CN116327567A - 一种辅助坐站行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及理疗装置技术领域，公开一种辅助坐站行走装置，包括机架、连杆组件、电推杆及其控制组件、躯干支撑组件；机架包括铰孔边框，铰孔边框共两组，左右对称布置，两组铰孔边框之间通过横梁组相连接；连杆组件共两组，分别铰接在机架的铰孔边框上方；电推杆及其控制组件包括电推杆和控制组件，电推杆一端固定在铰孔边框上，另一端与连杆组件铰接；连杆组件的末端连接躯干支撑组件，连杆组件在电推杆的作用下带动躯干支撑组件运动，其运动轨迹拟合人体肩关节、髋关节完成坐站动作时的运动轨迹。本发明的运动机构能够拟合人体肩关节、髋关节在坐站动作的运动轨迹，在坐站动作中提供辅助助力和行走辅助。

Description

一种辅助坐站行走装置

技术领域

本发明涉及理疗装置技术领域，具体涉及一种辅助坐站行走装置。

背景技术

脑卒中患者的康复、站立和行走训练等理疗的各类人群中，都承受着关节问题、肌群无力、肌肉不能自主控制等带来的不便和/或痛苦。目前无论是单独的站立行走康复理疗器械还是与集轮椅为一体的康复理疗椅大多结构复杂，并且不能直接赋予使用者向上的力，完全需要患者自主用力，对站立康复理疗训练不利，站立康复效果不佳，训练时间长。

中国发明专利申请CN101947180A公开一种辅助站立训练器，使用者身着安全带且安全带上挂钩与扶手上的安全带挂钩连接在一起，通过膝盖顶在膝顶板上使身体前倾，通过电机、钢丝绳、伸缩管、固定管等结构作用带动扶手向上抬，从而带动使用者站立，上述申请虽可以给使用者前倾和向上的力，但直接通过安全带将使用者向上抬起，身体缺乏支撑，舒适性差，安全性不佳。

因此，设计一款能让据有此类问题的人群在安全的、舒适的、较不费力的情况下站立、行走、坐下的运动的理疗装置意义重大。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种辅助坐站行走装置，结构简单、使用便捷，可轻松、舒适、安全的带动使用者完成从坐立到站立、从站立到坐立的训练过程。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

一种辅助坐站行走装置，包括机架、连杆组件、电推杆及其控制组件、躯干支撑组件；

所述机架包括铰孔边框，所述铰孔边框共两组，左右对称布置，两组铰孔边框之间通过横梁组相连接，连接后整体呈向前开口的“U”型；所述连杆组件共两组，左右对称布置，铰接在机架的铰孔边框上方；所述电推杆及其控制组件包括电推杆和控制组件，所述电推杆一端固定在铰孔边框上，另一端与连杆组件铰接，电推杆在控制组件的控制下实现伸缩运动；所述连杆组件的末端连接躯干支撑组件，所述连杆组件在电推杆的作用下带动躯干支撑组件运动，其运动轨迹拟合人体肩关节、髋关节完成坐站动作时的运动轨迹。

进一步地，所述连杆组件包括主动连杆、耦合连杆、躯干支撑连杆、平行连杆I、平行连杆II，所述主动连杆一端与铰孔边框前部顶端铰接，主动连杆另一端通过销轴连接平行连杆II的一端，平行连杆II的另一端铰接躯干支撑连杆的下端；所述主动连杆的中部通过销轴连接耦合连杆的中部，耦合连杆前端铰接至躯干支撑连杆的中部，耦合连杆后端铰接平行连杆I的一端，平行连杆I的另一端铰接至铰孔边框的后部顶端；躯干支撑连杆的上端为自由端，连接躯干支撑组件；两平行连杆I相向面之间连接同步连接杆。

进一步地，所述主动连杆边长CO_A与边长CD之比等于1.3；所述耦合连杆呈弓形，两段弓臂的夹角范围为130°～150°，所述耦合连杆边长PC与边长CE之比等于0.77，所述耦合连杆边长PC与平行连杆长度之比为0.66；所述躯干支撑连杆呈近似倒立的“Z”字型，躯干支撑连杆的下连杆与中连杆的夹角、中连杆与上连杆的夹角为钝角，躯干支撑连杆的下连杆的底部铰接平行连杆II，下连杆与中连杆的拐点处铰接耦合连杆，躯干支撑连杆的上连杆设有固定孔，用于连接躯干支撑组件；所述连杆组件在电推杆的作用下，其末端P点的运动轨迹可拟合人体肩关节、髋关节完成坐站动作时的运动轨迹。

