CN209899980U - 一种腿部关节训练装置及行走恢复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种腿部关节训练装置及行走恢复装置，所述腿部关节训练装置包括第一结构支臂、第二结构支臂以及大腿支撑结构组件。所述腿部关节训练装置通过伞形齿轮的配合进行传动，传动效率高，且减小了腿部关节训练装置的体积，提高了腿部关节训练装置的灵活性；大腿支撑结构组件的设置，提高了所述腿部关节训练装置的舒适度和动作流畅性；另外，所述腿部关节训练装置上绝对式编码器的设置，可对患者的动作情况和数据进行及时反馈，使医疗师对患者的状况有更好地了解。

Description

一种腿部关节训练装置及行走恢复装置

技术领域

本实用新型涉及医疗机械领域，具体而言，涉及一种腿部关节训练装置及行走恢复装置。

背景技术

腿部损伤是临床较常见的创伤之一，腿部损伤的致残率较高，腿部损伤在进行临床手术后需要进行康复治疗，但康复治疗的效果一直困扰着患者和医疗师。若康复治疗效果不佳，会严重影响患者的生活质量和患者的劳动能力，对患者的生活造成较大的影响。因此，各个厂商一直在研究和制造康复治疗效果更佳的康复仪器，以帮助患者腿部损伤的康复。

市场上常见的康复仪器，普遍存在体积大、灵活性差和舒适度低的问题，体积大、灵活性较差以及舒适度低的问题会对患者的使用带来不便，一定程度地降低了康复治疗的效果；另外，市场上常见的康复仪器普遍没有设置数据反馈的设备，医疗师无法通过数据对患者的状况进行评估，加大了误判和错判的可能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种腿部关节训练装置及行走恢复装置，所述腿部关节训练装置有体积小、灵活性好以及舒适高的优点，另外还能将运动情况和数据进行反馈，使医疗师更好地评估患者的情况。

相应地，本实用新型实施例提供了一种腿部关节训练装置，所述腿部关节训练装置包括第一结构支臂、第二结构支臂以及大腿支撑结构组件，所述第二结构支臂的一端基于转轴与所述第一结构支臂铰接，所述大腿支撑结构组件固定在所述第二结构支臂的另一端上；

所述第一结构支臂上设置伺服电机和减速器，所述伺服电机的输出端与所述减速器的输入端连接；所述减速器的输出端连接有第一伞形齿轮；

所述转轴的两端基于轴承与所述第一结构支臂连接，所述第二结构支臂的两端分别基于第一平键、第二平键与所述转轴连接；所述转轴基于第二平键还连接有与所述第一伞形齿轮配合的第二伞形齿轮。

可选的实施方式，所述第一结构支臂的顶部固定有绝对式编码器，所述绝对式编码器的销轴上连接有第一同步轮；

所述转轴的一端上连接有第二同步轮；

所述第二同步轮与第一同步轮通过同步带连接。

可选的实施方式，所述转轴的两端设置有外螺纹，所述外螺纹设置在所述轴承安装位置的外侧；所述外螺纹上设置有紧固螺母；

所述转轴在所述轴承安装位置的内侧设置有转轴固定座；

基于所述紧固螺母和转轴固定座对所述转轴上的轴承进行轴向定位。

可选的实施方式，所述大腿支撑结构组件包括依次连接的滑块、滑轨、弹簧、过渡块、支撑骨架以及支撑部；

所述滑块固定在所述第二结构支臂底部的连接板上；所述滑轨与所述滑块滑动连接，所述过渡块固定在所述滑轨的一端；所述支撑骨架的一端与所述过渡块铰接，所述支撑部铰接在所述支撑骨架的另一端；

