一种骨盆运动辅助结构的制作方法

本发明属于医疗设备领域，尤其涉及一种骨盆运动辅助结构。

背景技术：

人口老龄化已逐渐成为全球范围内的趋势，在老年人中，脑血管和神经系统疾病会导致下肢功能障碍。患者们除了影响日常生活，同时承受极大的心理创伤，严重影响患者的身心健康，因此，如何最大程度地恢复患者的运动能力是临床康复治疗的一项重要内容。

国外早已展开对下肢康复设备的研究，到目前为止已经研发出了较为成熟的产品。lokomat是瑞士工程师杰里·科伦坡发明的下肢康复设备，也是世界上第一台下肢康复医用设备，用来为下肢瘫痪患者提供康复训练。它主要由下肢外骨骼、减重人体自重的支撑系统和皮带运动台组成，运用减压平板治疗法，使患者的步态与正常行走的步态逐渐匹配。

国内下肢康复设备起步较晚，现有代表性的类似产品主要由固定髋部和双下肢的外骨骼式矫正器、减重系统和医用跑台组成。髋关节和膝关节的活动范围、步态偏移量、双下肢的引导力和运动速度等参数通过计算机实时控制。治疗师需要全面了解下肢康复机器人训练与评估系统，并根据病人的运动功能情况不断地调整训练参数。

然而，无论是国内还是国外的康复设备，在实际应用中还具有一定的局限性。上述康复设备对于骨盆及下肢运动辅助结构的设计不合理，只提供预先设定的矢状面(即人体前后方向)单一运动路径，现有的康复设备将患者固定在一个平台上，限制了骨盆的空间运动，由于缺乏全方位性的运动以及感觉运动的反馈，会导致单一运动习惯，最终容易形成不正常的步态。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种骨盆运动辅助结构，旨在解决现有技术中的康复设备只能供患者沿人体前后方向单一运动的问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种骨盆运动辅助结构，包括减重装置、骨盆支撑装置以及控制系统；

所述减重装置包括竖向导轨板、减重动力源和压力传感器，所述竖向导轨板沿竖直方向可上下移动地安装在康复设备的机架上，以调节竖向导轨板的高度，所述减重动力源安装在所述竖向导轨板的一侧，所述压力传感器安装在所述减重动力源的动力输出端上；

所述骨盆支撑装置包括底座、滑动座、旋转座以及骨盆支架，所述底座沿竖直方向可移动地安装在所述竖向导轨板上，且所述底座的底部始终与所述压力传感器相接触，所述压力传感器与所述控制系统电连接，所述控制系统接收所述压力传感器传输的压力信号，并相应地控制所述减重动力源工作以带动所述底座沿竖直方向上升或下降；所述滑动座水平地安装在所述底座的顶部，且可沿平行于所述底座的长度方向往复移动，所述滑动座沿其水平移动方向的两侧对称设有第一弹性回位件；所述旋转座绕平行于所述底座的宽度方向可转动地安装在所述滑动座上，且所述旋转座上对称设有第二弹性回位件；所述骨盆支架绕竖向方向可相对转动地安装在所述旋转座上，且所述骨盆支架始终平行于所述底座的宽度方向。

进一步地，所述竖向导轨板上设置竖直导轨，所述竖直导轨上安装有滑动件，所述滑动件与所述减重动力源传动连接，所述压力传感器连接在所述滑动件与底座之间，所述减重动力源带动所述滑动件沿所述竖直导轨上下移动，所述滑动件将力传递至所述压力传感器上，并相应地带动所述底座沿所述竖直导轨上下移动。

进一步地，所述减重动力源为减重电机，所述减重电机的动力输出端上安装有主动轮，所述竖向导轨板上安装有从动轮，所述主动轮与从动轮之间连接有皮带；所述减重装置还包括丝杆和丝母，所述丝杆的一端固定在所述从动轮上，所述丝母与所述丝杆旋接，且所述滑动件固定在所述丝母上。

