一種外骨骼型臺式下肢體康復練習機的製作方法
2023-05-27 03:33:11
專利名稱：一種外骨骼型臺式下肢體康復練習機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療器械領域，特別是涉及一種外骨骼型臺式下肢體康復練習機。
背景技術：
減重步行訓練(partialbody weight support training, PBffST)是 20 世紀 80年代後期出現的康復訓練方法。瑞士 HOCOMA醫療器械公司與瑞士蘇黎士 Balgrist醫學院康復中心合作於1999年研製成功L0K0MAT減重步行訓練康復機器人。現有的減重步行康復訓練設備具有以下不足之處1)當切斷電機電源或意外斷電後會發生自鎖，即人腿不能反向帶動機械腿運動；2)訓練者從訓練設備前部被送入，需要繁重的開關門的操作；3)現有的配重機構笨重並且製造複雜，不能完全消除訓練者承受機械腿的重量；4)體重減負器不能靈活調節，不能完全適應不同體重以及恢復程度不同的訓練者。為了解決這個問題，本實用新型提出了採用電機經由傳統齒輪減速器直接驅動、從訓練設備後部送入訓練者、使訓練者不承受機械腿絲毫重量的配重結構以及彈簧式減負懸吊機構的外骨骼型臺式下肢體康復練習機。
發明內容本實用新型的目的是克服上述現有技術中的缺陷，提供一種具有反向驅動性、操作簡便、使訓練者不承受機械腿絲毫重量以及適應不同訓練者的外骨骼型臺式下肢體康復練習機。為達到上述目的，本實用新型的技術方案提供一種外骨骼型臺式下肢體康復練習機，包括主體框架、配重盤、減負懸吊機構、走步臺以及機械腿；其中，主體框架包括底盤、安裝在底盤上的立柱、安裝在立柱內的滑車、固定在立柱頂面上的彎管以及安裝在立柱和彎管上的導向滑輪；減負懸吊機構包括安裝在主體框架底盤上的箱體，箱體內設置有彈簧，彈簧的一端通過拉力傳感器連接至箱體，另一端連接至懸吊繩，懸吊繩通過安裝在箱體內的導向滑車以及箱體內、立柱、彎管上的導向滑輪與吊杆連接，吊杆下部裝有安全帶且通過箱體內導向滑車的位置變化可控制懸吊繩的長度和牽引力進而可調節安全帶的高度及對訓練者的減負量；配重盤包括空心軸、平衡杆、C型架以及實心軸，配重盤通過空心軸安裝至立柱內的滑車上，平衡杆用於安裝機械腿並分別可沿空心軸左右移動，C型架以及實心軸用於調節平衡杆的平衡，使訓練者不承受機械腿絲毫重量；機械腿包括大腿、小腿、綁腿組件、連接大腿和小腿的膝關節、髖關節減速電機以及膝關節減速電機，所述髖關節減速電機以及膝關節減速電機均經由齒輪減速器減速後帶動訓練者的腿部進行擺動。其中，所述主體框架進一步包括安裝在底盤上的雙槓、裝飾蓋以及走步臺承託座，安裝在立柱上的控制箱，用於封閉立柱的後蓋板，安裝在立柱內的滑車軌道、滑車鎖定螺母、電動推桿；電動推桿可以使滑車沿滑車軌道上下滑動，根據訓練者的身高調節配重盤的高度，進而調節機械腿的高度。[0007]其中，所述配重盤還包括用於將空心軸套接在C型架開口端的阻尼片基座、阻尼片以及銅套，實心軸固定座用於將實心軸固定在C型架的封閉端，滾珠絲槓的一端安裝有電機，另一端穿過平衡杆固定在C型架上，平衡杆分別通過小直線軸承、小直線軸承座和大直線軸承、大直線軸承座套接在實心軸和空心軸上，穿線孔形成在空心軸上；電機可以驅動滾珠絲槓從而根據訓練者的身體寬度分別帶動平衡杆左右移動。其中，所述機械腿還包括用於將髖關節減速電機和膝關節減速電機固定在機械腿上的減速電機固定組件、用於調節機械腿長度的調節孔、彈珠。 其中，所述走步臺的走行速度和機械腿的走行速度一致，均通過控制箱進行控制。
圖I是本實用新型實施例的一種外骨骼型臺式下肢體康復練習機的主視圖；圖2A是本實用新型實施例的一種主體框架的主視圖；圖2B是本實用新型實施例的一種主體框架的頂視圖；圖3是本實用新型實施例的一種配重盤的示意圖；圖4是本實用新型實施例的一種減負懸吊機構的示意圖；圖5A、圖5B是本實用新型實施例的一種走步臺的示意圖；圖6A是本實用新型實施例的一種機械腿的主視圖；圖6B是本實用新型實施例的一種機械腿的側視圖；圖6C是本實用新型實施例的一種機械腿的綁腿組件的示意圖；圖6D是本實用新型實施例的一種機械腿的減速電機固定組件的示意圖；其中101、主體框架；102、配重盤；103、減負懸吊機構；104、走步臺；105、機械腿；201、導向滑輪一 ；202、導向滑輪二 ；203、彎管；204、立柱；205、導向滑輪三；206、後蓋板；207、滑車軌道；208、滑車；209、滑車鎖定螺母；210、電動推桿；211、控制箱；212、裝飾蓋；213、底盤；214、走步臺承託座；215、雙槓；301、平衡杆；302、空心軸；303、阻尼片基座；304、阻尼片;305、銅套;306、C型架;307、實心軸固定座;308、實心軸;309、電機一 ;310、電機固定架；311、小直線軸承座；312、小直線軸承；313、滾珠絲槓一 ；314、電機二 ；315、大直線軸承座；316、大直線軸承；317、穿線孔；318、滾珠絲槓二 ；401、箱體；402、電動拉杆；403、導向滑車；404、下軌道；405、彈簧；406、拉力傳感器；407、彈簧固定件；408、導向滑輪；409、懸吊繩；410、上軌道；411、箱體固定件；412、電動拉杆固定件；413、吊杆；414、安全帶；501、走步帶；502、走步板；503、減振橡膠板；504、同步帶張緊力調節杆；505、主動軸；506、架體；507、架體固定孔；508、電機承託杆固定件；509、電機承託杆；510、同步帶；511、主動軸承託架；512、位置調節擋板；513、走步板承託杆；514、走步板承託杆固定孔；515、從動軸；516、從動軸導向槽；517、從動軸調節螺栓；601、腳腕部綁腿組件；602、小腿下部；603、小腿部綁腿組件；604、小腿上部；605、小腿下部調節孔；606、膝關節減速電機；607、膝關節減速電機固定組件；608、大腿下部；609、大腿部綁腿組件；610、髖關節減速電機；611、髖關節減速電機固定組件；612、大腿下部調節孔；613、大腿部阻尼片；614、大腿部彈珠；615、大腿下部鎖緊組件；616、小腿部阻尼片；617、小腿部彈珠；618、小腿下部鎖緊組件；619、大腿上部。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。參考圖I所示，本實用新型的外骨骼型臺式下肢體康復練習機主要包括主體框架101、配重盤102、減負懸吊機構103、走步臺104以及機械腿105。在使用時，訓練者被轉運車推至練習機的吊杆下，伸長懸吊繩的長度並將安全帶綁縛在訓練者上身，收緊懸吊繩並將訓練者提升至合適高度。將機械腿105固定在訓練者的大腿和小腿上，通過走步臺104的電機帶動走步帶進行步行康復訓練，或者在恢復到一定程度之後，不需機械腿驅動，人腿反向直接帶動機械腿於走步帶上進行訓練。訓練者的身體完全通過懸吊繩和雙槓支撐調整身體的位置和平衡，不需要背部和臀部的支撐部件。另外，轉運車直接將訓練者推至訓練設備上，不需要傳統的開關門的操 作，所以，操作簡便。參考圖2A-2B所示，主體框架101用於安裝外骨骼型臺式下肢體康復練習機的其它所有組件。其中，雙槓215安裝在底盤213上，用於支撐訓練者以保持身體平衡。立柱204採用中空管材，安裝在底盤213上，其上形成有開口，內部安裝有電動推桿210、滑車208以及滑車軌道207。滑車軌道207安裝在立柱204的內壁上，配重盤通過鎖定螺母209與滑車固定。電動推桿210可以使滑車208沿滑車軌道207上下滑動，根據訓練者的身高調節配重盤的高度，進而調節機械腿的高度。立柱204上還設置有後蓋板206以封閉形成在立柱204上的開口。控制箱211安裝在立柱上，底盤213上還設置有裝飾蓋212。彎管203固定在立柱204頂面，。導向滑輪一 201和導向滑輪二 202安裝在彎管203上，導向滑輪三205固定在立柱204內側。另外，底盤213上還設置有走步臺承託座214以安裝走步臺。參考圖3所示，配重盤102通過空心軸302和鎖定螺母209安裝至立柱204內的滑車208上，平衡杆301用於安裝機械腿並分別可沿空心軸302左右移動，C型架306以及實心軸308用於調節平衡杆301的平衡，使訓練者不承受機械腿絲毫重量。