所述弹簧的一端基于螺栓连接在第二结构支臂上，所述弹簧的另一端基于螺栓连接在所述过渡块上。

可选的实施方式，所述支撑骨架的底部设置有骨架第一安装通孔和骨架第二安装通孔；

所述过渡块中设置有过渡块安装通孔，所述过渡块安装通孔的孔径与骨架第一安装通孔的孔径相等；

所述支撑骨架基于第一连接结构件与骨架第一安装通孔、过渡块安装通孔的配合与所述过渡块铰接。

可选的实施方式，所述过渡块的两侧设置有圆弧槽口；

所述圆弧槽口中设置有两个孔径相等但圆心位置相差90°的骨架固定通孔，且所述骨架固定通孔的孔径与所述骨架第二安装通孔的孔径相等；

所述支撑骨架基于第二连接结构件与骨架固定通孔、骨架第二安装通孔的配合固定在所述过渡块上。

可选的实施方式，所述支撑骨架的顶部设置有骨架第三安装通孔和骨架第四安装通孔；

所述支撑部上设置有支撑部安装通孔，所述支撑部安装通孔的孔径与骨架第三安装通孔的孔径相等；

所述支撑部基于第三连接结构件与支撑部安装通孔、骨架第三安装通孔的配合与所述支撑骨架铰接。

可选的实施方式，所述支撑部上还设置有支撑部圆弧形通孔，基于第四连接结构件与支撑部圆弧形通孔、骨架第四安装通孔的配合对支撑部与支撑固定的铰接进行限位。

另外，本实用新型实施例还提供了一种行走恢复装置，所述行走恢复装置包括上述任意一项所述的腿部关节训练装置。

本实用新型提供了一种腿部关节训练装置及行走恢复装置，所述腿部关节训练装置通过伺服电机和减速器提供动力，使得腿部关节训练装置的转速和转矩更加合理；所述腿部关节训练装置通过第一伞形齿轮与第二伞形齿轮的配合进行传动，传动效率高，且减小了腿部关节训练装置的体积，提高了腿部关节训练装置的灵活性；通过对所述支撑骨架和支撑部的调节，可使所述腿部关节训练装置更加贴合患者大腿，提高了腿部关节训练装置的舒适度；在运动过程中，滑轨和弹簧会根据患者大腿的动作沿滑块滑动，保证患者动作的正常进行，提高了腿部关节训练装置的动作流畅性；另外，所述腿部关节训练装置上绝对式编码器的设置，可对患者的动作情况和数据进行反馈，使医疗师对患者的状况有更好地了解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型实施例中腿部关节训练装置的三维结构视图；

图2是本实用新型实施例中第一结构支臂与第二结构支臂配合的三维结构视图；

图3是本实用新型实施例中第一结构支臂的三维结构视图；

图4是本实用新型实施例中第二结构支臂的三维结构视图；

图5是本实用新型实施例中第一结构支臂与第二结构支臂配合的局部剖视图；

图6是图5的局部放大视图；

图7是本实用新型实施例中第二结构支臂与大腿支撑结构组件3配合的三维结构视图；

图8是本实用新型实施例中过渡块的三维结构视图；

图9是本实用新型实施例中支撑部的三维结构视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例中腿部关节训练装置的三维结构视图。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种腿部关节训练装置，所述腿部关节训练装置包括第一结构支臂1、第二结构支臂2以及大腿支撑结构组件3；其中，所述第二结构支臂2的一端基于转轴4与第一结构支臂1铰接，所述大腿支撑结构组件3固定在第二结构支臂2的另一端上。

图2是本实用新型实施例中第一结构支臂与第二结构支臂配合的三维结构视图，图3是本实用新型实施例中第一结构支臂的三维结构视图，图4是本实用新型实施例中第二结构支臂的三维结构视图，图5是本实用新型实施例中第一结构支臂与第二结构支臂配合的局部剖视图，图6是图5的局部放大视图。

结合图1至图6，所述第一结构支臂1上设置有横板11，所述横板11上设置有伺服电机111和减速器112，所述伺服电机111的输出端与减速器112的输入端相连，所述减速器112基于螺栓固定在横板11上；另外，所述横板11的中心位置开有横板中心通孔，所述减速器112的输出端穿过所述横板中心通孔；而且，所述减速器112的输出端上键连接有第一伞形齿轮12。

需要说明的是，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，伺服电机可接收伺服控制系统发出的特定电信号，并将特定电信号转换成输出轴上的角位移或角速度输出，因此可通过对伺服控制系统对伺服电机的输出转速以及位置进行准确控制；在本实用新型实施例中，不对伺服电机111的类型进行限定，需要根据实际情况选择伺服电机111的类型。

