CN113499221A - 一种下肢多维度康复训练装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种下肢多维度康复训练装置，涉及医疗康复领域，包括支撑组件、带动支撑组件运动的驱动组件和控制驱动组件的控制系统，本发明结构简单，通过双驱动件能够带动患者同时进行髋关节以及下肢双腿的运动训练，同时髋关节与双腿的运动通过控制系统对各自的驱动件进行分别控制，使髋关节与双腿的运动能够分别单独进行，也能够同时进行训练，为患者提供了多样化的下肢训练模式，相较于现有技术中较为单一的训练器械，本发明能够对患者的双腿进行屈伸以及髋关节进行旋转式的训练，能够精准实现每个患者的具有针对性的康复训练，有效提升患者对下肢关节的运动康复效果。

Description

一种下肢多维度康复训练装置
技术领域
本发明涉及医疗康复领域，具体是一种下肢多维度康复训练装置。
背景技术
现有CPM类康复器械的关节活动自由度不足，比如上肢CPM仪只能屈伸。并且可使用的关节较少，主要是膝关节和肘关节，特别地在髋关节上的训练器械几乎为空白。而且髋关节是连接大腿骨与骨盆的重要关节，在支撑上半身的同时，更负责下半身所有的活动。髋关节的主要特征是可以向前，向后，向左，向右自由自在地做出全方位的转动，因此被称为“全动关节”，因此髋关节的康复训练对患者下肢康复起到关键性的作用。
基于上述问题，本发明设计了一种双电机驱动实现下肢关节多维度运动的训练装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种下肢多维度康复训练装置，通过康复训练装置能够带动用户同时进行髋关节以及腿部的运动训练，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种下肢多维度康复训练装置，包括支撑组件、带动支撑组件运动的驱动组件和控制驱动组件的控制系统，所述驱动组件包括带动支撑组件转动的旋转件以及设置在旋转件上且位置能够水平移动的平移件；所述支撑组件包括与平移件固定的支撑骨架以及与支撑骨架相连的座椅；所述控制系统包括依次相连的信息输入模块、信息输出模块以及对驱动组件控制的控制器。
作为本发明进一步的方案：所述控制系统连接有电源模块，所述电源模块与供电输出端之间设有应急模块。
作为本发明进一步的方案：所述平移件包括固定在旋转件上的丝杆、套设在丝杆上的支撑板、用于限定支撑板移动轨迹的固定台以及与丝杆相连的丝杆驱动电机。
作为本发明进一步的方案：所述旋转件包括支架、固定在支架上的转轴以及与转轴相连的转动驱动电机，所述旋转件的转轴与平移件中的固定台固定相连。
作为本发明进一步的方案：所述支撑板与固定台滑动相连，所述支撑板靠近固定台的一侧固定连接有限位块，所述固定台上开设有与限位块相匹配的滑轨。
作为本发明进一步的方案：所述支撑骨架包括第一伸缩架和第二伸缩架，所述第一伸缩架与第二伸缩架通过合页连接。
作为本发明进一步的方案：所述座椅固定在支撑板上，所述第二伸缩支架远离第一伸缩支架的一端与座椅相连，所述第一伸缩支架远离第二伸缩支架的一端与固定台相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过双驱动件能够带动患者同时进行髋关节以及下肢双腿的运动训练，同时髋关节与双腿的运动通过控制系统对各自的驱动件进行分别控制，使髋关节与双腿的运动能够分别单独进行，也能够同时进行训练，为患者提供了多样化的下肢训练模式，相较于现有技术中较为单一的训练器械，本发明能够对患者的双腿进行屈伸以及髋关节进行旋转式的训练，能够精准实现每个患者的具有针对性的康复训练，有效提升患者对下肢关节的运动康复效果。
附图说明
图1为一种康复训练装置的整体结构示意图；
图2为一种康复训练装置中控制系统的模块连接示意图；
图3为一种康复训练装置的使用流程示意图；
图中：10-支架、11-转轴、12-转动驱动电机、20-固定台、21-支撑板、22-丝杆、30-支撑骨架、31-第一伸缩架、32-第二伸缩架、33-座椅、34-支撑件、40-丝杆驱动电机。