另外，配重盤102還包括用於將空心軸302套接在C型架306開口端的阻尼片基座303、阻尼片304以及銅套305，實心軸固定座307用於將實心軸308固定在C型架306的封閉端，電機一 309和電機二 314固定於電機固定架310上，電機固定架310安裝在C型架306上，滾珠絲槓一 313和滾珠絲槓二 318的一端與電機連接，另一端穿過平衡杆301且將滾珠絲槓的螺母固定在平衡杆301上，平衡杆301分別通過小直線軸承312、小直線軸承座311和大直線軸承316、大直線軸承座315套接在實心軸和空心軸上，穿線孔317形成在空心軸302上；電機一 309和電機二 314可以驅動滾珠絲槓一 313和滾珠絲槓二 318從而根據訓練者的身體寬度分別帶動平衡杆301左右移動。參考圖4所示，減負懸吊機構103包括通過箱體固定件411安裝在主體框架底盤213上的箱體401,箱體401內設置有彈簧405,彈簧405的一端通過拉力傳感器406以及彈簧固定件407安裝在箱體401的一端，另一端連接至懸吊繩409，拉力傳感器406可以檢測出彈簧的拉力，傳送至控制箱，從而可以調整減負懸吊機構的減負量。懸吊繩409的一端通過箱體401內部導向滑車的導向滑輪與彈簧405相連，其另一端通過立柱204內和彎管203上的導向滑輪最終與吊杆413相連，電動拉杆402的一端通過電動拉杆固定件412安裝在箱體401的另一端，另一端連接至導向滑車403，電動拉杆402可以拉動導向滑車403沿上軌道410和下軌道404左右移動從而調整懸吊繩409的長度和牽引力，吊杆413連接安全帶414,安全帶414綁縛在訓練者身上,在訓練時使訓練者不承受或部分承受身體重量。參考圖5A-5B所示，走步臺104包括一長方形架體506，通過架體固定孔507固定在走步臺承託座上。主動軸505設置在主動軸承託架511上，主動軸承託架511和從動軸導向槽516相隔一定距離固定在架體506上,從動軸515安裝在從動軸導向槽516內，並可通過從動軸調節螺栓517調節從動軸515沿從動軸導向槽516移動，從而可以根據走步帶501的長度調整從動軸515和主動軸505之間的距離。電機通過電機承託杆509、電機承託杆固定件508安裝在架體506上，電機通過同步帶510驅動主動軸505，同步帶張力調節杆504以及位置調節擋板512可以調節同步帶510的張力，主動軸505帶動走步帶501運動。多個走步板承託杆513通過走步板承託杆固定孔514固定在架體506上，走步板502安裝在走步板承託杆513上，減振橡膠板503安裝在走步板502上，走步帶501環繞主動軸505和從動軸515設置。控制箱控制機械腿和走步帶的走行速度，使其走行速度保持一致，避免訓練者跌倒。參考圖6A-6B所示，機械腿105通過髖關節減速電機固定組件611的一端安裝在配重盤102的平衡杆上，分為大腿部和小腿部，大腿部和小腿部分別由相互套接在一起的大腿上部619、大腿下部608、小腿上部604和小腿下部602構成，大腿部上部619的上端連接至髖關節減速電機固定組件611的另一端，大腿下部608的下端和小腿上部604的上端通過膝關節減速電機固定組件607相連接。大腿上部619和小腿上部604的下端分別設置有大腿部綁腿組件609和小腿部綁腿組件603，用於將機械腿固定到訓練者的大腿和小腿上，小腿下部602的下端部設置有腳腕部綁腿組件601，用於將機械腿固定到訓練者的腳腕部。大腿上部619和小腿上部604分別設置有大腿下部調節孔612和小腿下部調節孔605，當大腿和小腿需要根據訓練者的身高調節長度時，按下大腿部彈珠614或小腿部彈珠617，使大腿下部608或小腿下部602在大腿上部619或小腿上部604內伸縮，當調整至適當長度時，大腿部彈珠614或小腿部彈珠617彈起，頂住大腿下部調節孔612和小腿下部調節孔605，同時採用大腿下部鎖緊組件615和小腿下部鎖緊組件618鎖緊，使大腿和小腿長度不再變化。其中，大腿部阻尼片613和小腿部阻尼片616可以調整大腿下部608和小腿下部602滑動的潤滑度。髖關節減速電機固定組件611和膝關節減速電機固定組件607分別安裝到上述軸承連接件上，髖關節減速電機610和膝關節減速電機606分別安裝到髖關節減速電機固定組件611和膝關節減速電機固定組件607上。另外，綁腿組件包括L型方棍以及安裝在L型方棍兩側的壓板和鎖緊扭，一個用於將綁腿組件固定在機械腿上，另一個用於安裝綁腿板和綁腿帶。