CN212347558U - 步态康复训练仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种步态康复训练仪，包括步态训练走动平面、安全保护装置、投影仪、电脑以及图像信息采集器，电脑包括主机和触摸显示屏，主机装有步态训练程序、数据计算模块和数据分析模块，触摸显示屏用于操作和显示该步态康复训练仪的训练内容，主机根据步态训练程序控制投影仪向步态训练走动平面投影出虚拟目标及虚拟场景，指引训练者按着该虚拟目标训练，图像信息采集器用于采集训练者在步态训练走动平面的运动参数及步行姿势数据并输送至主机。该步态康复训练仪能够帮助训练者有目标的步态训练，并能自动判断和反馈步态目标完成情况，提高步态康复训练效果。

Description

步态康复训练仪

技术领域

本实用新型涉及医疗康复器械，特别涉及一种步态康复训练仪。

背景技术

众多脑卒中、脑外伤、脊髓损伤的患者都存在行走慢、行走姿势异常和易摔跤的问题，严重影响其生活质量。针对这些患者，目前的步行康复训练措施主要是治疗师扶着患者在平地上步行训练，平地上贴出步行脚印，患者踏着脚印步行训练。以上步行训练方法，存在以下不足：步行脚印的丰富性不足，单调；需要人力跟踪保护，有跌伤的风险；需要人力跟踪评估和反馈步行训练情况，人力成本较高。

实用新型内容

鉴于以上所述，本实用新型提供一种步态康复训练仪，该步态康复训练仪能够帮助训练者根据目标指引进行步态训练，并能自动判断和反馈步态目标完成情况，提高步态训练效果。

本实用新型涉及的技术解决方案：

一种步态康复训练仪，包括步态训练走动平面、安全保护装置、投影仪、电脑以及图像信息采集器，电脑包括主机和触摸显示屏，主机装有步态训练程序、数据计算模块和数据分析模块，触摸显示屏用于操作和显示该步态康复训练仪的训练内容，主机根据步态训练程序控制投影仪向步态训练走动平面投影出虚拟目标及虚拟场景，二者形成步态训练的增强现实环境，指引训练者按着该虚拟目标训练，图像信息采集器用于采集训练者在步态训练走动平面的运动参数及步行姿势数据并输送至主机，计算模块、分析模块对训练者的运动参数、步行姿势数据及步态训练程序原有数据进行处理，获取训练者针对虚拟目标的完成情况结果及针对该完成情况结果的自动分析结果，及时反馈给训练者，进一步指引、完善训练者的步态训练。

进一步地，所述主机根据步态训练程序控制投影仪投出不同的虚拟场景、虚拟目标，是根据训练者不同的步态障碍情况，预设的具有不同步态运动参数和步态姿势的虚拟目标，其中步态运动参数包括步长、步距、步速。

进一步地，所述图像信息采集器是深度图像信息采集器，包括普通平面图像摄像机和深度图像摄像机，用于采集训练者的步态运动参数及步态姿势情况。

进一步地，通过计算模块、分析模块的数据处理，进一步指引、完善训练者的步态训练，包括以下二部分：步态训练过程中的数据处理，即时指引和完善训练者的步态训练，以及本次步态训练结束后的数据处理，指导下一次步态训练。

进一步地，所述步态训练过程中，通过计算模块、分析模块的数据处理，是在规定时间内获取训练者针对虚拟目标的完成情况结果，并将该结果及时反馈给训练者，本次步态训练结束后，通过计算模块、分析模块数据处理，是获取本次步态训练对虚拟目标的完成情况结果，并对该结果自动分析，反馈给训练者，指导训练者下次步态训练。

进一步地，所述步态训练走动平面是跑步机形成的传送带平面，或行走地面，所述跑步机包括传送带、内框架、滚筒、支撑结构及行走电机，内框架的两端分别可转动地安装有滚筒，传送带绕设于两个滚筒上，行走电机用于驱动滚筒转动，支撑结构设置于两个滚筒之间，用于支撑传送带。

进一步地，还包括固定底座，跑步机安装于固定底座上，安全保护装置架设于固定底座的两侧，或训练者走动在地面上，安全保护装置滑动地固定在天轨上，天轨固定在天花板上，所述固定底座上设有与内框架相适配的安装腔，内框架的一端与固定底座铰接，内框架的另一端设有摆动机构，以供驱动内框架绕其铰接处的轴线摆动预定角度而形成上坡步行模式，所述固定底座与内框架铰接的一端还设有脚踏平台。