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。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。
本发明实施例中，一种下肢多维度康复训练装置，包括支撑组件和驱动组件以及控制系统，所述驱动组件与控制系统相连，所述控制系统能够对驱动组件中的各个结构进行控制，所述驱动组件能够带动支撑组件进行移动，所述驱动组件包括底座10，固定在底座上方用于带动支撑组件转动的旋转件以及固定在旋转件上方的平移件，所述支撑组件包括与平移件固定的支撑骨架以及与支撑骨架相连的座椅。
所述驱动组件能够带动支撑组件进行移动，所述驱动组件中的旋转件能够带动支撑骨架进行水平方向上的移动，所述驱动组件中的平移件能够带动骨架以及座椅进行转动，本发明不仅能够带动患者双腿进行同步屈伸训练，而且能够根据患者康复需要对患者的髋关节进行转动训练。
所述旋转件连接有旋转动力件，所述旋转动力件可以为但不仅限于驱动电机，所述驱动电机的输出端与旋转件相连，在旋转件的作用下，能够使与旋转件固定的支撑组件进行整体转动，使本装置能够对人体髋关节通过转动驱动电机带动其转动，模拟人体走路时的转身动作，达到对髋骨运动训练的目的。
所述平移件包括固定在旋转件上的丝杆、套设在丝杆上的支撑板、用于限定支撑板移动轨迹的固定台以及与丝杆相连的丝杆驱动电机，所述座椅固定在支撑板上，所述支撑骨架远离座椅的一端与固定台相连，使得座椅能够随支撑板沿丝杆平移，在座椅与支撑骨架的相互作用下，能够改变第一伸缩架与第二伸缩架之间的角度，从而驱动用户下肢屈伸，达到对用户下肢进行锻炼的作用。所述支撑板与固定台滑动相连，所述支撑板靠近固定台的一侧固定连接有限位块，所述固定台上开设有与限位块相匹配的滑轨，在丝杆与丝杆驱动电机的作用下，通过限位块与滑轨的配合作用，能够使支撑板沿固定台水平移动，从而带动座椅与支撑骨架产生相对移动，实现患者双腿同步屈伸，达到对患者下肢进行训练的目的。
所述支撑骨架包括第一伸缩架和第二伸缩架，所述第一伸缩架与第二伸缩架通过合页连接，使得第一伸缩架与第二伸缩架之间能够进行一定角度的转动，使本装置能够根据训练需要做出各种不同的训练动作，同时第一伸缩架与第二伸缩架的长度均可调节，能够使本装置适用于不同身格体型的用户。所述座椅固定在支撑板上，所述第二伸缩支架远离第一伸缩支架的一端与座椅相连，所述第一伸缩支架远离第二伸缩支架的一端与固定台相连，在转动驱动电机的作用下，能够实现第一伸缩支架与第二伸缩支架的来回转动，从而实现支撑骨架上患者下肢双腿的重复屈伸训练。
在旋转件和平移件中的固定台底部相连，在旋转件和平移件的同步作用下，能够实现支撑骨架相对座椅的水平移动以及支撑骨架与座椅的同步转动。支撑骨架与座椅之间的距离反复变换能够带动患者的双腿进行反复屈伸，达到对患者双腿训练的目的；支撑骨架与座椅的同步转动能够带动患者的髋关节进行转动。本发明不仅能够对患者的双腿进行恢复训练，还能够带动患者的髋关节进行同步训练，在一定程度上能够针对患者下肢的实际情况，配合本发明的康复训练装置，为患者制定更加具有针对性的康复治疗方案。
在旋转件和平移件的配合作用下，能够使康复训练装置实现：双腿屈伸训练、髋关节旋转训练、双腿屈伸+髋关节旋转的同步训练，另外本发明中旋转件和平移件的运动速率可通过调节两者的驱动件的运动速率实现，使得本发明能够根据患者的康复需要，对该康复训练装置进行定制化调整。
如图2所示，所述控制系统包括信息输入模块、信息输出模块以及控制器，所述控制器连接有若干个驱动电机，所述控制系统连接有电源模块，所述信息输入模块与信息处理模块相连，所述信息处理模块与控制器相连，在控制器的作用下，能够控制驱动电机开启或关闭。供电输出端以及电源模块之间设有应急模块，在应急模块的作用下，能够直接控制电源模块的通断，能够将本装置紧急急停。
如图3所示，所述下肢康复训练装置中的算法步骤为；
步骤一、(通过显示屏或按钮)向信息输入模块中输入运动参数：
A、运动时间；B、屈膝角度、速度；C、髋外展角度、速度。