需要说明的是，减速器是一种动力传递机构，减速器可将电机的转速减速到所需要的较低转速，并得到较大转矩的机构。本实用新型实施例中，所述腿部关节训练装置的动作不需要太高的转速但需要较大的转矩，因此在伺服电机111的输出端连接有减速器112，通过减速器112对伺服电机111的输出转速进行降速，同时提高伺服电机111的输出扭矩，使腿部关节训练装置的运行可以更加流畅。

所述第二结构支臂2的一端基于转轴4与第一结构支臂1铰接，具体的，所述第一结构支臂1的下部开有阶级通孔13，所述第二结构支臂2的上部开有圆形通孔21，所述转轴4同圆心地贯穿所述阶级通孔13和圆形通孔21。其中，所述转轴4的两端基于轴承41与所述第一结构支臂1连接；所述第二结构支臂2的连接位置在所述第一结构支臂1的内侧，所述第二结构支臂2的两端分别基于第一平键42、第二平键43与所述转轴4连接，连接后的所述第二结构支臂2与所述转轴4相对固定。而且，所述转轴4在所述轴承41的内侧设置有转轴固定座44；所述转轴4的两端加工有外螺纹，所述外螺纹加工在轴承41安装位置的外侧，且所述外螺纹上设置有紧固螺母45；通过阶级通孔13、轴承固定座44、紧固螺母45的配合对轴承41以及转轴4进行轴向定位，可避免轴承41和转轴4因发生轴向窜动导致腿部关节训练装置的震动和噪声变大，提高了腿部关节训练装置的传动稳定性。

特别的，所述转轴4上基于第二平键43还相对固定有与所述第一伞形齿轮12相配合的第二伞形齿轮22，且所述第二伞形齿轮22基于螺栓与所述第二结构支臂2相对固定。在本实用新型的具体实施过程中，伺服电机111输出轴的转动经减速器112传递到第一伞形齿轮12上，带动第一伞形齿轮12转动；所述第一伞形齿轮12与第二伞形齿轮22配合，带动第二伞形齿轮22和转轴4转动；由于第二伞形齿轮22与所述第二结构支臂2相对固定，因此所述第二结构支臂2也会随第二伞形齿轮22和转轴4转动。需要说明的是，所述第一伞形齿轮12的旋转轴与第二伞形齿轮22的旋转轴垂直，可见，采用伞形齿轮进行传动，可有效地节省传动件所需要的空间，一定程度地减小了腿部关节训练装置的体积，提高了腿部关节训练装置的灵活性；另外，采用伞形齿轮进行传动，还有传动效率高、传动比稳定、承载能力高、耐磨损，寿命长和噪音小等优点。

特别的，所述第一结构支臂1的顶部还固定有绝对式编码器14，所述绝对式编码器14的销轴上键连接有第一同步轮15；另外，转轴4的一端上基于平键46相对固定有第二同步轮23；所述第一同步轮15与第二同步轮23通过同步带16连接。需要说明的是，绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。在本实用新型实施例中，所述绝对式编码器14主要用于角度的测量：当转轴4和第二伞形齿轮22随第一伞形齿轮12转动时，所述第二同步轮23也会随转轴4的转动而转动，第二同步轮23的转动经同步带16传递到第一同步轮15，所述绝对式编码器14测量第一同步轮15的旋转角度，且所述绝对式编码器14测量到的旋转角度即为第二结构支臂2的实际旋转角度，所述实际旋转角度会反馈到伺服控制系统中。

图7是本实用新型实施例中第二结构支臂与大腿支撑结构组件3配合的三维结构视图，图8是本实用新型实施例中过渡块的三维结构视图，图9是本实用新型实施例中支撑部的三维结构视图。

结合图7至图9，所述第二结构支臂2的底部设置有连接板24，所述连接板24用来大腿支撑结构组件3的固定。其中，所述大腿支撑结构组件3包括滑块31、滑轨32、弹簧33、过渡块34、支撑骨架35以及支撑部36。

