CN205163560U - 一种多功能步态康复训练器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能步态康复训练器，目的在于提供一种多功能步态康复训练机器人，其具有步长可调、脚踝姿态可控、趾骨关节可训练的多功能的步态康复训练机器人结构。本实用新型包括四大组成部分，即起支撑作用的机架、实现步态轨迹的步态运动模拟机构、实现脚踝姿态实时调整的脚踝姿态调整机构和进行趾骨关节康复训练的趾骨康复机构。一种多功能步态康复训练机器人可以应用于下肢患有运动功能障碍的患者进行步态轨迹行走、踝关节康复训练及趾骨关节康复等一系列下肢康复训练。

Description

一种多功能步态康复训练器

技术领域

本实用新型涉及一种医疗用的康复训练装置，尤其涉及一种多功能步态康复训练器。

背景技术

近年来，康复训练机器人对患者进行科学而又有效的康复训练的方式表现出来越来越多的优势。及早开展康复训练不仅能够维持关节活动度、防止关节挛缩，而且能够显著提高患者运动功能的最终恢复程度。其中被动训练是肢体运动康复训练疗法中的一种基本方法。

现有的有关步态康复训练机器人一般是通过大腿、小腿摆动和脚踝的转动实现对人类步态的模拟，忽略了不同步长对腿部肌肉运动机能的康复训练效果不同和脚踝姿态不同时期的姿态也不相同，更重要的是忽略了趾骨关节在整个康复训练过程中所起到的关键作用。一组完美的步态，必须允许患者能够轻松地、长时间正确地进行步行运动，才能达到康复训练的预期效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有步长可调、脚踝姿态可控、趾骨关节可训练的多功能步态康复训练器。

本实用新型的目的是这样实现的：包括支撑机架、步态运动模拟机构、脚踝姿态调整机构和趾骨关节康复机构，所述支撑机架下端前方设置有两个万向轮、下端后方设置有两个橡胶垫，所述支撑机架的前方固定安装有电机机架和U型立板，且所述U型立板位于电机机架的正上方，所述支撑机架的后方的两侧对称设置有滚轮槽；

所述步态运动模拟机构包括安装在所述电机机架上的驱动电机、安装在驱动电机输出轴上的小带轮、安装在U型立板之间的主轴、套装在主轴上的大带轮和设置在小带轮与大带轮之间的同步带，所述主轴的两端分别安装有曲柄，每个曲柄上设置有三个孔，每个第一连杆的一端通过曲柄销插装在其中一个孔中实现与曲柄的铰接连接，每个第一连杆的另一端固连有第二连杆，每个第二连杆的端部铰接安装有大滚轮，两个大滚轮分别安装在对应的滚轮槽中，每个第二连杆上还铰接安装有脚踏板；

所述脚踝姿态调整机构包括通过推杆支架对称铰接安装在支撑机架两侧的两个电动推杆，每个电动推杆的输出端铰接连接有第三连杆和第四连杆，每个第三连杆的端部与支撑机架铰接，每个第四连杆的端部铰接有长摆杆，每个长摆杆的端部与机架尾端支架铰接，且所述机架尾端支架安装在支撑机架的后方，每个长摆杆上设置有滑轨，滑轨上安装有滑块，滑块上安装有滑块支架，滑块支架通过销轴与脚踏板铰接；

所述趾骨关节康复机构包括两对滚轮导槽和安装在对应滚轮导槽上的两对小滚轮，每对滚轮导槽平行安装在滚轮槽上端，每个所述脚踏板包括带有连接件的脚踏板后板和脚踏板前板，脚踏板后板通过连接件与第二连杆铰接，脚踏板前板与脚踏板后板之间通过合页和扭力弹簧连接，每对所述小滚轮对称安装在对应脚踏板前板的下方。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型可以实现步长可调、脚踝姿态实时可控、趾骨关节可训练辅助康复训练。本实用新型的优势在于：可调整步长适应于步长不同的患者，脚踝姿态可调避免脚踝扭伤实现更加真实的康复训练，趾骨关节可训练使康复过程更加完整，更加接近真实人体步态规律。本实用新型可以应用于下肢患有运动功能障碍的患者进行步态轨迹行走、踝关节康复训练及趾骨关节康复等一系列下肢康复训练。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的步态轨迹模拟机构示意图；