进一步地，所述控制组件包括位置传感器、限位传感器和电控箱，两个电推杆左右对称布置在两侧铰孔边框上，电推杆一端通过销轴铰接在铰孔边框上，另一端通过销轴铰接在主动连杆的铰孔上，位置传感器和限位传感器安装在电推杆上；电控箱安装在调宽伸缩杆件上，电控箱内设有电推杆手动开关、手动和自动模式切换开关、电推杆驱动器、控制模块、电池及充电模块。

进一步地，所述躯干支撑组件包括伸缩柱，伸缩柱下方与连杆组件的躯干支撑连杆滑动连接，伸缩柱中部固定套设有躯干支撑管座，伸缩柱顶部连接臂托，臂托的后方连接把手；所述躯干支撑管座还滑动连接有腋托支管，腋托支管顶部连接腋托。

进一步地，所述伸缩柱的下方设有滑槽，所述躯干支撑连杆连接在滑槽内，滑槽的侧壁上设有长条形孔，躯干支撑连杆与伸缩柱通过紧固件锁紧固定，所述把手插设在臂托内，把手的插设深度可调。

进一步地，所述腋托支管插设在躯干支撑管座内并通过紧固件锁紧固定，所述腋托通过T型连接块与腋托支管连接，所述T型连接块顶部设有滑轨，所述腋托前后滑动连接在T型连接块的滑轨内。

进一步地，还设有安全约束带，所述安全约束带的顶部两端分别连接至两侧的躯干支撑管座；所述躯干支撑管座下方设有挂环，所述安全约束带两侧设有挂钩。

进一步地，还设有操作控制开关，所述操作控制开关与电推杆及其控制组件电器连接，所述操作控制开关(背部设有安装孔，所述操作控制开关通过轴孔配合安装在把手上。

进一步地，所述横梁组、同步连接杆为伸缩杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

本发明的装置的运动机构能够拟合人体肩关节、髋关节在坐站动作的运动轨迹，具有舒适性和安全性，操作简便，在坐站动作中提供辅助助力，可用于坐站运动康复训练、日常生活中无法自主完成坐站动作的人群使用，有利于功能恢复，提升生活质量；

本发明的装置可根据使用者的体型进行宽度、高度、水平方向等多项高适应性调整，使用更舒适；

本发明的装置还可用于行走辅助，辅助行走过程中可始终保持使用者站立位且给予支撑，避免使用过程中因各种原因行走不稳或摔倒。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中机架和电推杆及其控制组件的结构示意图；

图3是本发明实施例中连杆组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中躯干支撑组件的结构示意图；

图5是本发明实施例处于坐立位的结构示意图；

图6是本发明实施例处于站立位的结构示意图；

图7是本发明实施例中连杆组件末端的运动轨迹示意图；

图8是本发明实施例中连杆组件机构示意图。

附图标记：1-机架、2-连杆组件、3-电推杆及其控制组件，4-躯干支撑组件，1.1-铰孔边框、1.2-拉杆、1.3-横梁组、1.4-电控箱、1.5-万向刹车轮、2.1-主动连杆、2.2-耦合连杆、2.3-躯干支撑连杆、2.4-平行连杆I、2.5-平行连杆II、2.6-同步连接杆、3.1-电推杆、3.2-位置传感器、3.3-极限位置传感器、4.1-伸缩柱、4.2-腋托、4.3-腋托支管、4.4-T型连接块、4.5-臂托、4.6-躯干支撑管座、4.7-把手、4.8-安全约束带、4.9-操作控制器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

一种辅助坐站行走装置，包括机架1、连杆组件2、电推杆及其控制组件3、躯干支撑组件4。

所述机架1包括铰孔边框1.1，所述铰孔边框1.1共两组，左右对称布置，两组铰孔边框1.1之间通过横梁组1.3相连接，连接后整体呈向前开口的“U”型；所述连杆组件2共两组，左右对称布置，铰接在机架1的铰孔边框1.1上方；所述电推杆及其控制组件3包括电推杆3.1和控制模块，所述电推杆3.1一端固定在铰孔边框1.1上，另一端与连杆组件2铰接，电推杆3.1在控制模块的控制下实现伸缩运动；所述连杆组件2的末端连接躯干支撑组件4，所述连杆组件2在电推杆3.1的作用下带动躯干支撑组件4运动，躯干支撑组件4的运动轨迹拟合人体肩关节、髋关节完成坐站动作时的运动轨迹。