具体的，所述支撑骨架35的底部设置有骨架第一安装通孔和骨架第二安装通孔；所述过渡块中设置有过渡块安装通孔340，且所述过渡块安装通孔340的孔径与骨架第一安装通孔的孔径相同；所述支撑骨架35基于塞打螺栓与骨架第一安装通孔、过渡块安装通孔340的配合与所述过渡块34铰接，铰接后的支撑骨架35能以塞打螺栓为圆心进行转动。为了在使用过程中对支撑骨架35进行定位，所述过渡块34的两侧设置有圆弧槽口341，所述圆弧槽口341中设置有两个孔径相等但圆心位置相差90°的骨架固定通孔342，且所述骨架固定通孔342的孔径与所述骨架第二安装通孔的孔径相等；所述支撑骨架35基于拉销343与骨架固定通孔342、骨架第二安装通孔的配合固定在所述过渡块34上；所述支撑骨架35的位置可固定在第一结构支臂1的水平方向或垂直方向，方便使用。

具体的，所述支撑骨架35基于塞打螺栓与所述过渡块34连接，连接后的支撑骨架35能以塞打螺栓为圆心进行转动；为了在使用过程中对支撑骨架35进行定位，所述过渡块34的两侧设置有圆弧槽口341，所述圆弧槽口341中设置有两个孔径相等但圆心位置相差90°的骨架固定通孔342。在本实用新型具体实施过程中，所述拉销343的销杆直径与骨架固定通孔342的直径相等，可基于拉销343与骨架固定通孔342的配合对支撑骨架35进行固定，所述支撑骨架35的位置可固定在第一结构支臂1的水平方向或垂直方向，方便使用。

具体的，所述支撑骨架35的顶部设置有骨架第三安装通孔和骨架第四安装通孔；所述支撑部36上设置有支撑部安装通孔361，所述支撑部安装通孔361的孔径与所述骨架第三安装通孔的孔径相等；所述支撑部36基于塞打螺栓与骨架第三安装通孔、支撑部安装通孔361的配合与所述支撑骨架35铰接，铰接后的支撑部36能以塞打螺栓为圆心进行转动。为了在使用过程中对支撑部36的旋转角度进行限制，所述支撑部36上还设置有支撑部圆弧形通孔362，基于塞打螺栓与骨架第四安装通孔、支撑部圆弧形通孔362的配合对支撑部36与支撑骨架35的铰接角度进行限制，支撑部36适当的铰接角度可使支撑部36更贴合患者大腿，使腿部关节训练装置的舒适度更高。

本实用新型实施例提供了一种腿部关节训练装置，所述腿部关节训练装置的具体工作过程如下：使用前，对支撑骨架35和支撑部36的位置进行调节，并将患者的大腿固定在所述支撑部36上；通过伺服控制系统对伺服电机111进行控制，伺服电机111的转动通过减速器112、第一伞形齿轮12以及第二伞形齿轮22传递到第二结构支臂2和大腿支撑结构组件3上，带动第二结构支臂2和大腿支撑结构组件3进行转动；大腿支撑结构组件3的转动可抬起患者大腿，模拟患者的踏步状态；此时滑轨32和弹簧33会根据患者大腿的动作沿滑块31滑动，保证患者动作的正常进行；另外，第二结构支臂2的转动经第二同步轮23、同步带16以及第一同步轮15传递到绝对式编码器14中，绝对式编码器14将旋转角度反馈到伺服控制系统中，伺服控制系统根据运动情况驱动伺服电机111的运行，以此循环。

另外，本实用新型实施例还提供了一种行走恢复装置，所述行走恢复装置包含上述实施例中所述的腿部关节训练装置，所述腿部关节训练装置在所述行走恢复装置中起到辅助患者进行动作的作用，所述行走恢复装置除腿部关节训练装置外的其它部件不作具体限定。

本实用新型实施例提供了一种腿部关节训练装置及行走恢复装置，所述腿部关节训练装置通过伺服电机111和减速器112提供动力，使得腿部关节训练装置的转速和转矩更加合理；所述腿部关节训练装置通过第一伞形齿轮12与第二伞形齿轮22的配合进行传动，传动效率高，且减小了腿部关节训练装置的体积，提高了腿部关节训练装置的灵活性；通过对所述支撑骨架35和支撑部36的调节，可使所述腿部关节训练装置更加贴合患者大腿，提高了腿部关节训练装置的舒适度；在运动过程中，滑轨32和弹簧33会根据患者大腿的动作沿滑块31滑动，保证患者动作的正常进行，提高了腿部关节训练装置的动作流畅性；另外，所述腿部关节训练装置上绝对式编码器14的设置，可对患者的动作情况和数据进行反馈，使医疗师对患者的状况有更好地了解。

