平衡康復訓練機械人的製作方法
2023-05-29 18:32:21
專利名稱：平衡康復訓練機械人的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種幫助平衡功能障礙患者恢復平衡功能的醫療康復設備，尤其涉及一種平衡康復訓練機械人。
背景技術：
平衡功能障礙患者恢復平衡功能，通常採用平衡儀評測和訓練。現有平衡儀包括靜態平衡儀與動態平衡儀。使用靜態平衡儀時，患者站立於靜態平衡儀上，通過靜態平衡儀對患者的平衡感和穩定極限的感官交互測試，衡量患者的平衡能力，並提供靜態平衡訓練。 然而靜態平衡儀足部站位模式單一，在提供靜態平衡訓練方面顯示出局限。動態平衡儀同樣具有測試患者平衡能力，且在一定程度上可對患者提供動態平衡訓練。然而動態平衡儀對患者的平衡能力要求高，僅適合有較強平衡能力的患者使用。
發明內容
鑑於以上所述，有必要提供一種可測試患者平衡能力，並提供靜態和動態平衡訓練，且也適合平衡功能障礙較差的患者使用的平衡康復訓練機械人。一種平衡康復訓練機械人，包括減重系統和足部站位系統,減重系統包括底座、設置在底座上的減重架以及設置在減重架上的吊帶結構，減重系統用於在訓練時提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力，所述足部站位系統包括搖擺結構、滑動結構以及升降體，搖擺結構可相對底座搖擺地設置在底座底板上，滑動結構固設在搖擺結構內，升降體包括底框以及頂罩，底框可前後滑動地設置在滑動結構內，頂罩可升降地與底框配合，頂罩上開設有足套孔，足套孔底部設置有壓力傳感器。進一步地，所述搖擺結構包括框體、轉盤、連接軸、連接杆以及第一驅動件，所述框體通過連接軸連接在底座底板上，所述第一驅動件、連接杆、連接軸以及轉盤連接，使得第一驅動件驅動轉盤轉動，從而使得框體相對底座搖擺。進一步地，所述底座具有底座頂板及形成在底座頂板下方的箱體空腔，底座頂板上開設有配合孔，搖擺結構設置在箱體空腔內，框體可搖擺地設置在配合孔內。進一步地，所述滑動結構包括框架、導杆和第二驅動件，框架設置在框體內，導杆設置在框架內，升降體可滑動地設置在導杆上，所述第二驅動件驅動升降體沿導杆滑動。進一步地，所述兩升降體底框端壁上設有繩圈，滑動結構框架端壁上相應設有滑輪，通過滑輪、滑繩、繩圈將兩升降體環形連接，所述第二驅動件驅動一升降體沿導杆滑動， 另一升降體則反向滑動。進一步地，所述升降體包括底框、第三驅動件以及頂罩，底框上開設有套設孔與凸柱，使得底框在第二驅動件的驅動下沿導杆前後滑動，頂罩上設有導槽和導套，導槽與套設孔配合，以供導杆穿過，凸柱可滑動地套入導套內以對頂罩的升降導向，使得頂罩在第三驅
4動件的驅動下和在凸柱、導套的引導下升降。進一步地，所述頂罩上開設有足套孔，足套孔的底部設置有壓力傳感器。進一步地，所述減重架包括二支撐杆及連接在二支撐杆頂端之間的橫杆，所述橫杆上安裝有所述吊帶結構，所述吊帶結構設置有捆帶，用於束捆患者的身軀。進一步地，所述平衡康復訓練機械人進一步包括控制裝置，所述控制裝置電性連接減重系統、足部站位系統和視聽顯示系統，控制裝置檢測與控制搖擺結構、滑動結構、升降體的動作，並控制視聽顯示系統的內容。進一步地，所述平衡康復訓練機械人包括視聽顯示系統，視聽顯示系統由聲、像裝置和控制裝置組成，其電性連接所述減重系統以及足部站位系統，用以顯示減重系統、足部站位系統的參數信息。