下肢康复训练仪的制作方法

本实用新型属于康复医疗设备，具体涉及一种用于人体下肢功能康复训练的器械。

背景技术：

随着经济发展水平的提高，人们越来越重视自身健康，特别是对于老年人和残疾人的康复医疗更成为一个重要发展领域。下肢康复训练仪是针对下肢肌无力、肌肉萎缩、关节僵硬、骨质疏松和血液循环不畅等症状疾病患者的康复医疗设备。目前，市场有很多此类康复训练装置，可以帮助患者进行增强肌力、耐力、灵活性的练习。但是，现有的康复训练装置大多存在功能较少、信息采集功能不够全面、控制元件不够精准等不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的缺陷，提出一种下肢康复训练仪，帮助患者循序渐进地进行康复训练，并能够反映训练效果。

实现上述目的的技术方案是：一种下肢康复训练仪，包括底座、支架、扶手、机械传动系统和供电单元，其特征在于，还包括主控单元和检测单元；所述机械传动系统包括驱动单元和机械传动单元，驱动单元包括驱动电路板和与之连接的有刷直流电机，机械传动单元包括皮带传动装置、安装在皮带传动装置中从动轮轴两端的摇臂式踏板组件；有刷直流电机和皮带传动装置固定安装在底座上，所述主控单元包括主控电路板和触摸显示屏，主控电路板与检测单元连接并对驱动单元实施控制；所述检测单元包括编码器和霍尔传感器电路板。

进一步，所述支架是一根安装在底座上的伸缩套杆，所述扶手固定在支架的上端，所述主控单元安装在支架的上端头。

进一步，所述供电单元包括DC36V医用电源和供电电路板。

进一步，所述检测单元中的编码器安装在有刷直流电机上，霍尔传感器电路板通过滑动轴套安装在皮带传动装置中的从动轮轴上，从动轮轴上还固定安装有一个与霍尔传感器电路板位置对应的强力磁铁。

本实用新型功能齐全。通过触摸显示屏，能够使主控单元对训练速度、训练阻力、电机转速等参数进行设置，可以让患者进行被动训练和主动训练；主控单元、检测单元、驱动单元形成闭环，使驱动单元和机械传动单元受到精准控制，实现稳定且可靠的运行；当患者上肢出现痉挛时，能够提供缓解和保护功能；能够对训练过程中的训练速度、训练距离、痉挛次数等进行数据统计并显示训练效果。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的正面示意图。

图2是图1所示实施例的侧面示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图1所示实施例的立体示意图。

图5是本实用新型中各单元关联框图。

图中：1-1.DC36V医用电源，1-2.供电电路板，2-1.主控电路板，2-2.触摸显示屏，2-3.壳体，3-1.驱动电路板，3-2.有刷直流电机，3-3.从动轮，3-4、楔形皮带，4-1.编码器，4-2.霍尔传感器电路板，5-1.左摇臂，5-2.右摇臂，5-3.左踏板，5-4.右踏板，6.底座，6-1.前筒，6-2.后筒，7.支架，8.扶手，9.防护罩。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-5所示，本实用新型包括底座6、支架7、扶手8、机械传动系统和供电单元，区别于现有技术的特征在于，还包括主控单元和检测单元，主控单元基于主流STM32ARM芯片进行控制设计，功能更为丰富，控制更为可靠精准；机械传动系统包括驱动单元和机械传动单元，驱动单元包括驱动电路板3-1和与之连接的有刷直流电机3-2，机械传动单元包括皮带传动装置、安装在皮带传动装置中从动轮3-3轮轴两端的摇臂式踏板组件，摇臂式踏板组件包括左摇臂5-1、右摇臂5-2和左踏板5-3、右踏板5-4，左踏板5-3和右踏板5-4分别通过轴承对应安装在左摇臂5-1和右摇臂5-2上；有刷直流电机3-2和皮带传动装置固定安装在底座6上；有刷直流电机3-2与驱动电路板3-1通过电缆连接，皮带传动装置中的主动轮固定安装在有刷直流电机3-2的轴上；皮带传动装置中的主动轮与从动轮3-3通过楔形皮带3-4带动；主控单元包括主控电路板2-1和与其连接的触摸显示屏2-2，主控电路板2-1与检测单元连接并对驱动单元实施控制；检测单元包括编码器4-1和霍尔传感器电路板4-2，检测单元为本实用新型提供速度和位置反馈信号。