进一步地，所述滑动座的顶部具有两个耳板，所述两个耳板上均开设有第一通孔，所述两个第一通孔的轴线相互重合且平行于所述跑台的前后方向，每一个所述的第一通孔内均安装有第一轴承，所述旋转座嵌置在所述两个耳板之间，且所述旋转座上与所述两个第一通孔相对应的位置开设有第二通孔，所述两个第一通孔和第二通孔内穿设有旋转轴。

进一步地，所述旋转座沿竖直方向开设有第三通孔，所述第三通孔内穿设有固定轴，所述固定轴凸伸出所述旋转座的顶部，且所述固定轴上套设有第二轴承，所述骨盆支架套设在所述第二轴承上，并沿竖直方向可转动地安装在所述旋转座的顶部。

进一步地，所述骨盆支架包括两个转动杆和两个连接杆，所述两个转动杆均平行于所述底座的长度方向，且每一个转动杆的中心均开设有第四通孔，每一个所述的转动杆均套设在所述第二轴承上，每一个所述的连接杆上均开设有第五通孔，且所述两个连接杆均通过第三轴承连接在两个转动杆的两端。

进一步地，每一个所述转动杆的底部均固定有水平导轨，且每一个所述的转动杆的两端均安装有滑动套，所述连接杆通过第三轴承连接在所述滑动套底部，所述骨盆支架还包括旋转调节组件，所述旋转调节组件与所述转动杆两端的滑动套传动连接，所述旋转调节组件可带动所述转动杆两端的滑动套沿所述水平导轨共同向内收缩或向外扩张。

进一步地，所述旋转调节组件包括两个丝杆、两个固定板以及手轮，每一个固定板上均具有齿轮组，每一个所述的丝杆的两端具有反向螺纹，且所述丝杆的中部为光滑圆杆，所述转动杆两端的滑动套分别与所述丝杆的两端旋接；每一个丝杆的中部均固定有锥齿轮，所述两个丝杆的锥齿轮分别与两个固定板的齿轮组相啮合，且所述两个齿轮组相互传动连接，所述手轮安装在其中一个固定板的齿轮组上，所述手轮的转动带动所述齿轮组转动，所述齿轮组相应地带动所述锥齿轮转动，所述锥齿轮的转动带动所述丝杆两端的滑动套沿所述水平导轨共同向内收缩或向外扩张。

进一步地，所述辅助结构还包括第一旋转编码器、第二旋转编码器以及直线编码器，所述第一旋转编码器安装在所述滑动座的一侧，并与所述旋转座相对应；所述第二旋转编码器设置在所述两个固定板之间，并与两个固定板上的齿轮组传动连接；所述直线编码器安装在所述滑动座的一侧。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的一种骨盆运动辅助结构，其包括减重装置、骨盆支撑装置以及控制系统。通过竖向导轨板的上下移动调整好辅助结构的整体高度后，停止不动。将患者的胯部支撑在骨盆支架上，通过底座沿竖向导轨板的上下运动，可供患者实现上下方向的运动；通过滑动座沿底座长度方向的水平移动可供患者实现的左右方向的运动；通过旋转座绕平行于底座的宽度方向的转动可供患者实现左右摇摆；同时，通过骨盆支架沿竖直方向的转动，帮助患者实现胯部的扭动。从而利用所述骨盆运动辅助结构能够实现患者四个自由度的自由运动，相比于现有技术中，患者只能沿人体前后方向单一运动，该辅助结构更有利于患者全方位运动，更加接近于正常步态。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种骨盆运动辅助结构的整体结构示意图；

图2是图1中减重装置的结构示意图；

图3是图1中骨盆支撑装置的结构示意图；

图4是图3的分解结构示意图；

图5是图3中滑动座的结构示意图；

图6是图3中旋转座结构示意图；

图7是图3中骨盆支架的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种骨盆运动辅助结构100，其包括减重装置1、骨盆支撑装置2以及控制系统(未图示)。所述减重装置1用于减轻患者上身对双腿施加的重力；所述骨盆支撑装置2用于支撑患者的胯部，并实现患者四个自由度的运动。

