一种外骨骼型台式下肢体康复练习的制造方法
【专利摘要】本发明的公开了一种外骨骼型台式下肢体康复练习机，包括：主体框架、四连杆平衡盘、减负悬吊机构、走步台以及机械腿。电机具有反向驱动性、从训练设备后部送入训练者、使训练者不承受机械腿丝毫重量的配重结构以及弹簧式减负悬吊机构的外骨骼型台式下肢体康复练习机。从而克服了人腿不能反向带动机械腿运动、需要繁重的开关门的操作、不能完全消除训练者承受机械腿的重量以及不能完全适应不同体重以及恢复程度不同的训练者的问题。
【专利说明】一种外骨骼型台式下肢体康复练习机
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种外骨骼型台式下肢体康复练习机。
【背景技术】
[0002]减重步行训练(partialbody weight support training, PBffST)是 20 世纪 80年代后期出现的康复训练方法。瑞士 HOCOMA医疗器械公司与瑞士苏黎士 Balgrist医学院康复中心合作于1999年研制成功L0K0MAT减重步行训练康复机器人。
[0003]现有的减重步行康复训练设备具有以下不足之处:1)训练者从训练设备前部被送入，需要繁重的开关门的操作；2)现有的配重机构笨重并且制造复杂，不能完全消除训练者承受机械腿的重量；3)体重减负器不能灵活调节，不能完全适应不同体重以及恢复程度不同的训练者。为了解决这个问题，本发明提出了采用电机直接驱动、从训练设备后部送入训练者、使训练者不承受机械腿丝毫重量的平衡结构以及弹簧式减负悬吊机构的外骨骼型台式下肢体康复练习机。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种具有反向驱动性、操作简便、使训练者不承受机械腿丝毫重量以及适应不同训练者的外骨骼型台式下肢体康复练习机。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种外骨骼型台式下肢体康复练习机，包括:主体框架、四连杆平衡盘、减负悬吊机构、走步台以及机械腿；其中，主体框架包括底盘、安装在底盘上的立柱、固定在立柱顶面上的弯管以及安装在立柱和弯管上的导向滑轮；减负悬吊机构包括安装在主体框 架底盘上的箱体，拉力弹簧设置在立柱内，弹簧的两端均连接有悬吊绳，一端的悬吊绳绕过定滑轮和动滑轮并通过拉力传感器连接至箱体，另一端的悬吊绳与吊杆连接，吊杆下部装有安全带，根据拉力传感器的数据，电动推杆控制动滑轮的位置，从而控制悬吊绳的长度和牵引力进而调节安全带的高度及对训练者的减负量；四连杆平衡盘包括中轴、四连杆组件、机械腿连接杆、差动组件，四连杆平衡盘通过铜套和定位套安装在立柱上，机械腿连接杆一端套接在四连杆组件上，另一端用于安装机械腿，差动组件驱动电机驱动差动组件，从而驱动差动组件两端的滚珠丝杠，以调节机械腿之间的宽度；机械腿包括大腿、小腿、绑腿组件、连接大腿和小腿的膝关节、髋关节电机组件以及膝关节电机组件，可以由电机组件带动训练者进行摆动，也可由训练者带动机械腿进行反向驱动。
[0006]其中，所述主体框架进一步包括:安装在底盘上的双杠、装饰盖以及走步台承托座，安装在立柱上的控制箱，用于封闭立柱的后盖板。
[0007]其中，所述四连杆平衡盘还包括:前定位片和后定位片，将机械腿连接杆安装在四连杆平衡盘上的直线轴承、直线轴承护套以及直线轴承护板，后轴上安装有配重箱，四连杆平衡盘的角上均安装有滚动轴承。[0008]其中，所述机械腿还包括:用于调节机械腿长度的调节孔、调节钮以及长度显示窗。
[0009]其中，所述走步台的走行速度和机械腿的走行速度一致，均通过控制箱进行控制。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明实施例的一种外骨骼型台式下肢体康复练习机的主视图；
[0011]图2A是本发明实施例的一种主体框架的主视图；
[0012]图2B是本发明实施例的一种主体框架的顶视图；