一種平衡康復訓練機械人，包括減重系統、足部站位系統、視聽顯示系統以及控制裝置，減重系統包括底座、設置在底座上的減重架以及設置在減重架上的吊帶結構，減重系統用於在訓練時提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力，視聽顯示系統電性連接所述減重系統以及足部站位系統，用於呈現減重系統和足部站位系統的相關參數信息，所述足部站位系統包括搖擺結構、滑動結構以及升降體，搖擺結構可相對底座搖擺地設置在底座底板上，滑動結構固設在搖擺結構內，升降體包括底框以及頂罩，底框可前後滑動地設置在滑動結構內，頂罩可升降地與底框配合，頂罩上開設有足套孔，足套孔底部設置有壓力傳感器，所述控制裝置電性控制減重系統、足部站位系統、視聽顯示系統。相較於現有技術，本平衡康復訓練機械人設置有足部站位系統，該足部站位系統包括搖擺結構、滑動結構以及升降體，通過搖擺結構使得患者的足尖端相對足跟端擺動，在患者重心前後移動的情況下訓練患者的平衡反應，通過滑動結構使得患者足部一前一後運動，如此促使患者行走，促使患者重心前後轉移訓練，通過升降體帶動患者足部一高一低運動，促使患者重心左右轉移訓練。本平衡康復訓練機械人通過壓力傳感器可測試患者平衡能力，且可提供平衡訓練。因其具有減重系統和足部站系統，故也適合平衡功能障礙較差的患者。
圖I是本發明平衡康復訓練機械人的立體示意圖2是圖I所示的平衡康復訓練機械人的足部站位系統的拆解示意圖3是圖I所示的平衡康復訓練機械人的升降體的分解示意圖。
具體實施例方式為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。請參閱圖1，本發明公開一種平衡康復訓練機械人100，用於幫助平衡功能障礙患者進行平衡康復訓練，包括減重系統10以及足部站位系統20。減重系統10用於在訓練時提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力。足部站位系統20用於在站位平衡訓練時自動變換足部的站位模式，以訓練患者在重心移動模式下的平衡反應。減重系統10包括底座11、減重架12、電機(圖未示)、滑繩14、吊帶結構15以及控制裝置16。底座11呈箱體結構，包括底座頂板111、底座傾斜板112、底座底板(圖未示)和底座側板(圖部分顯示)，相互連接組成底座11的箱體空腔(圖未標)。底座頂板111上開設有配合孔113與定位孔114。配合孔113與箱體空腔連通，用於配合足部站位系統20。定位孔114開設在底座頂板111的鄰近兩側，用於固定推行至底座頂板111上的輪椅。傾斜板112連接底座底板(圖未示)與底座頂板111，可供輪椅從地面移動至底座頂板111上。箱體空腔內用以設置所述足部站位系統20。減重架12設置在底座頂板111上，減重架12包括二支撐杆121及連接在二支撐杆121頂端之間的橫杆122。電機設置在底座11的箱體空腔內，通過控制裝置16控制。滑繩14 一端從橫杆122中部向下伸出連接所述吊帶結構 15，另一端沿橫杆122與支撐杆121的杆體內延伸連接至電機。可以理解，減重架12的杆體內設置有供滑繩14滑動的滑輪(圖未示)。吊帶結構15包括吊杆151、吊繩152以及捆帶 153。吊杆151連接所述滑繩14從橫杆122的伸出端，且與橫杆122平行。吊繩152垂直地連接在吊杆151下端，本實施例中，吊繩152為兩根。捆帶153連接在吊繩152的下端， 用於束捆患者的身軀。控制裝置16設置在其中一支撐杆121上，控制裝置16與電機電性連接，通過控制裝置16來調控電機轉動可調節滑繩14相對橫杆122伸出的長度。請參閱圖2，足部站位系統20包括搖擺結構21、滑動結構22、二升降體23以及所述控制裝置16。搖擺結構21包括框體211、轉盤212、連接軸213、連接杆214和第一驅動件215。框體211包括底板2111、二側壁2112以及二端壁2113，以及由底板2111、二側壁 2112與二端壁2113圍成的容置空間2114。底板2111上開設有一容置槽2115。容置槽 2115與側壁2112平行且鄰近底板2111的一側。