本实施例中，支架7是一根安装在底座6上的伸缩套杆，扶手8固定在支架7的上端；底座6包括前筒6-1和后筒6-2，前筒6-1和后筒6-2平行，调节支架7的长度即可使扶手8的高低位置适合不同患者的身高；主控单元通过壳体2-3安装在支架7的上端头。

本实用新型中，供电单元由DC36V医用电源1-1和供电电路板1-2组成。DC36V医用电源1-1安装在支架7上，与位于后筒6-2上的供电电路板1-2连接。供电单元通过DC36V医用电源1-1将AC220V转换为DC36V安全等级电压，然后通过供电电路板1-2接入设备，供电电路板1-2具有过流等多种保护措施，结合DC36V医用电源1-1的各种供电保护设计确保了产品供电方面的安全性。供电电路板1-2输出两路直流电压为本实用新型提供电源。

本实用新型的驱动单元中，驱动电路板3-1通过配套电缆插接至供电电路板1-2输出电源插座，驱动电路板3-1的2×8P插座通过主控电缆与主控单元实现信息交互，并为主控单元提供电源。驱动电路板3-1的电机驱动插座通过驱动电缆与有刷直流电机3-2连接，编码器4-1安装在有刷直流电机3-2上，用于电机速度检测。驱动电路板3-1一方面接收由主控单元发送的控制信号，通过全桥驱动电路驱动有刷直流电机3-2，实现机械传动单元运转，另一方面通过桥臂电阻和温度电阻进行信号反馈，以实现闭环控制和过热保护功能。

本实用新型中，主控电路板1-2通过DC12V供电插座为触摸显示屏2-2提供电源，并通过串口插座与触摸显示屏2-2实现信息交互，主控单元的壳体2-3安装在支架7的上端。触摸显示屏2-2用于设备参数设置和训练信息显示，还具有声音提示功能。主控电路板1-2的CPU采用STM32ARM芯片，配置的程序能够完成与触摸显示屏的控制信息交互、驱动电机PWM信号输出和系统反馈信号采集处理等功能。

本实用新型中，霍尔传感器电路板4-2通过滑动轴套安装在皮带传动装置中从动轮3-3的轴上，从动轮3-3的轴上还固定安装有一个与霍尔传感器电路板4-2位置对应的强力磁铁。霍尔传感器电路板4-2通过感应强力磁铁的位置实现对从动轮3-3转速的检测。

本实施例中，驱动电路板3-1安装在后筒6-2上；在从动轮3-3上方安装防护罩9，护罩9用于对从动轮3-3和霍尔传感器电路板4-2防护，同时可以保障使用者的安全。

患者通过触摸显示屏2-2设定训练速度、训练阻力等控制参数输入至主控电路板2-1，然后两只脚分别踏在左踏板5-3和右踏板5-4上，双手握住扶手6-2，启动被动训练，主控电路板2-1根据设定的控制参数控制驱动电路板3-1工作，驱动电路板3-1驱动有刷直流电机3-2并通过楔形皮带3-4带动从动轮3-3转动，转动的从动轮3-3通过左摇臂5-1和右摇臂5-2带动两个踏板旋转往复运动，实现被动训练，即设备带动人的下肢进行往复运动。训练时根据需要可以通过触摸显示屏2-2改变训练方向和训练速度进行反向训练。通过周期性训练可以逐步恢复其运动能力。

当患者下肢恢复具有一定运动能力的情况下，可以在被动训练模式下，通过下肢施加力到踏板上带动从动轮3-3转动，此时设备会转入主动训练模式。训练时根据需要可以通过触摸显示屏2-2对训练阻力进行调节，也可以改变训练方向进行反向训练。经周期训练使患者逐步提升下肢的运动能力。

训练过程中，主控电路板2-1通过采集编码器部件4-1和霍尔传感器电路板4-2的反馈信号，实现速度闭环控制，保证设备被动训练时稳定运行；通过采集驱动电路板3-1上温度电阻反馈信号可以实现过流过热保护功能，保证设备安全、稳定运行；通过采集驱动电路板3-1上桥臂电阻反馈信号，可实现阻力精确调节和痉挛控制，即在被动或主动训练模式下，若发生下肢痉挛，电机会停止转动并缓慢切换成反向运动，这样就能缓解痉挛，放松肌肉，不会对肌肉和关节造成损伤；主控单元能够对训练过程中的训练速度、训练距离、痉挛次数等进行数据统计并显示训练效果。