进一步地，其特征在于，所述摆动机构包括摆动支架及摆动电机，摆动支架的一端与内框架铰接，摆动支架的另一端通过滑轮与地面接触，摆动电机采用推杆电机，推杆电机的本体部铰接于内框架上，推杆电机的推杆与摆动支架的中部铰接。

进一步地，所述安全保护装置包括安全支架、吊带及绑带套，安全支架的底端固定于固定底座的两侧，安全支架的高度高于水平杆的高度，安全支架的顶部通过吊带连接有绑带套，绑带套用于捆绑于训练者的上身，安全支架的顶部通过吊带连接有拉手。

本实用新型步态康复训练仪，通过设置步态训练走动平面、安全保护装置、及投影仪、电脑以及图像信息采集器相配合，电脑包括主机和触摸显示屏，通过触摸显示屏选择适合训练者的训练参数，训练者走上步态训练走动平面，通过安全保护装置将训练者进行辅助保护，投影仪向步态训练走动平面投影出虚拟目标及虚拟场景，训练者根据传送带上的虚拟目标进行步行训练，如果训练者能踏中步态训练走动平面上的虚拟目标，则视为该步态训练达标，反之亦反。通过图像信息采集器将训练者的踏中虚拟目标的数据输送至电脑的步态康复训练程序进行判断，并将步态训练结果在触摸显示屏上及时反馈。因此，该步态康复训练仪能够帮助训练者有目标的步行训练，并能自动评测和反馈步行目标完成情况，提高步行训练效果。

附图说明

图1为本实用新型步态康复训练仪的组装图；

图2为本实用新型步态康复训练仪的主视图；

图3为本实用新型步态康复训练仪的左视图；

图4为本实用新型步态康复训练仪的使用状态图。

具体实施方式

下面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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型保护范围。

请参阅图1至图3，本实用新型提供一种步态康复训练仪，包括步态训练走动平面10、安全保护装置2、及投影仪3、电脑以及图像信息采集器4，电脑包括主机和触摸显示屏5，主机装有步态训练程序、数据计算模块和数据分析模块，触摸显示屏5用于操作和显示该步态训练仪的训练内容，主机根据步态训练程序控制投影仪3向步态训练走动平面10投影出虚拟目标及虚拟场景，二者形成步态训练的增强现实环境，指引训练者按着该虚拟目标训练，图像信息采集器4 用于采集训练者在步态训练走动平面10的运动参数及步行姿势数据并输送至主机，计算模块、分析模块对训练者的运动参数、步行姿势数据及步态训练程序原有数据进行处理，获取训练者针对虚拟目标的完成情况结果及针对该完成情况结果的自动分析结果，及时反馈给训练者，进一步指引、完善训练者的步态训练。

所述主机根据步态训练程序控制投影仪投出不同的虚拟场景、虚拟目标，是根据训练者不同的步态障碍情况，预设的具有不同步态运动参数和步态姿势的虚拟目标，其中步态运动参数包括步长、步距、步速。

所述图像信息采集器4是深度图像信息采集器，包括普通平面图像摄像机和深度图像摄像机，用于采集训练者的步态运动参数及步态姿势情况。

通过计算模块、分析模块的数据处理，进一步指引、完善训练者的步态训练，包括以下二部分：步态训练过程中的数据处理，即时指引和完善训练者的步态训练，以及本次步态训练结束后的数据处理，指导下一次步态训练。

所述步态训练过程中，通过计算模块、分析模块的数据处理，是在规定时间内获取训练者针对虚拟目标的完成情况结果，并将该结果及时反馈给训练者，本次步态训练结束后，通过计算模块、分析模块数据处理，是获取本次步态训练对虚拟目标的完成情况结果，并对该结果自动分析，反馈给训练者，指导训练者下次步态训练。

在训练过程中监控训练完成或表现情况，如在1分钟内，获取训练者踏中率80％，机器及时反馈表扬鼓励他，反之，踏中率只有45％，机器及时提醒他。在训练结束后，根据训练要素权重比，以及训练要素完成情况，获取训练者本次训练完成情况的得分，比如得80分，本次训练，失去20分，就对此分析，什么原因失去这20分？