二端壁2113上分別開設有相對的第一連接孔2116。本實施例中，每一端壁2113上開設有兩個第一連接孔2116。容置空間2114用於收容滑動結構22。轉盤212固接在底板2111的底部。轉盤212可為圓盤或半圓盤結構， 通過其圓周面或圓周截面與底板2111底面接合。連接軸213固設在轉盤212的盤面上且鄰近其周緣。通過連接軸213將框體211連接在底座11的底座底板上，且連接軸213固定連接連接杆214的一端。第一驅動件215包括主體2151及相對主體2151可伸縮的伸縮杆 2152。伸縮杆2152的伸出端與連接杆214的另一端鉸接。第一驅動件215，以及以下描述的第二驅動件224和第三驅動件233，可為氣壓、電動或液壓驅動設備
搖擺結構21設置在底座11的箱體空腔內，框體211與配合孔113配合，第一驅動件 215的主體2151的一端鉸接在箱體空腔內的底板上，伸縮杆2152相對底板2111傾斜。當伸縮杆2152伸出時，可帶動連接杆214擺動，連接杆214帶動轉盤212沿箱體空腔的底面轉動，從而使得框體211向一側擺斜。當伸縮杆2152縮回時，框體211又擺回中間的位置或向另一側擺斜。如此通過第一驅動件215的伸縮杆2152的伸縮，帶動框體211在配合孔 113內往復擺動。滑動結構22包括框架221、導杆222、滑輪201和第二驅動件224。框架221為上下貫通的框架結構，可收容在容置空間2114內。框架221包括兩側壁2211和兩端壁2212。 兩端壁2212上分別開設有相對的且與框體211上的第一連接孔2116位置對應的第二連接孔2213。框架221放置在容置空間2114內後通過第二連接孔2213、第一連接孔2116可將框體211和框架221固定連接。導杆222設置在框架221內，用於對升降體23滑動導向。導杆222兩端固接兩端壁2212，且與側壁2211平行。滑輪201固定在框架221兩端壁2212 上。本實施例中，框架221內設置有相互平行的四導杆222，其中一側的兩根與一升降體23 配合，另一側兩根與另一升降體23配合。兩端壁2212上固定有四個滑輪201。第二驅動件224用於驅動升降體23沿導杆222滑動，其固接在框架221上且可容置在框架211的容置槽2115內。本實施例中第二驅動件224數量為一個，固接在一端壁2212的一側，用以驅動一個升降體23滑動。第二驅動件224包括主體2241及相對主體2241可伸縮的伸縮杆 2242。伸縮杆2242的伸出端鉸接升降體23的底框231底壁2313的底面。請結合參閱圖3，每一升降體23包括底框231、凸柱232、第三驅動件233、頂罩234 以及導套235。底框231包括側壁2311、端壁2312以及底壁2313。該側壁2311、端壁2312 以及底壁2313圍成一收容空間2314。兩端壁2312靠近底端分別開設有二套設孔2315和一繩圈203，套設孔2315用於與所述導杆222配合，繩圈203用於使兩升降體23環形相連。 一滑繩穿過兩升降體23的繩圈203，以及框架221兩端壁2212上的四個滑輪201，從而把兩升降體23環形相連。使得當伸縮杆2242伸出或縮回時，可推拉一升降體23沿導杆222 滑動，並通過以上滑輪201和滑繩的環形連接，帶動另一升降體23沿導杆222反向滑動。凸柱232以及第三驅動件233固設在底壁2313上且容置在收容空間2314內。第三驅動件233包括主體2331及相對主體2331可向上伸縮的伸縮杆2332。主體2331固設在底壁2313上，伸縮杆2332伸出端鉸接頂罩234的頂板2343的底面，用於頂升頂罩234。頂罩234包括兩端壁2341、兩側壁2342、以及頂板2343。兩側壁2342中的一側壁可拆卸地連接在兩端壁2341上，以方便伸縮杆2332伸出端與頂罩234的頂板2343的底面鉸接。