CN114469539B - 康复训练用的移位机及康复训练工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的康复训练用的移位机及康复训练工艺，移位机包括轨道、移位器，其中移位器包括器座、吊绳架、移位机构，移位机构包括驱动器座沿着轨道长度方向滑动的横移单元、驱动吊绳架上下升降的升降单元，特别是，移位器还包括用于监测吊绳架偏转角度和受力大小的角度传感器和重力传感器，其中角度传感器与横移单元，重力传感器与升降单元连通。本发明在角度传感器和重力传感器同步监测下，患者行走时，器座自动跟随，并通过吊绳架高度调节，使得患者腿部提供合适的承重力，有效防止康复过程中患者失稳造成其他伤害，同时也适合康复初期、中后期患者在平地或斜坡或阶梯上行走的康复训练，提升移位机的实用性。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种康复训练用的移位机，同时还涉及一种康复训练工艺。
背景技术
目前，针对生活自立不便，无法独立站立和行走的患者而言，需要一种能够协助患者在家庭、医院或者养老院等场所，方便移位器，也就是移位机。
市场上协助行走不便的患者移位方式有以下两种：第一种采用可移动式小吊车，由护理人员推动的方式；第二种在床周围设置支架和吊车，定向的移位器将躯体托起或移动到床下。
针对第一种需要人力推送，且在人多的场合，如医院、养老院等场所，行走不便，很难控制方向，需要多名医护人员陪同才能完成；第二种占用面积较大，且仅能在床周围活动，还需要轮椅、推车等配套设备，很难将患者移动到浴室、厕所、活动室等场所。鉴于以上原因，设计一种天轨移位机是很有必要的。
然而，在天轨移位机的使用中，其涉及的移位模式主要是：手动控制移位机的左右运行，上下升降，这样一来，能够安全转移患者，避免护理人员搬运对患者造成伤害，减轻护理人员的劳动强度，但是，对于康复训练的患者而言，这种移位机无法使用，其主要原因在于：无法根据患者向前或向后行走后速度的自动跟随运行，即使是护理人员操作，也无法提供合适的拉力，一旦造成患者受到向上拉力变小，这样患者的腿部会加重承重，很容易由患者的失稳造成其他伤害；反之拉力过大，这样患者的腿部承重大幅度减轻，这样无法起到康复训练之目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的康复训练用的移位机。
同时，本发明还提供一种康复训练工艺。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：一种康复训练用的移位机，其包括轨道、移位器，其中移位器包括器座、吊绳架、移位机构，移位机构包括驱动器座沿着轨道长度方向滑动的横移单元、驱动吊绳架上下升降的升降单元，特别是，移位器还包括用于监测吊绳架偏转角度和受力大小的角度传感器和重力传感器，其中角度传感器与横移单元，重力传感器与升降单元连通，患者直立吊在吊绳架上，角度传感器所测的角度为β，β=0゜时，G=F1+F2，其中G为患者自重，F1为康复训练所设定患者腿部承重力，F2为吊绳架对患者所施加的拉力，行走时，器座自动跟随且朝着角度传感器所测偏转角度方向随动，F2=F×cosβ，G=F3+F×cosβ，其中F为重力传感器所监测的拉力，F3为患者行走时腿部承重力，所述升降单元调节吊绳架的高度改变F和β的大小以调整F2使得F3≤F1。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，患者每行走一步的距离为d1，器座跟随移动的距离为d2，其中d1=d2，且d1和d2均为自始点至终点的垂直距离。这样一来，特别适用于康复中后期，防止康复过程中患者失稳造成其他伤害。
优选地，V1=cosβ×V2，T1=T2/cosβ,其中在平地行走时，S1=S2=d1=d2，其中S1为器座移动的位移，V1为器座移动的速度，T1为器座移动的时间，S2为器座移动的位移，V2为患者行走的速度，T2为患者形成位移需要的时间。这样一来，V1×T1= cosβ×V2×（T2/cosβ），且保持每平移一步后，患者都处于直立状态，以实现稳定的康复训练（康复前期）。
或者，V1=cosβ×V2，T1=T2,其中在阶梯或斜坡上行走时，d1=d2=S1=S2×cosβ，其中S1为器座移动的位移，V1为器座移动的速度，T1为器座移动的时间，S2为器座移动的位移，V2为患者行走的速度，T2为患者形成位移需要的时间。保持每行走一段坡长或一个阶梯后，患者都处于直立状态，以实现稳定的康复训练（康复中后期）。