所述步态训练走动平面10是跑步机形成的传送带平面，或行走地面，所述跑步机包括传送带12、内框架13、滚筒、支撑结构及行走电机，内框架13的两端分别可转动地安装有滚筒，传送带12绕设于两个滚筒上，行走电机用于驱动滚筒转动，支撑结构设置于两个滚筒之间，用于支撑传送带12。跑步机还包括扶手，扶手包括支撑杆21及水平杆22，支撑杆21的底端固定于内框架13上，支撑杆21的顶端与水平杆22连接，两根支撑杆21与水平杆22形成一护栏，固定底座11的两侧均安装有该护栏。水平杆22上靠近脚踏平台15的一端形成有弯钩部，以供训练者手扶弯钩部走上脚踏平台15。

为了适应不同身高的训练者使用，支撑杆21包括至少两段相互套设在一起的伸缩杆，伸缩杆连接处设置有锁定手柄23用于锁定伸缩杆的长度，从而调节两根水平杆22的高度。水平杆22与伸缩杆的顶端连接有球形万向节24，球形万向节24与伸缩杆的顶端设置有锁止手柄25，用于锁止球形万向节24于预定角度位置，从而调节两根水平杆22的间距。

步态康复训练仪还包括固定底座11，跑步机安装于固定底座11上，安全保护装置2架设于固定底座11的两侧，或训练者走动在地面上，安全保护装置2 滑动地固定在天轨上，天轨固定在天花板上，所述固定底座11上设有与内框架 13相适配的安装腔，内框架13的一端与固定底座11铰接，内框架13的另一端设有摆动机构14(图4所示)，以供驱动内框架13绕其铰接处的轴线摆动预定角度而形成上坡步行模式，所述固定底座11与内框架13铰接的一端还设有脚踏平台15。

请参阅图4，所述摆动机构14包括摆动支架141及摆动电机142，摆动支架141的一端与内框架13铰接，摆动支架141的另一端通过滑轮与地面接触，摆动电机142采用推杆电机，推杆电机的本体部铰接于内框架13上，推杆电机的推杆与摆动支架141的中部铰接。内框架13设置摆动支架141的一端设有凸台16，凸台16内形成有安装腔，用于安装摆动电机142及电脑主机。

本实施例中，投影仪3设置于固定底座11的一侧，但并不局限于此位置，也可以设置于凸台16、安全支架26或其它可供投影于传送带12上的位置。

本实施例中，图像信息采集器4架设于固定底座11上且位于凸台16的上方。

本实施例中，触摸显示屏5通过立杆及转臂架设于固定底座11上且位于凸台16的上方。

所述安全保护装置2包括安全支架26、吊带27及绑带套28，安全支架26 的底端固定于固定底座11的两侧，安全支架26的高度高于水平杆22的高度，安全支架26的顶部通过吊带27连接有绑带套28，绑带套28用于捆绑于训练者的上身，安全支架26的顶部通过吊带27连接有拉手29。

本实用新型还提供上述的步态康复训练仪的使用方法，包括如下步骤：

①训练者走近步态康复训练仪，走上步态训练走动平面10，并通过安全保护装置2保护训练者；

②医生通过触摸屏5开启电脑，根据训练者步态功能障碍的情况，选择适当的运动参数、虚拟目标及虚拟环境；

③启动投影仪3和图像信息采集器4，训练者根据投影仪3投放于步态训练走动平面10上的虚拟目标指引进行步态训练；

④在训练过程中，训练者及时获得自己对虚拟目标的完成情况结果和及时获得反馈，进一步指导本次步态训练；训练结束后，训练者还可以自动获得本次步态训练的完成情况结果和获得对该结果的自动分析，指导下一次步态训练。

本实用新型步态康复训练仪，通过设置步态训练走动平面10、安全保护装置2、及投影仪3、电脑以及图像信息采集器4相配合，电脑包括主机和触摸显示屏5，通过触摸显示屏5选择适合训练者的步态训练参数，训练者走上步态训练走动平面10，通过安全保护装置2将训练者进行辅助保护，投影仪3向步态训练走动平面10投影出虚拟目标及虚拟场景，训练者根据传送带12上的虚拟目标指引进行步行训练，如果训练者能踏中步态训练走动平面10上的虚拟目标，则视为该步态训练达标，反之亦反。通过图像信息采集器4将训练者的踏中虚拟目标的数据输送至电脑的步态康复训练程序进行判断，并将步态训练结果在触摸显示屏5上及时反馈。因此，该步态康复训练仪能够帮助训练者有目标的步行训练，并能自动评测和反馈步行目标完成情况，提高步行训练效果。