[0013]图3A是本发明实施例的一种四连杆平衡盘的主视图；
[0014]图3B是本发明实施例的一种四连杆平衡盘的侧视图；
[0015]图3C是本发明实施例的一种四连杆平衡盘的顶视图；
[0016]图4是本发明实施例的一种减负悬吊机构的示意图；
[0017]图5A是本发明实施例的一种走步台的侧视图；
[0018]图5B是本发明实施例的一种走步台的顶视图；
[0019]图6A是本发明实施例的一种机械腿的侧视图；
[0020]图6B是本发明实施例的一种机械腿`的主视图；
[0021]图6C是本发明实施例的一种机械腿的绑腿组件的示意图；
[0022]图6D是本发明实施例的一种机械腿的电机组件的示意图；
[0023]其中:101、主体框架；102、四连杆平衡盘；103、减负悬吊机构；104、走步台；105、机械腿；201、导向滑轮一 ；202、导向滑轮二 ；203、弯管；204、立柱；205、导向滑轮三；206、后盖板;207、控制箱;208、装饰盖;209、底盘;210、走步台承托座;211、双杠;301、机械腿连接杆；302、前定位片；303、连杆；304、后定位片；305、直线轴承护板；306、直线轴承护套；307、直线轴承；308、滚珠丝杠；309、后轴；310、中轴；311、差动组件托盘；312、差动组件驱动电机；313、差动组件托盘固定件；314、差动组件；315、机械腿连接轴；316、滚动轴承；317、铜套；318、定位套；401、箱体；402、电动推杆；403、电动推杆导向滑车；404、电动推杆导向轨道；405、动滑轮；406、定滑轮；407、拉力传感器；408、动滑轮导向滑车；409、动滑轮导向滑车轨道；410、换向带；411、换向轮；412、箱体固定件；413、悬吊绳；414、吊杆；415、安全带；416、拉力弹簧；501、走步带；502、走步板；503、减振橡胶板；504、同步带张紧力调节杆；505、主动轴；506、架体；507、架体固定孔；508、电机承托杆固定件；509、电机承托杆；510、同步带；511、主动轴承托架；512、位置调节挡板；513、走步板承托杆；514、走步板承托杆固定孔；515、从动轴；516、从动轴导向槽；517、从动轴调节螺栓；601、脚腕部绑腿组件；602、小腿下部；603、小腿上部；604、小腿部绑腿组件；605、足仰角吊带；606、膝关节连接组件；607、大腿下部；608、大腿上部；609、大腿部绑腿组件；610、髋关节轴承；611、髋关节电机组件；612、大腿长度显示窗；613、大腿长度调节钮；614、大腿下部调节孔；615、小腿电机固定件；616、小腿电机组件；617、小腿长度显示窗；618、小腿长度调节钮；619、小腿下部固定件；620、大腿下部固定件。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0025]参考图1所示，本发明的外骨骼型台式下肢体康复练习机主要包括主体框架101、四连杆平衡盘102、减负悬吊机构103、走步台104以及机械腿105。在使用时，训练者被转运车推至练习机的吊杆下，伸长悬吊绳的长度并将安全带绑缚在训练者上身，收紧悬吊绳并将训练者提升至合适高度。将机械腿105固定在训练者的大腿和小腿上，通过走步台104的电机带动走步带进行步行康复训练，或者在恢复到一定程度之后，不需机械腿驱动，人腿反向直接带动机械腿于走步带上进行训练。
[0026]训练者的身体完全通过悬吊绳和双杠支撑调整身体的位置和平衡，不需要背部和臀部的支撑部件。另外，转运车直接将训练者推至训练设备上，不需要传统的开关门的操作，所以，操作简便。
[0027]参考图2A2B所示，主体框架101用于安装外骨骼型台式下肢体康复练习机的其它所有组件。其中，双杠211安装在底盘209上，用于支撑训练者以保持身体平衡。立柱204采用中空管材，安装在底盘209上，立柱204上形成有开口，后盖板206用以封闭形成在立柱204上的开口。控制箱207安装在立柱上，底盘209上还设置有装饰盖208。弯管203固定在立柱204顶面。导向滑轮一 201和导向滑轮二 202安装在弯管203上，导向滑轮三205固定在立柱204内侧。另外，底盘209上还设置有走步台承托座210以安装走步台。