图3是本实用新型的曲柄二维结构图；

图4是本实用新型的曲柄销的装配图；

图5是本实用新型的脚踝姿态调整机构结构示意图；

图6是本实用新型的跖趾关节康复机构结构示意图；

图7是本实用新型的脚踏板的结构示意图；

图8是本实用新型的脚踏板前板和脚踏板后板的连接结构图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

参照图1～8所示，一种多功能步态康复训练机器人，主要由支撑机架、步态运动模拟机构、脚踝姿态调整机构、趾骨关节康复机构等构成；所述所述支撑机架主要由机架1、电机支架2、U形立板3、滚轮槽15等组成，机架1下端前方装有两个万向轮，下端后方两角各有一个橡胶垫；所述电机支架2通过螺栓固结在机架1前方，U形立板3通过内六角螺钉固结与电机支架2正上方；所述滚轮槽15通过内六角螺钉固结于机架1后方，两滚轮槽15平行对称布置。

参照图2～4，步态运动模拟机构包括驱动电机4、小带轮26、同步带24、第一连杆22、曲柄销25、曲柄23、第二连杆16、脚踏板20、大滚轮14；

参照图2，所述电机4固结于电机支架2内部下方，小带轮26通过普通平键和紧钉螺钉与电机4输出轴相连；小带轮26与大带轮之间用T形齿同步带24相连；所述大带轮安装在U形立板3中间的主轴29上。

参照图3，所述主轴29两端通过普通平键和小圆螺母28分别与两个曲柄相连，并用轴承盖27密封；所述两个曲柄呈180°相位差对称布置，曲柄23和第一连杆22通过曲柄销连接，曲柄23内部有三排轴承孔，轴承31一端用轴肩定位，一端用孔用挡圈30定位。

参照图4，曲柄销由销头25、销轴33、橡胶头36、弹簧钢片34、卡销35组成；所述曲柄销内有一根弯曲的弹簧钢片34，在钢片的末端有一个卡销35，弹簧钢片34自然状态下销顶在曲柄销轴33内壁上，当弹簧钢片34受力弯曲时销缩进曲柄销轴33内部，曲柄销25就可顺利插进曲柄23上的孔中，撤去外力弹簧钢片34恢复原位又将卡销35定出去，挡住了轴承31的内圈，防止轴承31在轴向的窜动；所述第一连杆22另一端与第二连杆16通过内六角螺钉固结，第二连杆16另一端通过销轴与滚轮铰接连接；所述脚踏板通过销轴与第二连杆铰接于中间位置；所述大滚轮14安装在滚轮槽15中，大滚轮14下端与滚轮槽15滚动接触，上端及两侧不与滚轮槽15接触。

电机4驱动小带轮26转动，进而带动大带轮转动，曲柄23随之绕主轴轴线匀速旋转，同时驱动第一连杆22、第二连杆16运动，连接在第二连杆16末端的大滚轮14在滚轮槽15中来回滚动，连接在第二连杆16中间的脚踏板20随之运动，脚踏板20运动的轨迹为一类似人体步态规律的椭圆轨迹。

将曲柄销25拔下，调整曲柄23和第一连杆22的连接位置，将第一连杆22和曲柄23上不同位置的孔对齐后将曲柄销23插进去即可实现三种不同步长的调整。

参照图5所示，为本实用新型的脚踝姿态调整机构结构图。所述脚踝姿态调整机构主要由两组电动推杆11、第三连杆6、第四连杆7、长摆杆10、滑轨9、滑块8、滑块支架21、脚踏板20等组成；所述电动推杆11通过电动推杆11底部支架与固定在机架1上的推杆支架12铰接连接，推杆头与第三连杆6、第四连杆7通过销轴铰接连接；所述第三连杆6另一端通过销轴与固定在机架1上的支架5铰接连接，第四连杆7另一端与长摆杆10前端通过销轴铰接连接；所述滑轨9通过一排内六角螺钉固定在长摆杆10上方，滑块8安装在滑轨9上；所述滑块8与滑块支架21固结，滑块支架21通过一根长销轴与安装在脚踏板20下方轴承配合并用螺母轴向定位；所述长摆杆10另一端通过销轴与机架尾端支架13铰接连接。

