一种集成步态评估功能的助行装置的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种集成步态评估功能的助行装置。


背景技术：

2.脑卒中(cerebral stroke)又称中风。是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病。
3.据统计，中国每年新增200多万脑卒中患者，平均每12秒就有一人发生卒中，每21秒就有一人死亡，全国脑卒中患者约为800万人，致残率高达75％，中国的脑卒中发病率高于全球平均水平。根据脑卒中死亡率的全球分布，中国脑卒中死亡率约151-251人/10万人，在幸存者中约70％～80％的病人留有不同程度的残疾。脑卒中有很多种后遗症，而且康复较为困难，并且最佳康复时间是刚刚发病完的一段时间，所以需要进行肢体功能评估并进行康复训练，这样能更好的恢复，减少后遗症的影响程度。
4.现有的下肢康复训练方法功能单一，通常借助治疗师辅助进行步态康复效果评估，集训练与评估一体化的装置主要应用于医院且占用面积大，患者使用场所被限制，使用多有不便。且现有技术中的集训练与评估一体化的方法和机构复杂，不适用于家庭。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种集成步态评估功能的助行装置，用于下肢康复训练，结构简单，适用于家庭。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种集成步态评估功能的助行装置，包括：
8.手杖杆；
9.射灯，设置于手杖杆上，射灯能投影用于引导患者行走的虚拟足印；
10.相机，设置于手杖杆上，当患者跟随虚拟足印行走时，相机能拍摄虚拟足印和患者踩踏虚拟足印的脚掌。
11.可选地，射灯与手杖杆转动连接，通过调节射灯的角度以调节虚拟足印的投影位置。
12.可选地，还包括第一调节机构，第一调节机构用于调节射灯的角度。
13.可选地，第一调节机构包括：
14.第一连杆，第一连杆第一端与射灯连接，第一连杆第二端与手杖杆铰接；
15.第一绳索，第一绳索第一端与第一连杆连接；
16.第一驱动装置，设置于手杖杆上，第一绳索第二端与驱动装置连接，第一驱动装置能牵引第一绳索以带动第一连杆转动；
17.第一弹性件，第一弹性件第一端与第一连杆连接，第一弹性件第二端与手杖杆连接，当第一驱动装置不对第一绳索施加牵引力时，第一弹性件的弹性回复力能使第一绳索
保持拉紧状态。
18.可选地，相机与手杖杆转动连接，通过调节相机的角度以改变相机的拍摄角度。
19.可选地，还包括第二调节机构，第二调节机构用于调节相机的角度。
20.可选地，第二调节机构包括：
21.第二连杆，第二连杆第一端与射灯连接，第二连杆第二端与手杖杆铰接；
22.第二绳索，第二绳索第一端与第二连杆连接；
23.第二驱动装置，设置于手杖杆上，第二绳索第二端与驱动装置连接，第二驱动装置能牵引第二绳索以带动第二连杆转动；
24.第二弹性件，第二弹性件第一端与第二连杆连接，第二弹性件第二端与手杖杆连接，当第二驱动装置不对第二绳索施加牵引力时，第二弹性件的弹性回复力能使第二绳索保持拉紧状态。
25.可选地，手杖杆上设置有惯性传感器。
26.可选地，手杖杆上设置有力传感器。
27.可选地，手杖杆的顶端设置有握手柄。
28.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的集成步态评估功能的助行装置，用于下肢康复训练，患者手拄手杖杆行走过程中，射灯投影虚拟足印引导患者行走以进行下肢康复训练，患者跟随射灯投影的虚拟足印行走并踩踏射灯投影的虚拟足印，并通过相机拍摄射灯投影的虚拟足印和患者踩踏虚拟足印的脚掌，通过相机拍摄射灯投影的虚拟足印和患者踩踏虚拟足印的脚掌之间的位置关系以评估患者康复效果，结构简单，适用于家庭。
附图说明
29.图1是本实用新型提供的集成步态评估功能的助行装置结构示意图；
30.图2是本实用新型提供的集成步态评估功能的助行装置主视图。
31.图中：
32.100、手杖杆；110、第一u型框；111、第一铰接部；120、第二u型框；121、第二铰接部；
33.200、射灯；300、相机；
34.410、第一连杆；420、第一绳索；430、第一驱动装置；440、第一弹性件；
35.510、第二连杆；520、第二绳索；530、第二驱动装置；540、第二弹性件；600、惯性传感器；700、力传感器；800、握手柄；900、虚拟足印。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
37.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