步骤二、信息处理模块对输入的运动参数进行处理，并将处理信号传递至控制器。
步骤三、与控制器相连的驱动电机接收到信号，形成康复训练装置对应的运动模式并启动直至运动结束；
步骤四、运动过程中，用户感到不适，按压应急按钮，康复训练装置断电。
所述步骤一中的运动时间参数可设置为0-360min或连续24h模式，所述步骤一中的屈膝角度参数可设置为0-90°±10％，屈膝的速度可设置为≤10°/s±10％，所述步骤一中的髋外展角度可设置为0-55°±10％，髋外展的速度可设置为10°/s±10％。
在控制系统的辅助作用下，用户在步骤一中设置了运动参数，步骤二中的驱动组件配合支撑组件能够对应进行不同模式下的运动作用，实现对患者髋关节以及膝关节的辅助锻炼。步骤二中的多模式运行通过控制系统中的若干个驱动电机，带动驱动组件中的各个结构运行，使支撑组件能够带动人体髋关节与膝关节同步进行运动训练，实现辅助人体关节运动的作用。所述步骤四中，通过设置急停按钮，在用户自身感受到不适的情况下，可以自主停止训练装置运行，所述步骤四中也可以通过设置压力传感器，对训练装置的启停进行控制。
首先用户通过显示屏或按钮向训练装置中输入运动参数，如：运动时间、屈膝角度以及髋外展角度；在控制系统的作用下启动训练装置后，旋转动力件带动旋转件以及固定在旋转件上的平移件同步进行转动且重复来回摆动，对患者的髋关节进行运动训练，同时根据患者的设置指令，平移件能够带动座椅在固定台上水平移动，持续且重复的伸长和缩短座椅与支撑骨架之间的距离，使患者的双腿能够同时进行屈伸，对患者的下肢双腿进行运动训练，本发明中通过训练装置与控制系统的配合作用下，能够根据患者或康复医生输入的指令，对患者进行“定制化”的康复训练，有效提升用户对下肢骨骼与关节的训练效果。
本发明通过双驱动件能够带动患者同时进行髋关节以及下肢双腿的运动训练，同时髋关节与双腿的运动通过控制系统对各自的驱动件进行分别控制，使髋关节与双腿的运动能够分别单独进行，也能够同时进行训练，为患者提供了多样化的下肢训练模式，相较于现有技术中较为单一的训练器械，本发明能够对患者的双腿进行屈伸以及髋关节进行旋转式的训练，能够精准实现每个患者的具有针对性的康复训练，有效提升患者对下肢关节的运动康复效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种下肢多维度康复训练装置，其特征在于，包括支撑组件、带动支撑组件运动的驱动组件和控制驱动组件的控制系统，所述驱动组件包括带动支撑组件转动的旋转件以及设置在旋转件上且位置能够水平移动的平移件；所述支撑组件包括与平移件固定的支撑骨架以及与支撑骨架相连的座椅；所述控制系统包括依次相连的信息输入模块、信息输出模块以及对驱动组件控制的控制器。
2.根据权利要求1所述的一种下肢多维度康复训练装置，其特征在于，所述控制系统连接有电源模块，所述电源模块与供电输出端之间设有应急模块。
3.根据权利要求1所述的一种下肢多维度康复训练装置，其特征在于，所述平移件包括固定在旋转件上的丝杆、套设在丝杆上的支撑板、用于限定支撑板移动轨迹的固定台以及与丝杆相连的丝杆驱动电机。
4.根据权利要求1所述的一种下肢多维度康复训练装置，其特征在于，所述旋转件包括支架、固定在支架上的转轴以及与转轴相连的转动驱动电机，所述旋转件的转轴与平移件中的固定台固定相连。
5.根据权利要求3所述的一种下肢多维度康复训练装置，其特征在于，所述支撑板与固定台滑动相连，所述支撑板靠近固定台的一侧固定连接有限位块，所述固定台上开设有与限位块相匹配的滑轨。
6.根据权利要求1所述的一种下肢多维度康复训练装置，其特征在于，所述支撑骨架包括第一伸缩架和第二伸缩架，所述第一伸缩架与第二伸缩架通过合页连接。
7.根据权利要求3所述的一种下肢多维度康复训练装置，其特征在于，所述座椅固定在支撑板上，所述第二伸缩支架远离第一伸缩支架的一端与座椅相连，所述第一伸缩支架远离第二伸缩支架的一端与固定台相连。
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