具体地，参照图2，所述减重装置1包括竖向导轨板11、减重动力源12和压力传感器13。所述竖向导轨板11沿竖直方向可上下移动地安装在机架(未图示)上，以调节竖向导轨板11的高度，从而适应不同身高的患者，所述竖向导轨板11调整好位置后，不会再移动，以保证整个机构的稳定性。

所述竖向导轨板11上设置竖直导轨111，所述竖直导轨111上安装有滑动件112；所述减重动力源12安装在所述竖向导轨板11的一侧，所述滑动件112与所述减重动力源12传动连接，所述压力传感器13连接在所述滑动件112与骨盆支撑装置2之间，用于接收患者对骨盆支撑装置2所施加的压力。所述减重动力源12带动所述滑动件112沿所述竖直导轨111上下移动，所述滑动件112将力传递至所述压力传感器13上，并相应地带动所述骨盆支撑装置2沿所述竖直导轨111上下移动，从而调节患者对骨盆支撑装置2所施加的压力。

在上述实施例中，所述减重动力源12为减重电机，所述减重电机12的动力输出端上安装有主动轮14，所述竖向导轨板11上安装有从动轮15，所述主动轮14与从动轮15之间连接有皮带16。所述减重装置1还包括丝杆17和丝母(未图示)，所述丝杆17的一端固定在所述从动轮15上，所述丝母与所述丝杆17旋接，且所述滑动件112固定在所述丝母上。具体运动时，通过所述减重电机12带动所述主动轮14旋转，所述主动轮14通过皮带16带动从动轮15旋转，所述从动轮15的旋转带动所述丝杆17转动，由于所述丝母与滑动件112固定连接，因此，所述丝杆17的转动会带动所述滑动件112沿所述竖直导轨111上下移动，所述滑动件112通过压力传感器13将力传递至骨盆支撑装置2上。

参照图3和图4，所述骨盆支撑装置2包括底座21、滑动座22、旋转座23以及骨盆支架24。所述底座21用于实现患者上下方向的运动；所述滑动座22安装在所述底座21上，用于实现患者左右方向的移动；所述旋转座23安装在所述滑动座22上，用于实现患者左右方向的摆动；所述骨盆支架24安装在所述旋转座23上，用于支撑患者的胯部，并实现胯部的扭动；所述骨盆支撑装置2一共能够实现患者四个自由度的运动。

具体地，所述底座21沿竖直方向可移动地安装在所述竖直导轨111上，且所述底座21的底部始终与所述压力传感器13相接触，所述压力传感器13与所述控制系统电连接，所述控制系统接收所述压力传感器13传输的压力信号，并相应地控制所述减重动力源12的动力输出端带动所述底座21沿所述竖直导轨111上升或下降，从而调节患者对骨盆支撑装置2所施加的压力。通过所述压力传感器13采集患者与骨盆支撑装置2之间上下方向的拉力和压力值，可预先设定压力值(例如20n)，当患者对所述骨盆装置装置3施加的拉力或压力大于20n以后，则所述拉压力传感器13将数据信息传输给所述控制系统，所述控制系统控制所述动力源22的输出端相应的正转或反转，从而对患者进行实时智能减重控制。

所述滑动座22水平地安装在所述底座21的顶部，且可沿平行于所述底座21的长度方向移动，所述滑动座22沿其水平移动方向的两侧对称设有第一弹性回位件221。通过所述滑动座22在所述底座21上的水平移动，使患者能够在左右方向上自由移动，并利用滑动座22两侧的第一弹性回位件221使所述滑动座22向任意一侧滑动时都能够回到原位，从而实现患者的左右移动。

参照图5和图6，所述滑动座22的顶部具有两个耳板222，所述两个耳板222上均开设有第一通孔223，所述两个第一通孔223的轴线相互重合且平行于所述跑台5的前后方向。每一个所述的第一通孔223内均安装有第一轴承224，所述旋转座23嵌置在所述两个耳板222之间，且所述旋转座23上与所述两个第一通孔223相对应的位置开设有第二通孔231，所述两个第一通孔223和第二通孔231内穿设有旋转轴25。所述旋转座23可绕所述旋转轴25的轴线转动，从而使得安装在旋转座23上的骨盆支架24一起转动，则患者会随着骨盆支架24的转动而左右晃动。同时，所述旋转座23上对称设有第二弹性回位件232，使患者向任意一侧晃动时都能够回归到原位。