40.参照图1所示，本实施例提供了一种集成步态评估功能的助行装置，集成步态评估功能的助行装置包括手杖杆100、射灯200和相机300，射灯200设置于手杖杆100上，射灯200能投影用于引导患者行走的虚拟足印900，相机300设置于手杖杆100上，当患者跟随虚拟足印900行走时，相机300能拍摄虚拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌。
41.该集成步态评估功能的助行装置用于下肢康复训练，患者手拄手杖杆100行走过程中，射灯200投影虚拟足印900引导患者行走，患者跟随射灯200投影的虚拟足印900行走并踩踏射灯200投影的虚拟足印900，并通过相机300拍摄射灯200投影的拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌，通过相机300拍摄射灯200投影的虚拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌之间的位置关系以评估患者康复效果，结构简单，适用于家庭。
42.进一步地，射灯200能投影至少一个虚拟足印900。优选地，射灯200能投影两个虚拟足印900，使该集成步态评估功能的助行装置在辅助患者进行下肢康复训练的过程更加的人性化。
43.进一步地，手杖杆100的顶端设置有握手柄800，方便患者手拄手杖杆100。
44.进一步地，手杖杆100的底端设置有防滑垫(图中未示出防滑垫)，防止患者进行下肢康复训练过程中出现手杖杆100的底端打滑的现象而导致的患者摔倒。
45.患者在康复训练逐渐康复的过程中，迈步的参数是逐渐变化的，如步宽和步幅等。于本实施中，射灯200与手杖杆100转动连接，通过调节射灯200的角度以调节虚拟足印900的投影位置，进而调节患者相对于虚拟足印900的位置，使患者在行走时能踩踏在相对应的虚拟足印900上，使该集成步态评估功能的助行装置能适用于患者各康复时期。
46.进一步地，该集成步态评估功能的助行装置还包括第一调节机构，第一调节机构用于调节射灯200的角度。在本实施例中，当患者手拄手杖杆100进行下肢康复训练时，手杖杆100的位姿是实时变化的，通过第一调节机构实时调节射灯200的角度，使射灯投影的虚拟足印900稳定在一个位置上，方便患者踩踏虚拟足印900。
47.具体地，参照图2所示，第一调节机构包括第一连杆410、第一驱动装置430、第一绳索420和第一弹性件440，第一连杆410第一端与射灯200连接，第一连杆410第二端与手杖杆100铰接，第一驱动装置430设置于手杖杆100上，第一绳索420第一端与第一连杆410连接，第一绳索420第二端与驱动装置连接，第一驱动装置430能牵引第一绳索420以带动第一连杆410转动，第一弹性件440第一端与第一连杆410连接，第一弹性件440第二端与手杖杆100连接，当第一驱动装置430不对第一绳索420施加牵引力时，第一弹性件440的弹性回复力能
使第一绳索420保持拉紧状态。在本实施例中，当第一驱动装置430运动牵引第一绳索420以带动第一连杆410转动时，第一弹性件440受迫积蓄弹力，当第一驱动装置430反向运动时，第一弹性件440弹性回复力能带动第一连杆410反向转动且使第一绳索420保持拉紧状态，通过第一驱动装置430和第一绳索420以及第一弹性件440的配合以调节第一连杆410相对于手杖杆100的角度，进而调节射灯200的角度。进一步地，本实用新型不限于此，第一调节机构还可以是其他形式的机构，在此不再做详细赘述。
48.进一步地，第一绳索420优选钢丝绳，也可以是其他绳索，在此不再做详细赘述。进一步地，第一弹性件440可以是弹簧，也可以是其他弹性构件，在此不再做详细赘述。
49.进一步地，手杖杆100上设置有安装第一调节机构的第一u型框110，第一u型框110的开口朝手杖杆100的水平方向设置，第一u型框110由两横板和一竖板构成。具体地，第一u型框110的竖板内侧面上设有第一铰接部111，第一连杆410第二端与第一铰接部111铰接。
50.进一步地，第一连杆410第一端与射灯200可拆卸连接，方便更换射灯200。具体地，射灯200可以通过螺接件与第一连杆410连接，也可以通过其他固定件与第一连杆410连接，在此不再做详细赘述。进一步地，射灯200与第一连杆410之间的夹角大于90
°
且射灯200投影虚拟足印900的一端置于第一u型框110开口外，以使该集成步态评估功能的助行装置结构紧凑，在调节射灯200角度后，能有效避免第一u型框110朝向手杖杆100底端一侧的横板遮挡射灯200投影的虚拟足印900，以使射灯200能达到较好的投影范围和投影效果。