具体的，所述铰孔边框1.1近似呈“U”型，包括前竖梁1.11、底横梁1.12和后竖梁1.13，所述前竖梁1.11呈向后竖梁1.13弯折的折线型，所述前竖梁1.11和后竖梁1.13的上端侧壁通过拉杆1.2固连；所述底横梁1.12与后竖梁1.13之间连接有支撑斜梁1.14，加强机架的整体稳定性。进一步地，所述铰孔边框1.1的前后两脚设有万向刹车轮1.5。

所述连杆组件包括主动连杆2.1、耦合连杆2.2、躯干支撑连杆2.3、平行连杆I2.4、平行连杆II2.5，所述连杆组件共两组，左右对称布置，所述主动连杆2.1一端与铰孔边框1.1前部顶端铰接，另一端通过销轴连接平行连杆II2.5的一端，平行连杆II2.5的另一端铰接躯干支撑连杆2.3的下端；所述主动连杆2.1的中部通过销轴连接耦合连杆2.2的中部，耦合连杆2.2前端铰接至躯干支撑连杆2.3的中部，耦合连杆2.2后端铰接平行连杆I2.4的一端，平行连杆I2.4的另一端铰接至铰孔边框1.1的后部顶端；躯干支撑连杆2.3的上端为自由端，连接躯干支撑组件；两平行连杆I2.4相向面之间连接同步连接杆2.6。

进一步地，所述耦合连杆2.2呈弓形，两段弓臂的夹角范围为130°～150°，所述躯干支撑连杆2.3呈近似倒立的“Z”字型，躯干支撑连杆2.3的下连杆与中连杆的夹角、中连杆与上连杆的夹角为钝角，躯干支撑连杆2.3的下连杆的底部铰接平行连杆II2.5，下连杆与中连杆的拐点处铰接耦合连杆2.2，躯干支撑连杆2.3的上连杆设有固定孔，用于连接躯干支撑组件。所述连杆组件的机构示意简图见图8，所述主动连杆2.1边长COA与边长CD之比等于1.3，所述耦合连杆2.2边长PC与边长CE之比等于0.77，所述耦合连杆2.2边长PC与平行连杆2.4边长EOB长度之比为0.6；以上比例关系为优选取值，实际比例关系还可在±5％范围内波动。所述连杆组件在电推杆3.1的作用下，其末端P点的运动轨迹可拟合人体肩关节、髋关节完成坐站动作时的运动轨迹。

所述电推杆及其控制组件3包括电推杆3.1和控制模块，所述控制模块包括位置传感器3.2、限位传感器3.3和电控箱1.4，两个电推杆3.1左右对称布置在两侧铰孔边框1.1上，电推杆3.1一端通过销轴铰接在铰孔边框上1.1，另一端通过销轴铰接在主动连杆2.1的铰孔上，位置传感器3.2和限位传感器3.3安装在电推杆3.1上；电控箱1.4安装在调宽伸缩杆件1.3上，电控箱1.4内设有电推杆手动开关、手动和自动模式切换开关、电推杆驱动器、控制单元、电池及充电模块。

所述躯干支撑组件4共两组，左右对称地安装在两组连杆组件上方，包括伸缩柱4.1，伸缩柱4.1下方与连杆组件的躯干支撑连杆2.3滑动连接，伸缩柱4.1中部固定套设有躯干支撑管座4.6，伸缩柱4.1顶部连接臂托4.5，臂托4.5的后方连接把手4.7；所述躯干支撑管座4.6还滑动连接有腋托支管4.3，腋托支管4.3顶部连接腋托4.2。进一步地，所述伸缩柱4.1的下方设有滑槽，所述躯干支撑连杆2.3连接在滑槽内，可上下移动位置以调节臂托的高度，滑槽的侧壁上设有长条形孔，躯干支撑连杆2.3与伸缩柱4.1通过紧固件锁紧固定。所述把手4.7插设在臂托4.5内，把手4.7的插设深度可调，从而调节把手4.7与臂托的前后距离；所述腋托支管4.3插设在躯干支撑管座4.6内并通过紧固件锁紧固定，可根据使用者体型调整高度位置并锁定；所述腋托4.2通过T型连接块4.4与腋托支管4.3连接，所述T型连接块4.4顶部设有滑轨，所述腋托4.2前后滑动连接在T型连接块4.4的滑轨内，可根据使用者体型调整水平方向位置并锁定。