兩側壁2342、兩端壁2341與頂板2343圍成開口朝下的容置空間2344，容置空間 2344可收容底框231。兩端壁2341遠離頂板2343的一端設置有與底框231上的二套設孔 2315和一繩圈203位置對應的導槽2345。容置空間2344收容底框231後，每一導槽2345 與套設孔2315和繩圈203對準，以供導杆222穿過和便於栓繩，並且每一導槽2345在朝頂板2343方向延伸有一定的長度,使得頂罩234相對底框231升降時,而不會被所述導杆222 和繩圈203限制。頂板2343上表面開設有足套孔2346，用於供患者足部套入。該足套孔 2346的底部可設置有壓力傳感器(圖未標)，通過壓力傳感器檢測患者足底的壓力。兩導套 235固接在頂板2343的底面，兩凸柱232可全部套入對應的兩導套235內且可相互滑動。 伸縮杆2332與頂罩頂板2343的底面鉸接(圖未示)。當伸縮杆2332伸出時，可將頂罩234 相對底框231頂升，凸柱232和導套235之間相對滑動，且凸柱232不滑出導套235。當伸縮杆2332縮回時，頂罩234下降。如此通過第三驅動件233的伸縮杆2342伸縮，帶動頂罩 234的上升或下降。所述控制裝置16電性連接第一驅動件215、第二驅動件224、第三驅動件233以及壓力傳感器、視聽顯示系統40等。從而可對搖擺結構21、滑動結構22、二升降體23的動作進行控制，並且實時檢測出壓力等參數，並通過視聽顯示系統40顯示出來。足部站位系統20裝配時，首先將導套235套在凸柱232上，通過此引導，將頂罩 234套在底框231外，且導槽2345與套設孔2315、繩圈203相對應，將伸縮杆2332的伸出端與頂罩頂板2343的底面鉸接(圖未示)，再將兩側壁2342中的一側壁連接在兩端壁2341 上，升降體23組裝完畢。導杆222穿過升降體23底框231上的相對的套設孔2315和頂罩 234相對的導槽2345，將升降體23連接到滑動結構22中。通過滑輪201、滑繩(圖未示)和繩圈203將兩升降體23環形連接。將伸縮杆2242的伸出端與底壁2313的底面鉸接(圖未示)。通過滑動結構22上的第二連接孔2213、搖擺結構21上的第一連接孔2116可將框架 221固定連接在框體211內，從而將滑動結構22放入搖擺結構21內。第二驅動件224置入在容置槽2115內。搖擺結構21通過連接軸213連接在底座11的底板上，且框體211與配合孔113配合，第一驅動件215的伸縮杆2152伸出端與連接杆214鉸接，而主體2151鉸接在底座11的底板上，第一驅動件215可推動框體211在配合孔113內搖擺。二升降體23 位於配合孔113內，且可相對配合孔113滑動或升降。本發明平衡康復訓練機械人100可進一步包括視聽顯示系統40，用於以聲像形式顯示減重系統10、足部站位系統20的相關參數信息，如接受壓力傳感器測量的足底壓力的信息、減重系統10的減重多少的信息、以及接受來自足部站位系統20的驅動設備的頻率的信息等。該視聽顯示系統40包括聲像裝置41和所述控制裝置16。聲像裝置41設置在相對減重架12的一端，使得患者在平衡康復訓練時，可實時觀察到相關參數信息，如平衡參數信息等。所述控制裝置16可根據需要而調節，如實時調節需要減輕的重量等。患者使用平衡康復訓練機械人100訓練時，通過減重系統10的捆帶153束捆患者的身軀，在滑繩14的提吊下以減輕患者自身重量對腿、足的壓力。患者的足部分別套入二足套孔2346內。兩個第三驅動件233可驅動兩個頂罩234同時做一高一低的運動，從而帶動患者足部一高一低運動，促使患者重心左右轉移訓練。第二驅動件224通過兩升降體23的環形連接，帶動兩個升降體23同時做一前一後滑動，從而帶動患者足部一前一後運動，如此促使患者行走，促使患者重心前後轉移訓練。