[0028]参考图3A-3C所示，四连杆平衡盘102由上下两层平行的矩形盘所构成，每一层矩形盘由四根连杆303构成，两层矩形盘通过左右两个前定位片302和左右两个后定位片304竖向连接，连杆和定位片之间还设置有滚动轴承316，使得四连杆平衡盘在机械腿运动时保持上下矩形盘的平行。四连杆平衡盘102通过设置在其中心轴线上的中轴310套接安装至立柱204上，中轴310通过铜套317和定位套318固定在侧面的连杆上，两根机械腿连接杆301的一端通过直线轴承护板305、直线轴承护套306以及直线轴承307安装在四连杆平衡盘102的前轴上，另一端通过机械腿连接轴315用于安装两条机械腿并分别可沿四连杆平衡盘102的前轴左右移动，差动组件314通过差动组件托盘固定件313以及差动组件托盘311安装在四连杆平衡盘的前轴上，差动组件驱动电机312驱动差动组件314以带动差动组件314两侧的滚珠丝杠308，从而使机械腿连接杆可分别沿前轴左右移动。后轴309上设置有配重箱，用于调节机械腿连接杆301的平衡，使训练者不承受机械腿丝毫重量。
[0029]参考图4所示，减负悬吊机构103包括通过箱体固定件412安装在主体框架底盘209上的箱体401，箱体401内设置有电动推杆402和电动推杆导向滑车403，电动推杆402的一端固定在箱体的一侧，另一侧连接至换向轮411。定滑轮408安装在箱体401上，拉力弹簧416的两侧均安装有悬吊绳413，一侧的悬吊绳413绕过定滑轮408和动滑轮405通过拉力传感器407连接至箱体的另一侧。换向轮411和动滑轮405通过换向带410连接，根据拉力传感器407的数据，控制箱使得电动推杆402驱动电动推杆导向滑车403沿电动推杆导向滑车轨道404左右移动，从而通过换向轮411以及换向带410带动动滑轮导向滑车408沿动滑轮导向滑车轨道409左右移动，进而动滑轮405也可左右移动，从而调节拉力弹簧416的拉力，调整减负悬吊机构的减负量。另一侧的悬吊绳413通过立柱204内和弯管203上的导向滑轮最终与吊杆414相连，吊杆414连接安全带415，安全带415绑缚在训练者身上，在训练时使训练者不承受或部分承受身体重量。
[0030]参考图5A-5B所示，走步台104包括一长方形架体506，通过架体固定孔507固定在走步台承托座上。主动轴505设置在主动轴承托架511上，主动轴承托架511和从动轴导向槽516相隔一定距离固定在架体506上,从动轴515安装在从动轴导向槽516内，并可通过从动轴调节螺栓517调节从动轴515沿从动轴导向槽516移动，从而可以根据走步带501的长度调整从动轴515和主动轴505之间的距离。电机通过电机承托杆509、电机承托杆固定件508安装在架体506上，电机通过同步带510驱动主动轴505，同步带张力调节杆504以及位置调节挡板512可以调节同步带510的张力，主动轴505带动走步带501运动。多个走步板承托杆513通过走步板承托杆固定孔514固定在架体506上，走步板502安装在走步板承托杆513上，减振橡胶板503安装在走步板502上，走步带501环绕主动轴505和从动轴515设置。控制箱控制机械腿和走步带的走行速度，使其走行速度保持一致，避免训练者跌倒。
