CN2788795Y - 智能腿部康复训练器 - Google Patents

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张立勋
张今瑜
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一种智能腿部康复训练器，用于心脑血管疾病致瘫或意外事故所造成下肢体损伤的患者作腿部康复训练。它是根据康复学理论和人机合作机器人原理，借助调速控制器，自主地设定训练速度、运动范围和训练次数等参数。本实用新型的主要结构包括直流力矩电机、双轴伸涡轮蜗杆减速器、曲柄连杆滑块机构、脚踏板、导轨、转角传感器、单片机控制器和底座。使用时，可将本实用新型放在普通床上，患者的腿部置于其外侧，脚掌踏在脚踏板上，用捆扎带缚住大腿，并在单片机控制器的键盘上自主设定控制指令即可。

Description

智能腿部康复训练器
技术领域
一种智能腿部康复训练器，属于医疗器械。用于心脑血管疾病致瘫或意外事故所造成下肢体损伤的患者作腿部康复训练。
背景技术
医学理论和实践证明，脑瘫后遗症或意外事故造成的下肢体损伤患者必须进行肢体训练，有助于恢复肢体功能，防止肌肉“废用性”萎缩。但由于患者的功能障碍，不能独立完成肢体训练，一般是由护士或其他人实施，而且需要实施者具有一定的护理知识，按部就班地进行。这是一项很消耗实施者体力的工作。目前已有的腿康复训练器(CPM机)主要用于膝关节的手术后恢复训练，它置于腿的下方，关节活动范围较小，对髋关节和踝关节的训练作用较小，不适于偏瘫患者腿关节的康复训练。
发明内容
一种智能腿部康复训练器是根据康复学理论和人机合作机器人原理，可自主地设定运动范围、运动速度、训练次数，整个训练过程在单片机的控制下自动进行。单片机在设定速度范围内可以自动改变训练速度，由慢到快、由快到慢，达到训练次数后自动终止训练；并将训练次数显示在数码显示屏上。如果在被训练者身上加装心率传感器并与单片机接通，则可实现心率自动显示，且当单片机检测到心率异常时，停止电机运转，终止训练。
智能腿部康复训练器的主要结构包括直流力矩电机、双轴伸蜗轮蜗杆减速器、曲柄连杆滑块机构、脚踏板、导轨、转角传感器、单片机控制器和底座。其中直流力矩电机与减速器的输入轴相连；减速器输出轴的一端与曲柄连杆滑块机构相连；另一端与转角传感器连接。导轨由端部固定在底座上的2根平行的光杠组成，曲柄连杆滑块机构中的滑块借助其上的2个透孔套装在光杠上，并可在其上作往复直线运动。曲柄连杆滑块机构中的曲柄和连杆的长度均可调，以适应不同患者的腿长，并借助快速锁紧机构锁定。曲柄上有捆扎带，以便患者作康复训练时绑住大腿(换言之，患者大腿和小腿的屈伸运动是靠曲柄带动的)。脚踏板铰接在滑块外侧，以便当滑块往复运动时及时调整脚的方位。当患者脚掌踏在脚踏板上时，曲柄连杆滑块机构位于患者腿部外侧，也因此，此康复训练器有左、右之分(只需颠倒脚踏板、曲柄连杆滑块机构和转角传感器的安装位置即可)。直流力矩电机、转角传感器和单片机控制器间用导线相连，组成一个闭环控制系统。
上述结构设计中的曲柄连杆滑块机构具有双重作用：既将直流力矩电机的转动转变为滑块的直线往复运动，又借助捆扎带强行带动患者大、小腿作屈伸运动。
使用时，可将腿部康复训练器放置在普通床上，且置于左腿(或右腿)的外侧，患者的脚掌踏在脚踏板上，用曲柄上的捆扎带绑住患者的大腿。患者可在单片机控制器的键盘上自主设定运动范围、运动速度和训练次数等。启动直流电机，单片机控制器接受来自转角传感器的转角和转速信号，并控制直流力矩电机的转动，进而实现患者腿部的屈伸运动。
本实用新型用于心脑血管疾病致瘫和因意外事故等造成的下肢体损伤患者做下肢康复训练，也可用于健康老人的体育锻炼。
附图说明
图1智能腿部康复训练器结构示意图(主视图)
图2智能腿部康复训练器俯视示意图
具体实施方案
下面给出本实用新型的优选实施方案，并结合附图加以说明。
如图1、2所示，智能腿部康复训练器的主要结构包括直流力矩电机1、双轴伸蜗轮蜗杆减速器2、曲柄连杆滑块机构3、脚踏板4、导轨5、单片机控制器6、转角传感器7和底座8。其中直流力矩电机1与减速器2的输入轴相连；减速器2输出轴的一端与曲柄连杆滑块机构3中的曲柄31端部相连；另一端与转角传感器7连接。导轨5由端部固定在底座8上的2根平行的光杠组成，曲柄连杆滑块机构3中的滑块33借助其上的2个透孔套装在所述的光杠上，并可在导轨5上作直线往复运动。曲柄连杆滑块机构3中的曲柄31和连杆32的长度均可调，以适应不同患者的腿长，并借助快速锁紧机构锁定；且曲柄31上有捆扎带34，以便患者作康复训练时绑住大腿(换言之，患者大腿和小腿的屈伸运动是靠曲柄31带动的)。脚踏板4铰接在滑块33外侧，以便当滑块4往复运动时即时调整脚的方位。直流力矩电机1、转角传感器7和单片机控制器6之间用导线相连，组成一个闭环控制系统。
当患者脚掌踏在脚踏板4上时，曲柄连杆滑块机构3位于患者腿部外侧，也因此，此康复训练器有左、右之分。只需颠倒脚踏板、曲柄连杆滑块机构和转角传感器的安装位置即可。
上述结构设计中的曲柄连杆滑块机构3具有双重作用，既将直流电机1的转动转变为滑块33的直线往复运动，又借助捆扎带34强行带动患者大、小腿作屈伸运动。
使用时，可将腿部康复训练器放置在普通床上，且置于左腿或右腿的外侧，患者的脚掌踏在脚踏板4上，用曲柄31上的捆扎带34绑住患者的大腿。患者可在单片机控制器6的键盘上自主设定运动范围、运动速度和训练次数等，启动直流力矩电机1，单片机控制器6发出指令控制直流力矩电机1的转动，进而实现患者预期的腿部屈伸运动。
本实用新型用于心脑血管疾病致瘫和因意外事故等造成的下肢体损伤患者做下肢康复训练，也可用于健康老人的体育锻炼。

Claims (1)

1.一种智能腿部康复训练器，其特征在于它包括直流力矩电机(1)、双轴伸蜗轮蜗杆减速器(2)、曲柄连杆滑块机构(3)、脚踏板(4)、导轨(5)、单片机控制器(6)、转角传感器(7)和底座(8)；其中直流力矩电机(1)与减速器(2)的输入轴相连；减速器(2)输出轴的一端与曲柄连杆滑块机构(3)中的曲柄(31)外端相连，另一端与转角传感器(7)连接；导轨(5)由端部固定在底座(8)上的2根平行的光杠组成；曲柄连杆滑块机构(3)中的滑块(33)借助其上的2个透孔套装在所述的光杠上，曲柄连杆滑块机构(3)中的曲柄(31)和连杆(32)的长度均可调，并借助快速锁紧机构锁定，且曲柄(31)上有捆扎带(34)；脚踏板(4)铰接在滑块(33)的外侧；直流力矩电机(1)、转角传感器(7)和单片机控制器(6)之间用导线相连。
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