第一驅動件215帶動框體211前後擺動，使得患者的足尖端相對足跟端擺動，在患者重心前後移動的情況下訓練患者的平衡反應。因此，本平衡康復訓練機械人100用於康復訓練時，可根據患者平衡能力的強弱而選擇用靜態站位模式或者動態站位模式，即，靜態的高低站位模式和靜態的前後站位模式，或， 動態的高低往復運動模式和動態的前後往復運動模式，以及動態的前後往復擺動模式。由於第一驅動件215、第二驅動件224、第三驅動件233伸縮的長度是固定的，故其軀幹前後擺動的幅度、足部水平前後運動的幅度、足部高低運動的幅度是恆定的。通過控制第一驅動件215的驅動頻率，從而決定患者軀幹前後擺動的頻率，通過控制第二驅動件224的驅動頻率，從而決定患者足部水平前後運動的頻率，通過控制第三驅動件233的驅動頻率，從而決定患者足部高低運動的頻率，所以患者足部站位模式自動轉換的頻率是可以根據需要調節的。由此可見，本發明平衡康復訓練機械人100因具有減重系統10和足部站位系統20，使其不僅適合平衡能力較強的患者，也適合初期的平衡功能較差的患者。綜上，本發明平衡康復訓練機械人100包括減重系統10、足部站位系統20以及視聽顯示系統40。其中，減重系統10可根據患者的病情決定要減小的重量；足部站位系統20 可選擇靜態站位模式和動態站位模式，並可通過壓力傳感器可測量患者的足部壓力值，測得患者的平衡能力；視聽顯示系統40以聲、像的形式表現相關訓練的參數信息。本發明平衡康復訓練機械人100中減重系統10、足部站位系統20以及視聽顯示系統40均與控制裝置16電性連接，患者通過控制裝置16選擇靜態平衡康復訓練足部站位模式和動態平衡康復訓練足部站位模式，根據平衡能力的高低控制第一驅動件215、第二驅動件224、第三驅動件233的頻率，從而控制患者足部站位模式自動轉換的速度。可以理解，亦可通過在框架221的端壁2212內側設置兩個第二驅動件224，兩個第二驅動件224分別動作，使得兩個升降體23沿導杆222反向滑動。如此可省略通過滑繩穿過兩升降體23的繩圈203，以及框架221兩端壁2212上的四個滑輪201而把兩升降體23 環形相連的結構。以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種平衡康復訓練機械人，包括減重系統和足部站位系統，減重系統包括底座、設置在底座上的減重架以及設置在減重架上的吊帶結構，減重系統用於在訓練時提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力，其特徵在於所述足部站位系統包括搖擺結構、滑動結構以及升降體，搖擺結構可相對底座搖擺地設置在底座底板上，滑動結構固設在搖擺結構內，升降體包括底框以及頂罩，底框可前後滑動地設置在滑動結構內，頂罩可升降地與底框配合，頂罩上開設有足套孔，足套孔底部設置有壓力傳感器。
2.根據權利要求I所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述搖擺結構包括框體、 轉盤、連接軸、連接杆以及第一驅動件，所述框體通過連接軸連接在底座底板上，所述第一驅動件、連接杆、連接軸以及轉盤連接，使得第一驅動件驅動轉盤轉動，從而使得框體相對底座搖擺。
3.根據權利要求2所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述底座具有底座頂板及形成在底座頂板下方的箱體空腔，底座頂板上開設有配合孔，搖擺結構設置在箱體空腔內，框體可搖擺地設置在配合孔內。
