于：包括水平底座(15)和设置在水平底座(15)上的运动平板本体(1)，在水平底座(15)上设有用于驱动运动平板本体(1)的主动轴(3)转动的第一驱动装置，运动平板本体(1)长度方向的后端铰连在水平底座(15)上，前端与水平底座(15)之间设有第二驱动装置，第二驱动装置用于驱动运动平板本体(1)转动以调节运动平板本体(1)的坡度，在第一驱动装置和第二驱动装置之间还设有自匹配装置，自匹配装置用于根据第二驱动装置控制的运动平板本体(1)的坡度自动调节第一驱动装置的输出转速以调节运动平板本体(1)的速度，或自匹配装置用于根据第一驱动装置控制的运动平板本体(1)的速度自动调节第二驱动装置以调节运动平板本体(1)的坡度；

第二驱动装置包括固定在水平底座(15)上的第二电机(8)和传动连接在第二电机(8)输出轴上的第一丝杠(4)，第一丝杠(4)沿竖直方向分布，在运动平板本体(1)的前端位置转动设有与第一丝杠(4)配合安装的第一丝母(26)，第二电机(8)具有控制器，通过控制器使第二电机(8)可间隔启动；

第一驱动装置包括固定在水平底座(15)上的第一电机(14)、固定在水平底座(15)上的齿轮箱(2)以及可升降设置在齿轮箱(2)中的齿轮架(42)；第一电机(14)输出轴沿运动平板本体(1)的宽度方向水平分布，在第一电机(14)输出轴上位于齿轮箱(2)中的部分间隔设有多个第四主动齿轮(41)，多个第四主动齿轮(41)的轮径各不相同；齿轮架(42)为框架结构并滑动套设在垂直固定于水平底座(15)上的导向柱(46)上，在齿轮架(42)上设有平行于第一电机(14)输出轴分布的多根中间轴(44)和一根变速输出轴(13)，变速输出轴(13)与运动平板本体(1)的主动轴(3)传动连接，多根中间轴(44)沿竖向排布，任一中间轴(44)上均设有一个第四变速齿轮(45)，任一第四变速齿轮(45)均可在齿轮架(42)沿导向柱(46)升降过程中与多个第四主动齿轮(41)中的其中一个啮合连接，在任一中间轴(44)和变速输出轴(13)之间还设有离合连接机构，离合连接机构用于控制第四变速齿轮(45)与第四主动齿轮(41)啮合状态下的对应中间轴(44)与变速输出轴(13)传动连接；

离合连接机构包括设置在变速输出轴(13)上的一体带轮(52)、设置在中间轴(44)上的分体带轮(53)、连接在一体带轮(52)和分体带轮(53)之间的传动带(51)以及用于控制分体带轮(53)与传动带(51)连接状态的离合元件；分体带轮(53)包括固定在中间轴(44)上的定半轮(5302)和滑动设置在中间轴(44)上的动半轮(5301)，定半轮(5302)和动半轮(5301)的相对侧均设有半槽，两个半槽共同合围出供传动带(51)连接配合的带槽(48)，定半轮(5302)和动半轮(5301)之间通过分离弹簧(47)保持分离状态，在动半轮(5301)相背于定半轮(5302)的一侧固定设有滑动配合在中间轴(44)上的滑套(50)，滑套(50)相背于动半轮(5301)的一端穿设在齿轮架(42)的外部；离合元件为固定在水平底座(15)上并对应第一电机(14)输出轴高度位置的凸块(49)，凸块(49)与滑套(50)远离动半轮(5301)的端部配合；

自匹配装置为配合安装在第一丝杠(4)上的第四丝母(40)，第四丝母(40)通过连接杆(39)与齿轮架(42)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种可保证连续试验的可保证连续试验的心电图运动负荷试验专用运动平板，其特征在于：变速输出轴(13)通过链轮结构与运动平板本体(1)的主动轴(3)传动连接，在水平底座(15)上设有用于张紧链轮结构中的传动链条的张紧器。

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