CN113842606A - 一种减重步行训练仪用智能步行踏板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及康复训练仪器技术领域，且公开了一种减重步行训练仪用智能步行踏板，包括步行台面、扶手、显示屏和外置信号发生器，所述外置信号发生器固定在患者脚跟处，所述步行台面的左侧固定安装有动力控制仓，所述动力控制仓内包含有电动机和控制模块，所述控制模块与电动机及显示屏电性连接，所述控制模块可提供定速运行和跟随式调速运行两种运行模式，所述动力控制仓的顶部通过固定杆固定安装有环绕式的扶手和显示屏，该减速步行训练用智能步行踏板，具备实时检测调速能力，可以根据患者自身情况给出踏板速度并实时调整踏板速度，还可以在显示屏处展示步行信息，辅助患者完成康复训练。
Description
技术领域
本发明涉及康复训练仪器技术领域，具体为一种减重步行训练仪用智能步行踏板。
背景技术
减重步行训练是针对下肢功能障碍.改善步行能力的一种新的康复治疗技术，在国外开始于上世纪八十年代，近十几年来在国内得到了广泛的应用与发展.也是近年来康复医学研究的热点之一。
减重步行训练仪器一般由减重支撑控制装置和电动步行踏板组成，现有的电动步行踏板通常使用多档位固定调速，但在实际上使用过程中，由于患者肢体力量恢复程度不同，损伤位置不同，在康复训练过程中时常出现跟不上踏板速度和踏板运行速度较慢步行阻力较大的情况，为此提出一种减重步行训练仪用智能步行踏板。
发明内容
针对背景技术中提出的不足，本发明提供了一种减重步行训练仪用智能步行踏板，具备可实时检测并跟随患者步速，适应多种康复阶段的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种减重步行训练仪用智能步行踏板，包括步行台面、扶手、显示屏和外置信号发生器，所述外置信号发生器固定在患者脚跟处，所述步行台面的左侧固定安装有动力控制仓，所述动力控制仓内包含有电动机和控制模块，所述控制模块与电动机及显示屏电性连接，所述控制模块可提供定速运行和跟随式调速运行两种运行模式，所述动力控制仓的顶部通过固定杆固定安装有环绕式的扶手和显示屏，所述步行台面的表面通过其两侧设置的转动辊环绕式固定安装有步行传送带，所述转动辊通过同步带与电动机的输出轴传动连接，所述步行传送带的中心嵌套有步距检测带，所述步距检测带内部包含有信号接收阵列可以分别接收两个外置信号发生器发出的信号并通过蓝牙实时传递至控制模块,所述控制模块可根据两点信号坐标和时间差计算出实时步距、步速，所述控制模块收集到信号后可根据卡尔曼滤波算法进行速度预测并在电动机中输出预测速度，所述控制模块可输出实时步距步速信息至显示屏并生成图表。
优选的，所述转动辊的外周设有齿轮状凹槽，所述转动辊下方的踏板底部台面处卡接有定位器，所述定位器下方通过弹簧固定连接有电磁铁，所述电磁铁固定安装在踏板底部台面处。
优选的，所述步行台面的右下方卡接有清洁刷。
优选的，所述步距检测带表面覆盖有橡胶防滑膜。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过设置信号发生器、步距检测带和控制模块，可以记录患者步行信息并计算预测步速进而控制电机运行，此种设置可根据患者自身身体条件和康复训练阶段改变步行传送带的实时运行速度，填补了固定调速模式下的需求空缺。
2、本发明通过控制模块传递实时步行信息至显示屏并生成图表，可以帮助医生更加清晰直观的观察到患者的康复训练情况和康复效果，同时也增强患者的自信心，激励患者训练。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明动力控制仓处剖视结构示意图；
图3为本发明定位器处结构详图。
图中：1、步行台面；101、转动辊；2、扶手；3、显示屏；4、步行传送带；5、步距检测带；6、清洁刷；7、动力控制仓；701、电动机；702、控制模块；8、外置信号发生器；9、定位器；10、弹簧；11、电磁铁。
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。