51.进一步地，第一驱动装置430包括第一电机和设置于第一电机输出端的第一绕绳轮，第一电机设置于手杖杆100上且设置于第一u型框110朝向手杖杆100底端的一侧，第一绳索420第一端连接第一连杆410，第一绳索420第二端穿设第一u型框110朝向手杖杆100底端一侧的横板绕设于第一绕绳轮上。进一步地，第一弹性件440第二端与第一u型框110朝向手杖杆100顶端一侧的横板连接。在本实施例中，第一电机驱动第一绕绳轮转动，牵引第一绳索420于第一绕绳轮上收卷，带动第一连杆410朝手杖杆100底端转动，此时，第一弹性件440受拉积蓄弹力；第一电机驱动第一绕绳轮反向转动，第一绳索420于第一绕绳轮上松放，进而第一弹性件440释放积蓄的弹力带动第一连杆410反向转动，且使第一绳索420保持拉紧状态。进一步地，本实用新型不限于此，第一驱动装置430还可以是其他形式的机构，在此不再做详细赘述。
52.于本实施例中，该集成步态评估功能的助行装置能调节射灯200的角度以改变虚拟足印900的投影位置，为使相机300能同时拍到射灯200调节角度后的虚拟足印900和患者实际踩踏虚拟足印900的脚掌，相机300与手杖杆100转动连接，通过调节相机300的角度以改变相机300的拍摄角度，进而使相机300能同时拍到射灯200调节角度后的虚拟足印900和患者实际踩踏虚拟足印900的脚掌。
53.进一步地，该集成步态评估功能的助行装置还包括第二调节机构，第二调节机构用于调节相机300的角度。在本实施例中，当患者手拄手杖杆100进行下肢康复训练时，手杖杆100的位姿是实时变化的，通过第二调节机构调节相机300的角度以使相机300能一直拍摄到虚拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌。
54.具体地，继续参照图2所示，第二调节机构包括第二连杆510、第二驱动装置530、第二绳索520和第二弹性件540，第二连杆510第一端与射灯200连接，第二连杆510第二端与手杖杆100铰接，第二驱动装置530设置于手杖杆100上，第二绳索520第一端与第二连杆510连
接，第二绳索520第二端与驱动装置连接，第二驱动装置530能牵引第二绳索520以带动第二连杆510转动，第二弹性件540第一端与第二连杆510连接，第二弹性件540第二端与手杖杆100连接，当第二驱动装置530不对第二绳索520施加牵引力时，第二弹性件540的弹性回复力能使第二绳索520保持拉紧状态。在本实施例中，当第二驱动装置530运动牵引第二绳索520以带动第二连杆510转动时，第二弹性件540受迫积蓄弹力，当第二驱动装置530反向运动时，第二弹性件540弹性回复力能带动第二连杆510反向转动且使第二绳索520保持拉紧状态，通过第二驱动装置530和第二绳索520以及第二弹性件540的配合以调节第二连杆510相对于手杖杆100的角度，进而调节相机300的角度，使相机300能同时拍到射灯200调节角度后的虚拟足印900和患者实际踩踏虚拟足印900的脚掌。进一步地，本实用新型不限于此，第二调节机构还可以是其他形式的机构，在此不再做详细赘述。
55.进一步地，第二绳索520优选钢丝绳，也可以是其他绳索，在此不再做详细赘述。进一步地，第二弹性件540可以是弹簧，也可以是其他弹性构件，在此不再做详细赘述。
56.进一步地，手杖杆100上设置有安装第二调节机构的第二u型框120，第二u型框120的开口朝手杖杆100的水平方向设置，且第二u型框120与第一u型框110的开口方向相同，第二u型框120设置于第一u型框110朝向手杖杆100底端的一侧，第二u型框120由两横板和一竖板构成。具体地，第二u型框120的竖板内侧面上设有第二铰接部121，第二连杆510第二端与第二铰接部121铰接。
57.进一步地，第二连杆510第一端与相机300可拆卸连接，方便更换相机300。具体地，相机300可以通过螺接件与第二连杆510连接，也可以通过其他固定件与第二连杆510连接，在此不再做详细赘述。进一步地，相机300与第二连杆510之间的夹角大于90
°
且相机300镜头置于第二u型框120开口外，以使该集成步态评估功能的助行装置结构紧凑，在调节相机300角度后，能有效避免第二u型框120朝向手杖杆100底端一侧的横板遮挡相机300镜头的拍摄，以使射相机300镜头能有较好的拍摄角度。
58.进一步地，第二驱动装置530包括第二电机和设置于第二电机输出端的第二绕绳轮，第二电机设置于手杖杆100上且设置于第二u型框120朝向手杖杆100顶端的一侧，具体地，第一电机和第二电机均设置于第一u型框110和第二u型框120之间。第二绳索520第一端连接第二连杆510，第二绳索520第二端穿设第二u型框120朝向手杖杆100顶端一侧的横板绕设于第二绕绳轮上。进一步地，第二弹性件540第二端与第二u型框120朝向手杖杆100底端一侧的横板连接。在本实施例中，第二电机驱动第二绕绳轮转动，牵引第二绳索520于第二绕绳轮上收卷，带动第二连杆510朝手杖杆100顶端转动，此时，第二弹性件540受拉积蓄弹力；第二电机驱动第二绕绳轮反向转动，第二绳索520于第二绕绳轮上松放，进而第二弹性件540释放积蓄的弹力带动第二连杆510反向转动，且使第二绳索520保持拉紧状态。进一步地，本实用新型不限于此，第二驱动装置530还可以是其他形式的机构，在此不再做详细赘述。