根据本发明又一个具体实施和优选方面，β设定的阈值为[-5゜,5゜]，若偏转角度不在阈值内器座相对轨道运动跟随；若偏转角度在阈值内器座相对轨道静止。这样一来，形成器座自动跟随的角度偏差，以避免患者晃动造成器座误动作运动跟随。
根据本发明又一个具体实施和优选方面，角度传感器还与升降单元连通，器座随偏转方向同向移动时，升降单元根据偏转角度和重力传感器所监测吊绳架受到的作用力调整F和β的大小。在此，通过角度的偏转大小适当的控制升降单元的升降运动，这样一来，能够避免患者在行走过程中受到竖直方向的瞬间拉力，改善行走中的稳定性，同时也减轻重力传感器所调节的力度。
优选地，吊绳架包括吊带、吊架和吊兜，其中吊带自上端部连接在器座上，吊架连接在吊带的下端部，吊兜用于患者的吊立，β为吊带相对竖直方向偏转的夹角，重力传感器用于监测吊带受到的作用力以控制升降单元的升降调整F的大小。
优选地，角度传感器位于器座上，吊带的上部自角度传感器内部穿出设置，其中吊带自由下垂时β=0゜。便于偏转角度的准确获取。
进一步的，吊带卷通过卷放轴连接在器座上，升降单元用于驱动卷放轴的正反向转动释放或卷收吊带的长短调整F的大小。这样一来，更加方便吊带所形成吊兜高度调整。
此外，横移单元包括行走轮、马达、传动组件，其中行走轮能够在轨道上移动，传动组件将马达与行走轮传动连接，角度传感器与马达连通。
本发明的另一技术方案是：一种康复训练工艺，其采用了上述的移位机，且当患者在平地行走时，在角度传感器所测转向角度下器座自动跟随，同时在重力传感器所测力值，调整吊绳架的高度，调节F和β的大小，F3小于F1；当患者在斜坡或阶梯上行走时，在角度传感器所测转向角度下器座自动跟随，同时在重力传感器所测力值，调整所述吊绳架的高度，调节F和β的大小，F3等于F1。
优选地，在调整吊绳架的高度时，由角度传感器和重力传感器同步控制升降单元。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明在角度传感器和重力传感器同步监测下，患者行走时，器座自动跟随，并通过吊绳架高度调节，使得患者腿部提供合适的承重力，有效防止康复过程中患者失稳造成其他伤害，同时也适合康复初期、中后期患者在平地或斜坡或阶梯上行走的康复训练，提升移位机的实用性。
附图说明
下面结合附图和具体的实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的移位机的主视示意图；
图2为图1中移位器的结构示意图；
图3为图1中移位机处于移位模式下的状态示意图；
图4为图1中移位机处于平地康复训练模式下的状态示意图；
图5为图1中移位机处于阶梯康复训练模式下的状态示意图；
其中：1、轨道；2、移位器；20、器座；21、吊绳架；210、吊带；211、吊架；212、吊兜；22、移位机构；220、横移单元；g1、行走轮；g2、马达；g3、传动组件；221、升降单元；h、卷放马达；23、角度传感器；24、重力传感器。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1和图2所示，本实施例的康复训练用的移位机，其包括轨道1、移位器2。
轨道1为常规直线导轨。
移位器2包括器座20、吊绳架21、移位机构22、以及用于监测吊绳架偏转角度和受力大小的角度传感器23和重力传感器24（也称为压力传感器）。
结合图3所示，吊绳架21包括吊带210、吊架211和吊兜212，其中吊带210自上端部连接在器座20上，吊架211连接在吊带210的下端部，吊兜212用于患者的吊立。
移位机构22包括驱动器座20沿着轨道1长度方向滑动的横移单元220、驱动吊绳架21上下升降的升降单元221。
角度传感器23与横移单元220和升降单元221连通，重力传感器24与升降单元221连通。在此，需要说明的是，角度传感器23与升降单元221之间不连通也是可以实施的，之所以，本实施例选择连通，主要是因为其能够避免患者在行走过程中受到竖直方向的瞬间拉力，改善行走中的稳定性，同时也减轻重力传感器所调节的力度。
具体的，G<F，其中G为患者自重，F为吊绳架21对患者所施加的拉力。在移位模式下，通过升降单元221将患者吊起，通过横移单元220实施患者移位。