其中，小腿部綁腿組件上還可安裝有腳腕保護帶，以保護訓練者的腳腕不受傷害。髖關節減速電機固定於電機固定座上，電機固定座通過兩側的滾動軸承和軸承座連接件I、軸承座連接件2相連，電機的輸出軸通過法蘭盤與軸承座連接件2相連，電機固定座與配重盤的平衡杆相連，軸承座連接件I、軸承座連接件2均連接至大腿上部頂端；膝關節減速電機固定於電機固定座上，電機固定座通過兩側的滾動軸承和軸承座連接件I、軸承座連接件2相連，電機的輸出軸通過法蘭盤與軸承座連接件2相連，電機固定座與大腿下部的下端相連，軸承座連接件I、軸承座連接件2均連接至小腿上部頂端。本實用新型的核心構思在於，訓練者從訓練設備的後部送入，無需對訓練者進行轉向，還沒有繁瑣的開關門操作，因此，操作簡便；採用電機經由傳統齒輪減速器直接驅動機械腿的關節，使其具有反向驅動性，最大限度地保護訓練者；配重盤使訓練者不承受機械腿絲毫重量；減負懸吊機構可實現減負量的無級調節，適應不同訓練者的減重步行康復訓
練。
儘管已參照示範性的實施例詳細示出和說明了本實用新型，但是本領域技術人員應理解，可在不背離本實用新型的精神和範圍的前提下，從形式和細節上對本實用新型作出各種改動。
權利要求1.一種外骨骼型臺式下肢體康復練習機，包括主體框架、配重盤、減負懸吊機構、走步臺以及機械腿；其中，主體框架包括底盤、安裝在底盤上的立柱、安裝在立柱內的滑車、固定在立柱頂面上的彎管以及安裝在立柱和彎管上的導向滑輪；減負懸吊機構包括安裝在主體框架底盤上的箱體，箱體內設置有彈簧，彈簧的一端通過拉力傳感器連接至箱體，另一端連接至懸吊繩，懸吊繩通過安裝在箱體內的導向滑車以及箱體內、立柱、彎管上的導向滑輪與吊杆連接，吊杆下部裝有安全帶且通過箱體內導向滑車的位置變化可控制懸吊繩的長度和牽引力進而可調節安全帶的高度及對訓練者的減負量；配重盤包括空心軸、平衡杆、C型架以及實心軸，配重盤通過空心軸安裝至立柱內的滑車上，平衡杆用於安裝機械腿並分別可沿空心軸左右移動，C型架以及實心軸用於調節平衡杆的平衡，使訓練者不承受機械腿絲毫重量；機械腿包括大腿、小腿、綁腿組件、連接大腿和小腿的膝關節、髖關節減速電機以及膝關節減速電機，所述髖關節減速電機以及膝關節減速電機均經由齒輪減速器減速後帶動訓練者的腿部進行擺動。
2.根據權利要求I所述的外骨骼型臺式下肢體康復練習機,所述主體框架進一步包括安裝在底盤上的雙槓、裝飾蓋以及走步臺承託座，安裝在立柱上的控制箱，用於封閉立柱的後蓋板，安裝在立柱內的滑車軌道、滑車鎖定螺母、電動推桿；電動推桿可以使滑車沿滑車軌道上下滑動，根據訓練者的身高調節配重盤的高度，進而調節機械腿的高度。
3.根據權利要求2所述的外骨骼型臺式下肢體康復練習機，所述配重盤還包括用於將空心軸套接在C型架開口端的阻尼片基座、阻尼片以及銅套，實心軸固定座用於將實心軸固定在C型架的封閉端，滾珠絲槓的一端安裝有電機，另一端穿過平衡杆固定在C型架上，平衡杆分別通過小直線軸承、小直線軸承座和大直線軸承、大直線軸承座套接在實心軸和空心軸上，穿線孔形成在空心軸上；電機可以驅動滾珠絲槓從而根據訓練者的身體寬度分別帶動平衡杆左右移動。
4.根據權利要求3所述的外骨骼型臺式下肢體康復練習機，所述機械腿還包括用於將髖關節減速電機和膝關節減速電機固定在機械腿上的減速電機固定組件、用於調節機械腿長度的調節孔、彈珠。
5.根據權利要求4所述的外骨骼型臺式下肢體康復練習機，所述走步臺的走行速度和機械腿的走行速度一致，均通過控制箱進行控制。
專利摘要本實用新型的公開了一種外骨骼型臺式下肢體康復練習機，包括主體框架、配重盤、減負懸吊機構、走步臺以及機械腿。採用電機經由傳統齒輪減速器直接驅動、從訓練設備後部送入訓練者、使訓練者不承受機械腿絲毫重量的配重結構以及彈簧式減負懸吊機構的外骨骼型臺式下肢體康復練習機。從而克服了人腿不能反向帶動機械腿運動、需要繁重的開關門的操作、不能完全消除訓練者承受機械腿的重量以及不能完全適應不同體重以及恢復程度不同的訓練者的問題。
文檔編號A61H1/00GK202426824SQ201220024348
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者楊式寧 申請人:楊式寧