59.于本实施例中，该集成步态评估功能的助行装置还包括设置于手杖杆100上的控制器(图中未示出控制器)，第一电机和第二电机均与控制器电连接。在本实施例中，通过控制器控制第一电机和第二电机的运转，能实时调节射灯200和相机300的角度。具体地，握手柄800内设有安装腔，控制器设置于安装腔内。优选地，控制器可以是单片机，也可以是其他控制器，在此不再做详细赘述。
60.进一步地，射灯200与控制器电连接，通过控制器能控制射灯200投影的虚拟足印900的参数，如步宽和步幅等，进而满足不同患者在不同康复训练时期的不同训练需求。
61.进一步地，相机300与控制器电连接，控制器接收相机300拍摄的射灯200投影的虚拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌的图像信息并分析，分析得到相机300拍摄射灯200投影的虚拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌之间的位置关系信息以实时调节射灯200投影的虚拟足印900的参数以及射灯200的角度，使患者能精确地踩在虚拟足印900上，使患者能得到人性化的下肢康复训练。
62.于本实施例中，继续参照图2所示，手杖杆100上设置有惯性传感器600，惯性传感器600与控制器电连接，在患者进行下肢康复训练时，手杖杆100拄地支撑患者行走过程中，惯性传感器600将检测到的信息传输给控制器，通过控制器分析能得到手杖杆100的位姿信息，控制器依据手杖杆100的位姿，实时调节射灯200和相机300的角度，使射灯200投影的虚拟足印900稳定投影于一个位置且相机300能拍摄到射灯200投影的虚拟足印900以及患者踩踏虚拟足印900的脚掌，直至手杖杆100移动至下一个位置。
63.进一步地，控制器分析惯性传感器600检测到的信息以及相机300实时拍摄射灯200投影的虚拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌图像信息能推导出患者的行走状态，能更加精确地实时调节射灯200和相机300的角度，使患者能得到更人性化的下肢康复训练，且能更加精确地评估患者康复效果。具体地，惯性传感器600设置于手杖杆100的顶端。
64.于本实施例中，继续参照图2所示，手杖杆100上设置有力传感器700。具体地，力传感器700设置于手杖杆100的底端。在本实施例中，患者进行下肢康复训练时，力传感器700能实时检测患者作用于手杖杆100的力学数据，并通过力学数据进一步地评估患者康复效果。
65.进一步地，力传感器700与控制器电连接，控制器接收力传感器700实时检测到的力学数据并分析，结合控制器通过惯性传感器600实时检测的信息，以及相机300拍摄的虚拟足印900和患者踩踏虚拟足印900的脚掌的图像信息，能推断出患者当前下肢康复训练的训练状态，并判断患者是否需要休息而停止下肢康复训练。
66.进一步地，手杖杆100为空心杆，方便电气元件的布线，且减轻该集成步态评估功能的助行装置的重量。
67.示例性地，患者手拄手杖杆100进行下肢康复训练时，控制器依据相机300拍摄患者踩踏射灯200投影的虚拟足印900的脚掌与虚拟足印900的图像信息以及惯性传感器600实时检测的信息，控制第一电机实时调节第一连杆410角度，进而调节射灯200角度，使射灯200投影的虚拟足印900稳定投射于一个位置，使患者每一步都能精确地踩在虚拟足印900上，且控制第二电机实时调节第二连杆510角度，进而调节相机300角度，使相机300能拍摄到射灯200投影的虚拟足印900以及患者每一步踩踏虚拟足印900的脚掌。此外，依据相机300拍摄患者踩踏射灯200投影的虚拟足印900的脚掌与虚拟足印900的图像信息、惯性传感器600实时检测的信息以及力传感器700实时检测到的力学数据，能有效评估患者的康复状态。该集成步态评估功能的助行装置具有人性化的下肢康复训练方式和科学性的康复评估方法，且结构简单，适用于家庭。
68.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而
并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。