一种减重步行训练仪用智能步行踏板，请参阅图1、图2，包括步行台面1、扶手2、显示屏3和外置信号发生器8，如图2所示，外置电磁信号发生器8可固定在患者脚跟处，如图3所示，步行台面1的左侧固定安装有动力控制仓7，动力控制仓7内包含有电动机701和控制模块702，控制模块702与电动机701及显示屏3电性连接，控制模块702可提供两种运行模式，一种为定速运行，一种为跟随式调速运行，动力控制仓7的顶部通过固定杆固定安装有环绕式的扶手2和显示屏3，步行台面1的表面通过其两侧设置的转动辊101环绕式固定安装有步行传送带4，转动辊101通过同步带与电动机701的输出轴传动连接，步行传送带4的中心嵌套有步距检测带5，步距检测带5内部包含有网格状阵列分布的光电三极管，可以分别接收两个外置信号发生器8发出的具有一定频率的光信号，并将信号实时传递至控制模块702,控制模块702可根据两点信号坐标计算出实时步距，并根据两点信号接收时间差计算出速度得出实时步速，当运行在跟随式调速运行模式下时，控制模块702收集到实时步速信号后可根据卡尔曼滤波算法进行速度预测，从而在电动机701中输出预测速度，可以进行实时调速，配合患者步行，避免在运行过程中步行踏板速度过于单一导致患者因病痛原因跟不上或想要加速时走不动的情况，控制模块702可输出实时步距步速信息至显示屏3并生成图表，医生和患者可以通过显示屏直观地看到训练情况，帮助医生把握患者训练强度，增强患者自信心。
进一步的，如图3所示，在转动辊101的外周设有齿轮状凹槽，转动辊101下方的踏板底部台面处卡接有定位器9，定位器9下方通过弹簧10固定连接有电磁铁11，电磁铁11固定安装在踏板底部台面处，当步行踏板断电时，电磁铁11失电，定位器9弹出并卡住转动辊101，保证步行传送带4在未通电时保持在固定状态，可防止发生意外。
进一步的，如图2所示，步行台面1的右下方卡接有清洁刷6，用于清扫步行传送带4的表面，保证步距检测带5检测准确无误。
进一步的，步距检测带5表面覆盖有橡胶防滑膜，起到绝缘防滑保护电路的作用。
本发明的使用方法(工作原理)如下：
使用时，将已经固定在减重装置上的患者搀扶至步距检测带5处，在患者两鞋后跟处固定好外置信号发生器8，接通踏板电源后，患者向前迈出第一步，两处外置信号发生器8产生的一定频率的光信号被步距检测带5内部对应位置的光电三极管检测到后，通过蓝牙传输数据到控制模块702，控制模块702通过识别阵列的坐标信息并计算，可以得出步距并计算出步速，将对应的步速传输给电动机701和显示屏3，驱动电动机701转动的同时在显示屏3处显示步速数据，步行传送带4开始首次运行，踏板运动后患者再次迈步，信息被继续不断传回，数据在积累的过程中，控制模块702通过卡尔曼滤波算法，根据前一时刻的最优估计值运算预测步速，并整合本时刻观测到的实际步速数据得出下一时刻步速最优估计值，然后输出至电动机701，通过一步步的递推运算达到实时跟踪调速，紧跟患者步伐的目的。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种减重步行训练仪用智能步行踏板，包括步行台面(1)、扶手(2)、显示屏(3)和外置信号发生器(8)，其特征在于：所述外置信号发生器(8)固定在患者脚跟处，所述步行台面(1)的左侧固定安装有动力控制仓(7)，所述动力控制仓(7)内包含有电动机(701)和控制模块(702)，所述控制模块(702)与电动机(701)及显示屏(3)电性连接，所述动力控制仓(7)的顶部通过固定杆固定安装有环绕式的扶手(2)和显示屏(3)，所述步行台面(1)的表面通过其两侧设置的转动辊(101)环绕式固定安装有步行传送带(4)，所述转动辊(101)通过同步带与电动机(701)的输出轴传动连接，所述步行传送带(4)的中心嵌套有步距检测带(5)，所述步距检测带(5)内部包含有信号接收阵列分别接收两个外置信号发生器(8)发出的信号并通过蓝牙实时传递至控制模块(702),所述控制模块(702)用于计算出实时步距、步速，所述控制模块(702)收集到信号后根据卡尔曼滤波算法进行速度预测并在电动机(701)中输出预测速度，所述控制模块(702)输出实时步距步速信息至显示屏(3)并生成图表。
2.根据权利要求1所述的一种减重步行训练仪用智能步行踏板，其特征在于：所述转动辊(101)的外周设有齿轮状凹槽，所述转动辊(101)下方的踏板底部台面处卡接有定位器(9)，所述定位器(9)下方通过弹簧(10)固定连接有电磁铁(11)，所述电磁铁(11)固定安装在踏板底部台面处。
3.根据权利要求1所述的一种减重步行训练仪用智能步行踏板，其特征在于：所述步行台面(1)的右下方卡接有清洁刷(6)。
4.根据权利要求1所述的一种减重步行训练仪用智能步行踏板，其特征在于：所述步距检测带(5)表面覆盖有橡胶防滑膜。
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