Claims (9)

1.一种步态康复训练仪，包括步态训练走动平面(10)、安全保护装置(2)以及投影仪(3)，其特征在于，还包括电脑以及图像信息采集器(4)，电脑包括主机和触摸显示屏(5)，主机装有步态训练程序、数据计算模块和数据分析模块，触摸显示屏(5)用于操作和显示该步态康复训练仪的训练内容，主机根据步态训练程序控制投影仪(3)向步态训练走动平面(10)投影出虚拟目标及虚拟场景，二者形成步态训练的增强现实环境，指引训练者按着该虚拟目标训练，图像信息采集器(4)用于采集训练者在步态训练走动平面(10)的运动参数及步行姿势数据并输送至主机，计算模块、分析模块对训练者的运动参数、步行姿势数据及步态训练程序原有数据进行处理，获取训练者针对虚拟目标的完成情况结果及针对该完成情况结果的自动分析结果，及时反馈给训练者，进一步指引、完善训练者的步态训练。

2.根据权利要求1所述的步态康复训练仪，其特征在于，所述主机根据步态训练程序控制投影仪投出不同的虚拟场景、虚拟目标，是根据训练者不同的步态障碍情况，预设的具有不同步态运动参数和步态姿势的虚拟目标，其中步态运动参数包括步长、步距、步速。

3.根据权利要求1所述的步态康复训练仪，其特征在于，所述图像信息采集器(4)是深度图像信息采集器，包括普通平面图像摄像机和深度图像摄像机，用于采集训练者的步态运动参数及步态姿势情况。

4.根据权利要求1所述的步态康复训练仪，其特征在于，通过计算模块、分析模块的数据处理，进一步指引、完善训练者的步态训练，包括以下二部分：步态训练过程中的数据处理，即时指引和完善训练者的步态训练，以及本次步态训练结束后的数据处理，指导下一次步态训练。

5.根据权利要求1所述的步态康复训练仪，其特征在于，所述步态训练过程中，通过计算模块、分析模块的数据处理，是在规定时间内获取训练者针对虚拟目标的完成情况结果，并将该结果及时反馈给训练者，本次步态训练结束后，通过计算模块、分析模块数据处理，是获取本次步态训练对虚拟目标的完成情况结果，并对该结果自动分析，反馈给训练者，指导训练者下次步态训练。

6.根据权利要求1所述的步态康复训练仪，其特征在于，所述步态训练走动平面(10)是跑步机形成的传送带平面，或行走地面，所述跑步机包括传送带(12)、内框架(13)、滚筒、支撑结构及行走电机，内框架(13)的两端分别可转动地安装有滚筒，传送带(12)绕设于两个滚筒上，行走电机用于驱动滚筒转动，支撑结构设置于两个滚筒之间，用于支撑传送带(12)。

7.根据权利要求6所述的步态康复训练仪，其特征在于，还包括固定底座(11)，跑步机安装于固定底座(11)上，安全保护装置(2)架设于固定底座(11)的两侧，或训练者走动在地面上，安全保护装置(2)滑动地固定在天轨上，天轨固定在天花板上，所述固定底座(11)上设有与内框架(13)相适配的安装腔，内框架(13)的一端与固定底座(11)铰接，内框架(13)的另一端设有摆动机构(14)，以供驱动内框架(13)绕其铰接处的轴线摆动预定角度而形成上坡步行模式，所述固定底座(11)与内框架(13)铰接的一端还设有脚踏平台(15)。

8.根据权利要求7所述的步态康复训练仪，其特征在于，所述摆动机构(14)包括摆动支架(141)及摆动电机(142)，摆动支架(141)的一端与内框架(13)铰接，摆动支架(141)的另一端通过滑轮与地面接触，摆动电机(142)采用推杆电机，推杆电机的本体部铰接于内框架(13)上，推杆电机的推杆与摆动支架(141)的中部铰接。

9.根据权利要求7所述的步态康复训练仪，其特征在于，所述安全保护装置(2)包括安全支架(26)、吊带(27)及绑带套(28)，安全支架(26)的底端固定于固定底座(11)的两侧，安全支架(26)的高度高于水平杆(22)的高度，安全支架(26)的顶部通过吊带(27)连接有绑带套(28)，绑带套(28)用于捆绑于训练者的上身，安全支架(26)的顶部通过吊带(27)连接有拉手(29)。

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