当电动推杆11向外伸出时，输出端就推动第三连杆6、第四连杆7将力施加到长摆杆10上，使得长摆杆10绕着尾端摆动，在长摆杆10摆动的同时滑块8在滑轨9上滑动，在滑块8滑动的同时滑块8上的滑块支架21和销轴推动脚踏板20绕着连接在第二连杆16的踏板轴转动，和脚踏板20连在一起的脚就会做相应的转动，实现脚踝角度的控制。将曲柄销25拔下，调整曲柄23和第一连杆22的位置，将第一连杆22和主轴两端轴孔相连即可以实现0步长下的踝关节单独康复训练。

参照图6～8所示，为本实用新型跖趾关节康复机构。跖趾关节康复机构包括小滚轮18、滚轮导槽19、脚踏板前板17、带有连接件的脚踏板后板38(需要说明的是：附图6和图7中标记38指在连接件所在的位置是为了和标记20加以区别，标记20时至脚踏板的整体结构的附图标记)、合页37和合页端盖40等组成。所述小滚轮18位于脚踏板前板17的下方，左右各一个；所述滚轮导槽19通过内六角螺钉固定在机架上滑轨槽15的上方，在滚轮导槽19的前端有一个圆弧过渡；所述脚踏板前板17和脚踏板后板38通过合页37相连，在合页37中间有一个扭力弹簧39，自然状态下脚踏板前板17和脚踏板后板38位于同一平面内，当脚踏板20运动到后面时，在脚踏板前板17下方的小滚轮18就会和滚轮导槽19接触，迫使合页37转动，脚踏板前板17和脚踏板后板38成一定的角度，实现模拟地面行走的功能，进一步实现趾骨关节的康复训练。

一种多功能步态康复训练机器人，它由支撑机架、步态运动模拟机构、脚踝姿态调整机构、趾骨关节康复机构组成。

本实用新型的目的是这样实现的：

1.所述支撑机架主要由机架、电机支架、U形立板、滚轮槽等组成，机架下端前方装有两个万向轮，下端后方两角各有一个橡胶垫；所述电机支架通过螺栓固结在机架前方，U形立板通过内六角螺钉固结与电机支架正上方；所述滚轮槽通过内六角螺钉固结于机架后方，两滚轮槽平行对称布置。

2.步态运动模拟机构包括：电机、小带轮、皮带、大带轮、曲柄、第一连杆、第二连杆、脚踏板、滚轮等；所述电机固结于电机支架内部下方，小带轮通过普通平键和紧钉螺钉与电机输出轴相连；小带轮与大带轮之间用T形齿同步带相连；所述大带轮安装在U形立板中间的主轴上，主轴两端通过普通平键和小圆螺母分别与两个曲柄相连；所述两个曲柄呈180°相位差对称布置，曲柄和第一连杆通过曲柄销连接；所述曲柄销内有一根弯曲的弹簧钢片，在钢片的末端有一个销，弹簧钢片自然状态下销顶在曲柄销轴内壁上，当弹簧钢片受力弯曲时销缩进曲柄销轴内部，曲柄销就可顺利插进曲柄上的孔中，撤去外力弹簧钢片恢复原位又将销定出去，挡住了轴承的内圈，防止轴承在轴向的窜动；所述第一连杆另一端与第二连杆通过内六角螺钉固结，第二连杆另一端通过销轴与滚轮铰接连接；所述脚踏板通过销轴与第二连杆铰接于中间位置；所述滚轮安装在滚轮槽中，滚轮下端与滚轮滚动接触，上端及两侧不与滚轮槽接触。