吊带210卷通过卷放轴连接在器座20上，升降单元221用于驱动卷放轴的正反向转动释放或卷收吊带210的长短调整F的大小。这样一来，更加方便吊带所形成吊兜高度调整。
具体的，升降单元221包括卷放马达h、用于将卷绕马达h输出轴与卷放轴相传动连接的齿轮传动件。
横移单元220包括行走轮g1、马达g2、传动组件g3，其中行走轮g1能够在轨道1上移动，传动组件g3将马达g2与行走轮g1传动连接，角度传感器23与马达g2连通。
结合图4所示，患者直立吊在吊绳架21上，角度传感器23所测的角度为β，β=0゜时，G=F1+F2，其中G为患者自重，F1为康复训练所设定患者腿部承重力，F2为吊绳架对患者所施加的拉力。
行走时，器座20自动跟随且朝着角度传感器23所测偏转角度方向随动，F2=F×cosβ，G=F3+F×cosβ，其中F为重力传感器24所监测的拉力，F3为患者行走时腿部承重力，升降单元调节吊绳架的高度改变F和β的大小以调整F2使得F3≤F1。
同时，患者每行走一步的距离为d1，器座跟随移动的距离为d2，其中d1=d2，且d1和d2均为自始点至终点的垂直距离。这样一来，特别适用于康复中后期，防止康复过程中患者失稳造成其他伤害。
本例中，V1=cosβ×V2，T1=T2/cosβ,其中在平地行走时，S1=S2=d1=d2，其中S1为器座移动的位移，V1为器座移动的速度，T1为器座移动的时间，S2为器座移动的位移，V2为患者行走的速度，T2为患者形成位移需要的时间。这样一来，V1×T1= cosβ×V2×（T2/cosβ），且保持每平移一步后，患者都处于直立状态，以实现稳定的康复训练。
结合图5所示，V1=cosβ×V2，T1=T2,其中在阶梯行走时，d1=d2=S1=S2×cosβ，其中S1为器座移动的位移，V1为器座移动的速度，T1为器座移动的时间，S2为器座移动的位移，V2为患者行走的速度，T2为患者形成位移需要的时间。保持每行走一段坡长或一个阶梯后，患者都处于直立状态，以实现稳定的康复训练。
本例中，β为吊带210相对竖直方向偏转的夹角，重力传感器24用于监测吊带受到的作用力以控制升降单元的升降调整F的大小。
同时，β设定的阈值为[-5゜,5゜]，若偏转角度不在阈值内器座相对轨道运动跟随；若偏转角度在阈值内器座相对轨道静止。这样一来，形成器座自动跟随的角度偏差，以避免患者晃动造成器座误动作运动跟随。
角度传感器23位于器座20上，吊带210的上部自角度传感器23内部穿出设置，其中吊带210自由下垂时β=0゜。便于偏转角度的准确获取。
综上，本实施例具有以下工作模式：
1）移位模式：
移位机的吊带210将患者吊起脱离地面，并在器座20的左右运行中，将患者安全转移至需要的位置，然后通过吊带210的下降，将吊兜212拆除，以完成患者的移位。这样一来，避免护理人员搬运对患者造成伤害，减轻护理人员的劳动强度。
2）平地康复训练模式：
将吊兜212进行吊装患者，然后将患者吊立，此时G=F1+F2，其中G为患者自重，F1为康复训练所设定患者腿部承重力，F2为吊绳架对患者所施加的拉力，接下来，通过患者自身行走实施康复训练，患者向前后向后每行走一步，器座20根据患者向前或向后行走的速度自动跟随运行，吊绳架21相对偏转β，此时G=F3+F×cosβ，其中F为重力传感器24所监测的拉力，F3为患者行走时腿部承重力，同时由升降单元调节吊绳架的高度，改变F和β的大小以调整F2使得F3小于F1，当行走完一步后，β=0゜，且患者移动的距离和器座20的移动距离相等。这样一来，不仅有效的减轻患者腿部承重，适用于康复早期，而且还能够防止康复过程中患者失稳造成其他伤害。
3）阶梯康复训练模式：
在阶梯康复训练中，将吊兜212进行吊装患者，然后将患者吊立，此时G=F1+F2，其中G为患者自重，F1为康复训练所设定患者腿部承重力，F2为吊绳架21对患者所施加的拉力，接下来，患者上阶梯时，器座20根据患者向前或向后行走的速度自动跟随运行，吊绳架21相对偏转β，此时G=F3+F×cosβ，其中F为重力传感器24所监测的拉力，F3为患者行走时腿部承重力，同时由升降单元调节吊绳架的高度，改变F和β的大小以调整F2使得F3=F1，当行走完一阶梯后，β=0゜，且患者移动的垂直距离和器座20的移动距离相等。这样一来，不仅有效的减轻患者腿部承重，适用于康复中后期，而且还能够防止康复过程中患者失稳造成其他伤害。