4.根據權利要求I所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述滑動結構包括框架、 導杆和第二驅動件，框架設置在框體內，導杆設置在框架內，升降體可滑動地設置在導杆上，所述第二驅動件驅動升降體沿導杆前後滑動。
5.根據權利要求4所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述兩升降體底框端壁上設有繩圈，滑動結構的框架端壁上相應設有滑輪，通過滑輪、滑繩、繩圈將兩升降體環形連接，所述第二驅動件驅動一升降體沿導杆滑動，另一升降體則反向滑動。
6.根據權利要求5所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述升降體包括底框、第三驅動件以及頂罩，底框上開設有套設孔與凸柱，使得底框在第二驅動件的驅動下沿導杆前後滑動，頂罩上設有導槽和導套，導槽與套設孔配合，以供導杆穿過，凸柱可滑動地套入導套內以對頂罩的升降導向，使得頂罩在第三驅動件的驅動下和在凸柱、導套的引導下升降。
7.根據權利要求I所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述減重架包括二支撐杆及連接在二支撐杆頂端之間的橫杆，所述橫杆上安裝有所述吊帶結構，所述吊帶結構設置有捆帶，用於束捆患者的身軀。
8.根據權利要求I所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述平衡康復訓練機械人進一步包括控制裝置，所述控制裝置電性連接減重系統、足部站位系統和視聽顯示系統， 控制裝置檢測與控制搖擺結構、滑動結構、升降體的動作，並控制視聽顯示系統的內容。
9.根據權利要求I所述的平衡康復訓練機械人，其特徵在於所述平衡康復訓練機械人進一步包括視聽顯示系統，視聽顯示系統由聲、像裝置和控制裝置組成，其電性連接所述減重系統以及足部站位系統，用以顯示減重系統、足部站位系統的參數信息。
10.一種平衡康復訓練機械人，其特徵在於包括減重系統、足部站位系統、視聽顯示系統以及控制裝置，減重系統包括底座、設置在底座上的減重架以及設置在減重架上的吊帶結構，減重系統用於在訓練時提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力，視聽顯示系統電性連接所述減重系統以及足部站位系統，用於呈現減重系統和足部站位系統的相關參數信息，所述足部站位系統包括搖擺結構、滑動結構以及升降體，搖擺結構可相對底座搖擺地設置在底座底板上，滑動結構固設在搖擺結構內，升降體包括底框以及頂罩，底框可前後滑動地設置在滑動結構內，頂罩可升降地與底框配合，頂罩上開設有足套孔，足套孔底部設置有壓力傳感器，所述控制裝置電性控制減重系統、足部站位系統和視聽顯示系統。
全文摘要
本發明公開一種平衡康復訓練機械人，包括減重系統和足部站位系統，減重系統包括底座、設置在底座上的減重架以及設置在減重架上的吊帶結構，減重系統用於在訓練時提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力，其特徵在於所述足部站位系統包括搖擺結構、滑動結構以及升降體，搖擺結構可相對底座搖擺地設置在底座底板上，滑動結構固設在搖擺結構內，升降體包括底框以及頂罩，底框可前後滑動地設置在滑動結構內，頂罩可升降地與底框配合，頂罩上開設有足套孔，足套孔底部設置有壓力傳感器。本平衡康復訓練機械人可測試患者平衡能力，並提供平衡訓練，且適合平衡功能障礙較差的患者使用。
文檔編號A61H1/00GK102579225SQ20121009522
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月31日 優先權日2012年3月31日
發明者王俊華 申請人:王俊華