进一步的电机驱动小带轮转动，进而带动大带轮转动，曲柄随之绕主轴轴线匀速旋转，同时驱动第一连杆、第二连杆运动，连接在第二连杆末端的滚轮在滚轮槽中来回滚动，连接在第二连杆中间的脚踏板随之运动，脚踏板运动的轨迹为一类似人体步态规律的椭圆轨迹。

进一步将曲柄销拔下，调整曲柄和连杆的位置，将连杆和曲柄上不同位置的孔对齐后将曲柄销插进去即可实现三种不同步长的调整。

3.脚踝姿态调整机构主要由两组电动推杆、第三连杆、第四连杆、滑轨滑块组合、脚踏板等组成；所述两组电动推杆分别通过电动推杆底部支架与机架铰接连接，推杆头与第三连杆、第四连杆通过销轴铰接连接；所述第三连杆另一端通过销轴与机架铰接连接，第四连杆另一端与长摆杆前端通过销轴铰接连接；所述滑轨通过一排内六角螺钉固定在长摆杆上方，滑块安装在滑轨上；所述滑块与滑块支架固结，滑块支架通过一根长销轴与安装在脚踏板下方轴承配合并用螺母轴向定位；所述长摆杆另一端通过销轴与机架尾端支架铰接连接。

进一步的当电动推杆向外伸出时，输出端就推动连杆带动将力施加到长摇杆上，使得长摇杆绕着尾端摆动，在长摇杆摆动的同时滑块在滑轨上滑动，在滑块滑动的同时滑块上的支架和销轴推动脚踏板绕着连接在连杆的踏板轴转动，和脚踏板连在一起的脚就会做相应的转动，实现脚踝角度的控制。

进一步的将曲柄销拔下，调整曲柄和连杆的位置，将第一连杆和主轴两端轴孔相连即可以实现0步长下的踝关节单独康复训练。

4.趾骨康复机构包括脚踏板前板、脚踏板后板、小滚轮、滚轮导槽等；所述脚踏板前板和脚踏板后板通过合页相连，在合页中间有一个扭力弹簧；所述小滚轮位于脚踏板前板的下方，左右各一个；所述滚轮导槽通过内六角螺钉固定在机架上滑轨槽的上方，在滚轮导槽的前端有一个圆弧过渡。自然状态下由于扭矩弹簧的作用，脚踏板前脚掌和脚踏板后脚掌位于同一平面内；当前脚掌受力时向内弯曲成一定角度。

进一步的当脚踏板运动到后面时，在前脚掌下方的小滚轮就会和滚轮导槽接触，迫使合页转动，脚踏板前脚掌和脚踏板后脚掌成一定的角度，实现模拟地面行走的功能，进一步实现趾骨关节的康复训练。

本实用新型由支撑机架、步态运动模拟机构、脚踝姿态调整机构、趾骨关节康复机构组成。所述支撑机架主要由机架、电机支架、U形立板、滚轮槽等组成，机架下端前方装有两个万向轮，下端后方两角各有一个橡胶垫；所述电机支架通过螺栓固结在机架前方，U形立板通过内六角螺钉固结与电机支架正上方；所述滚轮槽通过内六角螺钉固结于机架后方，两滚轮槽平行对称布置。

步态运动模拟机构包括：电机、小带轮、皮带、大带轮、曲柄、第一连杆、第二连杆、脚踏板、滚轮等；所述电机固结于电机支架内部下方，小带轮通过普通平键和紧钉螺钉与电机输出轴相连；小带轮与大带轮之间用T形齿同步带相连；所述大带轮安装在U形立板中间的主轴上，主轴两端通过普通平键和小圆螺母分别与两个曲柄相连；所述两个曲柄呈180°相位差对称布置；所述连杆一端与曲柄铰接，另一端与滚轮铰接；所述脚踏板通过销轴与第二连杆铰接于中间位置；所述滚轮安装在滚轮槽中，滚轮下端与滚轮滚动接触，上端及两侧不与滚轮槽接触。