进一步地，还设有安全约束带4.8，所述安全约束带4.8的顶部两端分别连接至两侧的躯干支撑管座4.6；具体的，所述躯干支撑管座4.6下方设有挂环，所述安全约束带4.8两侧设有挂钩，可根据需要灵活安装或拆卸安全约束带4.8。

进一步地，还设有操作控制开关4.9，所述操作控制开关4.9与电推杆及其控制组件3电器连接；所述操作控制开关4.9背部设有安装孔，通过背部安装孔轴孔配合安装在把手4.7上，可根据手部调整角度，方便操作。

为了能更好的理解本发明的工作原理，将本发明的工作过程和使用方法叙述一遍：

工作过程包括准备过程、坐立位到站立位过程、辅助行走、站立位到坐立位过程。

准备过程：使用者坐在常规单人座椅上，将本装置开口侧朝向使用者正面放置在合适位置，将万向刹车轮置于刹车锁紧状态。使用者根据需要选择是否穿戴安全约束带，根据患者的身高、体宽、臂长等体型调整U型空间宽度、躯干支撑组件中各部件的高度和水平位置，以适应各种使用者，达到最佳的舒适性。腋下部位顶在腋托上，前臂放置在臂托上，手部可选择性的抓住把手或操作控制开关，此时整个连杆机构处于最低位置。

坐立位到站立位过程：使用者通过操作控制开关使电推杆受控推出，经过连杆组件传动到躯干支撑组件，带动使用者从坐立位逐步提升到站立位；使用者可根据自身情况操作控制开关在中间任意位置停止。在提升过程中，躯干支撑连杆的末端的运动轨迹能够拟合人体肩关节、髋关节在坐站动作的运动轨迹；

辅助行走：将使用者提升至站立位后，将万向刹车轮置于刹车松开状态，可在满足通过性要求的空间下，跟随使用者移动，辅助行走过程中可始终保持使用者站立位，避免使用因各种原因行走不稳或摔倒；

站立位到坐立位过程：使用者通过操作控制开关使电推杆受控收回到下极限，经过连杆组件传动到躯干支撑组件，带动使用者从站立位逐步下降到坐立位；在下降过程中，躯干支撑连杆的末端的运动轨迹能够拟合人体肩关节、髋关节在坐站动作的运动轨迹；可在坐立位位置将万向刹车轮置于刹车锁紧状态，解除安全约束带。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种辅助坐站行走装置，其特征在于：包括机架(1)、连杆组件(2)、电推杆及其控制组件(3)、躯干支撑组件(4)；

所述机架(1)包括铰孔边框(1.1)，所述铰孔边框(1.1)共两组，左右对称布置，两组铰孔边框(1.1)之间通过横梁组(1.3)相连接，连接后整体呈向前开口的“U”型；所述连杆组件(2)共两组，左右对称布置，铰接在机架(1)的铰孔边框(1.1)上方；所述电推杆及其控制组件(3)包括电推杆(3.1)和控制模块，所述电推杆(3.1)一端固定在铰孔边框(1.1)上，另一端与连杆组件(2)铰接，电推杆(3.1)在控制模块的控制下实现伸缩运动；所述连杆组件(2)的末端连接躯干支撑组件(4)，所述连杆组件(2)在电推杆(3.1)的作用下带动躯干支撑组件(4)运动，躯干支撑组件(4)的运动轨迹拟合人体肩关节、髋关节完成坐站动作时的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：所述连杆组件包括主动连杆(2.1)、耦合连杆(2.2)、躯干支撑连杆(2.3)、平行连杆I(2.4)、平行连杆II(2.5)，所述主动连杆(2.1)一端与铰孔边框(1.1)前部顶端铰接，主动连杆(2.1)另一端通过销轴连接平行连杆II(2.5)的一端，平行连杆II(2.5)的另一端铰接躯干支撑连杆(2.3)的下端；所述主动连杆(2.1)的中部通过销轴连接耦合连杆(2.2)的中部，耦合连杆(2.2)前端铰接至躯干支撑连杆(2.3)的中部，耦合连杆(2.2)后端铰接平行连杆I(2.4)的一端，平行连杆I(2.4)的另一端铰接至铰孔边框(1.1)的后部顶端；躯干支撑连杆(2.3)的上端为自由端，连接躯干支撑组件；两平行连杆I(2.4)相向面之间连接同步连接杆(2.6)。