综上，本发明在角度传感器和重力传感器同步监测下，患者行走时，器座自动跟随，并通过吊绳架高度调节，使得患者腿部提供合适的承重力，有效防止康复过程中患者失稳造成其他伤害，同时也适合康复初期、中后期患者在平地或斜坡或阶梯上行走的康复训练，提升移位机的实用性。
以上对本发明做了详尽的描述，但本发明不限于上述的实施例。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种康复训练用的移位机，其包括轨道、移位器，其中所述移位器包括器座、吊绳架、移位机构，所述移位机构包括驱动所述器座沿着所述轨道长度方向滑动的横移单元、驱动所述吊绳架上下升降的升降单元，其特征在于：所述移位器还包括用于监测所述吊绳架偏转角度和受力大小的角度传感器和重力传感器，其中所述角度传感器与所述横移单元，所述重力传感器与所述升降单元连通，患者直立吊在所述吊绳架上，角度传感器所测的角度为β，β＝0゜时，G＝F 1+F2，其中G为患者自重，F 1为康复训练所设定患者腿部承重力，F2为所述吊绳架对患者所施加的拉力，行走时，所述器座自动跟随且朝着所述角度传感器所测偏转角度方向随动，F2＝F×cosβ，G＝F3+F×cosβ，其中F为重力传感器所监测的拉力，F3为患者行走时腿部承重力，所述升降单元调节所述吊绳架的高度改变F的大小以调整F2使得F3≤F1；患者每行走一步的距离为d1，所述器座跟随移动的距离为d2，其中d 1＝d2，且d1和d2均为自始点至终点的垂直距离；β设定的阈值为[-5゜,5゜]，若偏转角度不在阈值内所述器座相对所述轨道运动跟随；若偏转角度在阈值内所述器座相对轨道静止。
2.根据权利要求1所述的康复训练用的移位机，其特征在于：V1＝cosβ×V2，T 1＝T2/cosβ,其中在平地行走时，S1＝S2＝d1＝d2，其中S1为器座移动的位移，V1为器座移动的速度，T 1为器座移动的时间，S2为器座移动的位移，V2为患者行走的速度，T2为患者形成位移需要的时间。
3.根据权利要求1所述的康复训练用的移位机，其特征在于：V1＝cosβ×V2，T 1＝T2,其中在阶梯或斜坡行走时，d 1＝d2＝S1＝S2×cosβ，其中S1为器座移动的位移，V1为器座移动的速度，T 1为器座移动的时间，S2为器座移动的位移，V2为患者行走的速度，T2为患者形成位移需要的时间。
4.根据权利要求1所述的康复训练用的移位机，其特征在于：所述角度传感器还与所述升降单元连通，所述器座随偏转方向同向移动时，所述升降单元根据偏转角度和所述重力传感器所监测所述吊绳架受到的作用力调整F和β的大小。
5.根据权利要求1所述的康复训练用的移位机，其特征在于：所述吊绳架包括吊带、吊架和吊兜，其中所述吊带自上端部连接在所述器座上，所述吊架连接在所述吊带的下端部，所述吊兜用于患者的吊立，β为所述吊带相对竖直方向偏转的夹角，所述重力传感器用于监测所述吊带受到的作用力以控制所述升降单元的升降调整F的大小。
6.根据权利要求5所述的康复训练用的移位机，其特征在于：所述角度传感器位于所述器座上，所述吊带的上部自所述角度传感器内部穿出设置，其中所述吊带自由下垂时β＝0゜。
7.根据权利要求5或6所述的康复训练用的移位机，其特征在于：所述吊带卷通过卷放轴连接在所述器座上，所述升降单元用于驱动所述卷放轴的正反向转动释放或卷收所述吊带的长短调整F的大小。
8.一种康复训练工艺，其特征在于：该工艺采用了权利要求1至7中任一项权利要求所述的移位机，且当患者在平地行走时，在角度传感器所测转向角度下器座自动跟随，同时在重力传感器所测力值，调整所述吊绳架的高度，调节F和β的大小，F3小于F1；当患者在斜坡或阶梯上行走时，在角度传感器所测转向角度下器座自动跟随，同时在重力传感器所测力值，调整所述吊绳架的高度，调节F和β的大小，F3等于F1。
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2022
- 2022-01-21 CN CN202210072649.9A patent/CN114469539B/zh active Active
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|---|---|
| CN114469539A (zh) | 2022-05-13 |
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