继续参照图6，所述旋转座23沿竖直方向开设有第三通孔233，所述第三通孔233内穿设有固定轴234，所述固定轴234凸伸出所述旋转座23的顶部，且所述固定轴234上套设有第二轴承235。所述骨盆支架24套设在所述第二轴承235上，并沿竖直方向可转动地安装在所述旋转座23的顶部，通过所述骨盆支架24沿竖直方向的转动可实现患者胯部的扭动。

参照图7，所述骨盆支架24包括两个转动杆241和两个连接杆242，所述两个转动杆241均平行于所述底座21的长度方向，且每一个转动杆241的中心均开设有第四通孔2411，每一个所述的转动杆241均利用所述第四通孔2411套设在所述第二轴承235上，从而使得每一个所述的转动杆241均可绕所述固定轴234转动。同时，每一个所述的连接杆242上均开设有第五通孔2421，且所述两个连接杆242均通过第三轴承246连接在两个转动杆241的两端，共同形成四边形结构。由于所述两个转动杆241的中心分别绕固定轴234转动，因此，无论两个转动杆241转动到哪个位置，两个转动杆241同一端的两个端点的连线始终与底座21的宽度方向平行，即无论转动杆241如何转动，所述连接杆242会始终保持与底座21的宽度方向平行，使患者能够在全方位性的运动的同时，具有明确的方向感。

在上述实施例中，每一个所述转动杆241的底部均固定有水平导轨243，且每一个所述的转动杆241的两端均安装有滑动套244，所述连接杆242通过第三轴承246连接在所述滑动套244的底部，所述骨盆支架24还包括旋转调节组件245，所述旋转调节组件245与所述转动杆241两端的滑动套244传动连接，所述旋转调节组件245可带动所述转动杆241两端的滑动套244沿所述水平导轨243共同向内收缩或向外扩张，从而调节两个连接杆242的相对距离，以适应不同胖瘦的患者。

具体地，所述旋转调节组件245包括两个丝杆2451、两个固定板2452以及手轮2453，每一个固定板2452上均具有齿轮组2454，每一个所述的丝杆2451的两端具有反向螺纹，且所述丝杆2451的中部为光滑圆杆，所述转动杆241两端的滑动套244分别与所述丝杆2451的两端旋接。每一个丝杆2451的中部均固定有锥齿轮2455，所述两个丝杆的锥齿轮2455分别与两个固定板的齿轮组2454相啮合，且所述两个齿轮组2454相互传动连接，所述手轮2453安装在其中一个固定板的齿轮组2454上。所述手轮2453的转动带动所述齿轮组2454转动，所述齿轮组2454相应地带动所述锥齿轮2455转动，所述锥齿轮2455的转动带动所述丝杆2451两端的滑动套244沿所述水平导轨243向内收缩或向外扩张。

参照图4，所述辅助结构100还包括第一旋转编码器3、第二旋转编码器4以及直线编码器5。所述第一旋转编码器3安装在所述滑动座22的一侧，并与所述旋转座23相对应；所述第二旋转编码器4设置在所述两个固定板2452之间，并与两个固定板2452上的齿轮组2454传动连接；所述直线编码器5安装在所述滑动座22的一侧。所述第一旋转编码器3、第二旋转编码器4和直线编码器5均与控制系统电连接，利用所述第一旋转编码器3、第二旋转编码器4和直线编码器5采集旋转角度以及直线位移的数据，所采集到的数据用于分析评价康复效果。

综上所述，本发明实施例提供的一种骨盆运动辅助结构100，其能够实现患者四个自由度方向的自由运动，相比于现有技术中，患者只能沿人体前后方向单一运动，该辅助结构100更有利于患者全方位运动，更加接近于正常步态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。