[0031]参考图6A-6B所示，机械腿105通过髋关节轴承610安装在四连杆平衡盘102的机械腿连接杆上，分为大腿部和小腿部，大腿部和小腿部分别由相互套接在一起的大腿上部608、大腿下部607、小腿上部603和小腿下部602构成，大腿上部608的上端连接至髋关节轴承，大腿下部607的下端和小腿上部603的上端通过膝关节连接组件606相连接。大腿上部608和小腿上部603的下端分别设置有大腿部绑腿组件609和小腿部绑腿组件604，用于将机械腿固定到训练者的大腿和小腿上，小腿下部602的下端部设置有脚腕部绑腿组件601，用于将机械腿固定到训练者的脚腕部。大腿上部608和小腿上部603分别设置有大腿下部调节孔614和小腿下部调节孔，当大腿和小腿需要根据训练者的身高调节长度时，根据大腿长度显示窗612和小腿长度显示窗617的显示，松开大腿长度调节钮613或小腿长度调节钮618，使大腿下部607或小腿下部602在大腿上部608或小腿上部603内伸缩，当调整至适当长度时，拧紧大腿长度调节钮613或小腿长度调节钮618使大腿和小腿长度不再变化。髋关节电机组件611和小腿电机组件616分别通过髋关节电机固定件和小腿电机固定件615安装到大腿上部608和小腿上部603的上端，电机带动小同步带轮旋转，通过同步带驱动大同步带轮，带动套筒以及滚珠丝杠螺母旋转，使滚珠丝杠实现直线往复运动以驱动大腿和小腿的运动。足仰角吊带605安装在小腿上部603，用以调整训练者足部的仰角，保护训练者脚踝。另外，参照附图6C-6D，绑腿组件包括L型方棍以及安装在L型方棍两侧的压板和锁紧扭，一个用于将绑腿组件固`定在机械腿上，另一个用于安装绑腿板和绑腿带。其中，小腿部绑腿组件上还可安装有脚腕保护带，以保护训练者的脚腕不受伤害。髋关节电机组件的一端固定于机械腿连接杆301上,另一端固定于大腿上部608。
[0032]本发明的核心构思在于，训练者从训练设备的后部送入，无需对训练者进行转向，还没有繁琐的开关门操作，因此，操作简便；电机具有反向驱动性，最大限度地保护训练者；配重箱使训练者不承受机械腿丝毫重量；减负悬吊机构可实现减负量的无级调节，适应不同训练者的减重步行康复训练。
[0033]尽管已参照示范性的实施例详细示出和说明了本发明，但是本领域技术人员应理解，可在不背离本发明的精神和范围的前提下，从形式和细节上对本发明作出各种改动。
【权利要求】
1.一种外骨骼型台式下肢体康复练习机，包括:主体框架、四连杆平衡盘、减负悬吊机构、走步台以及机械腿；其中，主体框架包括底盘、安装在底盘上的立柱、固定在立柱顶面上的弯管以及安装在立柱和弯管上的导向滑轮；减负悬吊机构包括安装在主体框架底盘上的箱体，拉力弹簧设置在立柱内，弹簧的两端均连接有悬吊绳，一端的悬吊绳绕过定滑轮和动滑轮并通过拉力传感器连接至箱体，另一端的悬吊绳与吊杆连接，吊杆下部装有安全带，根据拉力传感器的数据，电动推杆控制动滑轮的位置，从而控制悬吊绳的长度和牵引力进而调节安全带的高度及对训练者的减负量；四连杆平衡盘包括中轴、四连杆组件、机械腿连接杆、差动组件，四连杆平衡盘通过铜套和定位套安装在立柱上，机械腿连接杆一端套接在四连杆组件上，另一端用于安装机械腿，差动组件驱动电机驱动差动组件，从而驱动差动组件两端的滚珠丝杠，以调节机械腿之间的宽度；机械腿包括大腿、小腿、绑腿组件、连接大腿和小腿的膝关节、髋关节电机组件以及膝关节电机组件，可以由电机组件带动训练者进行摆动，也可由训练者带动机械腿进行反向驱动。
2.根据权利要求1所述的外骨骼型台式下肢体康复练习机,所述主体框架进一步包括:安装在底盘上的双杠、装饰盖以及走步台承托座，安装在立柱上的控制箱，用于封闭立柱的后盖板。
3.根据权利要求2所述的外骨骼型台式下肢体康复练习机，所述四连杆平衡盘还包括:前定位片和后定位片，将机械腿连接杆安装在四连杆平衡盘上的直线轴承、直线轴承护套以及直线轴承护板，后轴上安装有配重箱，四连杆平衡盘的角上均安装有滚动轴承。
4.根据权利要求3所述的外骨骼型台式下肢体康复练习机，所述机械腿还包括:用于调节机械腿长度的调节孔、调节钮以及长度显示窗。
5.根据权利要求4所述的外骨骼型台式下肢体康复练习机，所述走步台的走行速度和机械腿的走行速度一致，均通过控制箱进行控制。
【文档编号】A61H1/00GK103505339SQ201210199915
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月18日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】杨式宁 申请人:杨式宁