脚踝姿态调整机构主要由两组电动推杆、第三连杆、第四连杆、滑轨滑块组合、脚踏板等组成；所述两组电动推杆分别通过电动推杆底部支架与机架铰接连接，推杆头与第三连杆、第四连杆通过销轴铰接连接；所述第三连杆另一端通过销轴与机架铰接连接，第四连杆另一端与长摆杆前端通过销轴铰接连接；所述滑轨通过一排内六角螺钉固定在长摆杆上方，滑块安装在滑轨上；所述滑块与滑块支架固结，滑块支架通过一根长销轴与安装在脚踏板下方轴承配合并用螺母轴向定位；所述长摆杆另一端通过销轴与机架尾端支架铰接连接。

趾骨康复机构包括脚踏板前板、脚踏板后板、小滚轮、滚轮导槽等；所述脚踏板前板和脚踏板后板通过合页相连，在合页中间有一个扭力弹簧；所述小滚轮位于脚踏板前板的下方，左右各一个；所述滚轮导槽通过内六角螺钉固定在机架上滑轨槽的上方，在滚轮导槽的前端有一个圆弧过渡。

通过调整第一连杆与曲柄的连接位置，可实现三种不同的步长情况下的步态康复训练功能。

电动推杆伸缩推动长摆杆绕后连接轴轴线摆动，使滑块在固结于长摆杆上的滑轨滑动，推动脚踏板绕踏板轴转动，使脚踝姿态发生改变，实现踝关节康复训练。

通过将第一连杆接与主轴两端的输出轴孔相连接，可实现0步长下踝关节的单独康复训练。

在训练中加入了一种趾骨关节调整的机构，可进行趾骨关节的康复训练。

Claims (1)

1.一种多功能步态康复训练器，其特征在于：包括支撑机架、步态运动模拟机构、脚踝姿态调整机构和趾骨关节康复机构，所述支撑机架下端前方设置有两个万向轮、下端后方设置有两个橡胶垫，所述支撑机架的前方固定安装有电机机架和U型立板，且所述U型立板位于电机机架的正上方，所述支撑机架的后方的两侧对称设置有滚轮槽；

所述步态运动模拟机构包括安装在所述电机机架上的驱动电机、安装在驱动电机输出轴上的小带轮、安装在U型立板之间的主轴、套装在主轴上的大带轮和设置在小带轮与大带轮之间的同步带，所述主轴的两端分别安装有曲柄，每个曲柄上设置有三个孔，每个第一连杆的一端通过曲柄销插装在其中一个孔中实现与曲柄的铰接连接，每个第一连杆的另一端固连有第二连杆，每个第二连杆的端部铰接安装有大滚轮，两个大滚轮分别安装在对应的滚轮槽中，每个第二连杆上还铰接安装有脚踏板；

所述脚踝姿态调整机构包括通过推杆支架对称铰接安装在支撑机架两侧的两个电动推杆，每个电动推杆的输出端铰接连接有第三连杆和第四连杆，每个第三连杆的端部与支撑机架铰接，每个第四连杆的端部铰接有长摆杆，每个长摆杆的端部与机架尾端支架铰接，且所述机架尾端支架安装在支撑机架的后方，每个长摆杆上设置有滑轨，滑轨上安装有滑块，滑块上安装有滑块支架，滑块支架通过销轴与脚踏板铰接；

所述趾骨关节康复机构包括两对滚轮导槽和安装在对应滚轮导槽上的两对小滚轮，每对滚轮导槽平行安装在滚轮槽上端，每个所述脚踏板包括带有连接件的脚踏板后板和脚踏板前板，脚踏板后板通过连接件与第二连杆铰接，脚踏板前板与脚踏板后板之间通过合页和扭力弹簧连接，每对所述小滚轮对称安装在对应脚踏板前板的下方。