另外，以上对本实用新型实施例所提供的腿部关节训练装置及行走恢复装置进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种腿部关节训练装置，其特征在于，所述腿部关节训练装置包括第一结构支臂、第二结构支臂以及大腿支撑结构组件，所述第二结构支臂的一端基于转轴与所述第一结构支臂铰接，所述大腿支撑结构组件固定在所述第二结构支臂的另一端上；

所述第一结构支臂上设置伺服电机和减速器，所述伺服电机的输出端与所述减速器的输入端连接；所述减速器的输出端连接有第一伞形齿轮；

所述转轴的两端基于轴承与所述第一结构支臂连接，所述第二结构支臂的两端分别基于第一平键、第二平键与所述转轴连接；所述转轴基于第二平键还连接有与所述第一伞形齿轮配合的第二伞形齿轮。

2.根据权利要求1所述的腿部关节训练装置，其特征在于，所述第一结构支臂的顶部固定有绝对式编码器，所述绝对式编码器的销轴上连接有第一同步轮；

所述转轴的一端上连接有第二同步轮；

所述第二同步轮与第一同步轮通过同步带连接。

3.根据权利要求1所述的腿部关节训练装置，其特征在于，所述转轴的两端设置有外螺纹，所述外螺纹设置在所述轴承安装位置的外侧；所述外螺纹上设置有紧固螺母；

所述转轴在所述轴承安装位置的内侧设置有转轴固定座；

基于所述紧固螺母和转轴固定座对所述转轴上的轴承进行轴向定位。

4.根据权利要求1所述的腿部关节训练装置，其特征在于，所述大腿支撑结构组件包括依次连接的滑块、滑轨、弹簧、过渡块、支撑骨架以及支撑部；

所述滑块固定在所述第二结构支臂底部的连接板上；所述滑轨与所述滑块滑动连接，所述过渡块固定在所述滑轨的一端；所述支撑骨架的一端与所述过渡块铰接，所述支撑部铰接在所述支撑骨架的另一端；

所述弹簧的一端基于螺栓连接在第二结构支臂上，所述弹簧的另一端基于螺栓连接在所述过渡块上。

5.根据权利要求4所述的腿部关节训练装置，其特征在于，所述支撑骨架的底部设置有骨架第一安装通孔和骨架第二安装通孔；

所述过渡块中设置有过渡块安装通孔，所述过渡块安装通孔的孔径与骨架第一安装通孔的孔径相等；

所述支撑骨架基于第一连接结构件与骨架第一安装通孔、过渡块安装通孔的配合与所述过渡块铰接。

6.根据权利要求5所述的腿部关节训练装置，其特征在于，所述过渡块的两侧设置有圆弧槽口；

所述圆弧槽口中设置有两个孔径相等但圆心位置相差90°的骨架固定通孔，且所述骨架固定通孔的孔径与所述骨架第二安装通孔的孔径相等；

所述支撑骨架基于第二连接结构件与骨架固定通孔、骨架第二安装通孔的配合固定在所述过渡块上。

7.根据权利要求4所述的腿部关节训练装置，其特征在于，所述支撑骨架的顶部设置有骨架第三安装通孔和骨架第四安装通孔；

所述支撑部上设置有支撑部安装通孔，所述支撑部安装通孔的孔径与骨架第三安装通孔的孔径相等；

所述支撑部基于第三连接结构件与支撑部安装通孔、骨架第三安装通孔的配合与所述支撑骨架铰接。

8.根据权利要求7所述的腿部关节训练装置，其特征在于，所述支撑部上还设置有支撑部圆弧形通孔，基于第四连接结构件与支撑部圆弧形通孔、骨架第四安装通孔的配合对支撑部与支撑固定的铰接进行限位。

9.一种行走恢复装置，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的腿部关节训练装置。

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