3.根据权利要求2所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：所述主动连杆(2.1)边长CO_A与边长CD之比等于1.3；所述耦合连杆(2.2)呈弓形，两段弓臂的夹角范围为130°～150°，所述耦合连杆(2.2)边长PC与边长CE之比等于0.77，所述耦合连杆(2.2)边长PC与平行连杆(2.4)长度之比为0.66；所述躯干支撑连杆(2.3)呈近似倒立的“Z”字型，躯干支撑连杆(2.3)的下连杆与中连杆的夹角、中连杆与上连杆的夹角为钝角，躯干支撑连杆(2.3)的下连杆的底部铰接平行连杆II(2.5)，下连杆与中连杆的拐点处铰接耦合连杆(2.2)，躯干支撑连杆(2.3)的上连杆设有固定孔，用于连接躯干支撑组件；所述连杆组件在电推杆(3.1)的作用下，其末端P点的运动轨迹可拟合人体肩关节、髋关节完成坐站动作时的运动轨迹。

4.根据权利要求2所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：所述控制模块包括位置传感器(3.2)、限位传感器(3.3)和电控箱(1.4)，两个电推杆(3.1)左右对称布置在两侧铰孔边框(1.1)上，电推杆(3.1)一端通过销轴铰接在铰孔边框上(1.1)，另一端通过销轴铰接在主动连杆(2.1)的铰孔上，位置传感器(3.2)和限位传感器(3.3)安装在电推杆(3.1)上；电控箱(1.4)安装在调宽伸缩杆件(1.3)上，电控箱(1.4)内设有电推杆手动开关、手动和自动模式切换开关、电推杆驱动器、控制单元、电池及充电模块。

5.根据权利要求2所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：所述躯干支撑组件包括伸缩柱(4.1)，伸缩柱(4.1)下方与连杆组件的躯干支撑连杆(2.3)滑动连接，伸缩柱(4.1)中部固定套设有躯干支撑管座(4.6)，伸缩柱(4.1)顶部连接臂托(4.5)，臂托(4.5)的后方连接把手(4.7)；所述躯干支撑管座(4.6)还滑动连接有腋托支管(4.3)，腋托支管(4.3)顶部连接腋托(4.2)。

6.根据权利要求5所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：所述伸缩柱(4.1)的下方设有滑槽，所述躯干支撑连杆(2.3)连接在滑槽内，滑槽的侧壁上设有长条形孔，躯干支撑连杆(2.3)与伸缩柱(4.1)通过紧固件锁紧固定，所述把手(4.7)插设在臂托(4.5)内，把手(4.7)的插设深度可调。

7.根据权利要求5所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：所述腋托支管(4.3)插设在躯干支撑管座(4.6)内并通过紧固件锁紧固定，所述腋托(4.2)通过T型连接块(4.4)与腋托支管(4.3)连接，所述T型连接块(4.4)顶部设有滑轨，所述腋托(4.2)前后滑动连接在T型连接块(4.4)的滑轨内。

8.根据权利要求5所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：还设有安全约束带(4.8)，所述安全约束带(4.8)的顶部两端分别连接至两侧的躯干支撑管座(4.6)；所述躯干支撑管座(4.6)下方设有挂环，所述安全约束带(4.8)两侧设有挂钩。

9.根据权利要求5所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：还设有操作控制开关(4.9)，所述操作控制开关(4.9)与电推杆及其控制组件(3)电器连接，所述操作控制开关(4.9)背部设有安装孔，所述操作控制开关(4.9)通过轴孔配合安装在把手(4.7)上。

10.根据权利要求2所述的辅助坐站行走装置，其特征在于：所述横梁组(1.3)、同步连接杆(2.6)为伸缩杆。

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