专利名称：被动式下肢训练器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种下肢训练器，特别涉及一种用于病人康复的被动式下肢训练器。
背景技术：
现实生活中，运动功能障碍、肢体活动不便或骨科手术后肢体不能主动活动的患者一般都需要进行被动式训练，这些患者一般都需要靠家属或护理人员的帮助来进行人工训练，因而护理者劳动强度大，护理成本高。
本人之前申请了一种下肢训练器(CN2358863Y)，它固定在床上，供病人躺在床上使用，并且在使用时，要求病人将一只脚伸到它的导轨下面。这种下肢训练器存在下面的缺点首先，其移动性不好，由于其是固定在床上，而床的面积较大，移动不方便，并且难以移动到一些门或空间很小的地方，使用上有局限性，而将其从床上拆下进行运送非常耗时耗力；其次，它的使用不方便，在使用过程中，需要首先将它翻转起来，然后病人躺到床上并将一条腿伸到训练器下方的导轨下，再将训练器放下并固定到床上，在这个过程中需要患者完成上床的动作，并且在放下训练器的过程中需要患者的伤腿尽力缩起以防被放下的训练器碰到，但作为肢体活动不便的患者，特别是刚做完骨科手术的患者，任何的移动和运动都是不方便的，更何况是尽力缩起伤腿，这使得其使用非常不便，更严重的可能导致患者伤腿再次受伤；另外，由于训练器本身固定在床上，不能相对于床移动，所以患者必须多次移动自己的身体才能找到合适的位置，而这个过程对于下肢不便的患者来说是较为困难的；另外，其箱体的倾角改变装置比较笨拙，调节过程比较麻烦，且只能处于有限的几个倾角中；最后，鞋托只能固定在连杆上的有限的几个位置中，从而只能进行几个不同的曲线运动，不能适应所有患者的需要，且变换位置的过程比较麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于下肢患者康复的被动式下肢训练器，其能克服现有的下肢训练器的缺点。
为了实现上述目的，本发明的被动式下肢训练器包括座椅、轨迹发生器、吊臂和连接在吊臂上的柔索，柔索与患者的膝盖相连，患肢的脚与轨迹发生器上的鞋托固定在一起，轨迹发生器的鞋托可带动患者的脚作某种曲线或直线的平面运动。
由于本发明的被动式下肢训练器采用座椅式结构，病人不需要进行上床和尽力缩起伤腿的动作，所以便于使用，不会对病人造成进一步伤害。
根据本发明的一个方面，被动式下肢训练器的底部安装有轮子，所以其移动性好。
根据本发明的另一个方面，被动式下肢训练器的座椅高度、前后位置及靠背的角度是可调的，所以不需要患者移动身体来找到合适的位置，方便了患者。另外座椅高度的调节是通过转动螺杆手柄使两个梯形滑块同时降低或升高来实现的，其结构简单，调节方便。
根据本发明又一个方面，其箱体倾角调节机构由螺杆手柄、螺母、与轨迹发生器的箱体滑动接合的滑动块和将箱体铰接到被动式下肢训练器的枢轴构成，所以只需转动螺杆手柄即可调节箱体倾角，调节过程简单，并且能使箱体处于其倾角调节范围内的任意角度中。
根据本发明另外一个方面，连杆、移动托板和鞋托通过销轴连接在一起，连杆和移动托板可沿纵向方向相对滑动，并由紧固装置固定在所需的相对位置中，所以变换位置的过程简单，只需松开紧固装置并使连杆和移动托板相互滑动到所需位置，再拧紧紧固装置即可，并且可以使连杆和移动托板处于任意的相对位置中，因而可进行无数种曲线运动，能适应所有患者的需要。
图1是本发明的训练器的总体结构图；图2是本发明的训练器的轨迹发生器的侧视结构图；图3是本发明的训练器的轨迹发生器的俯视图；图4是连杆与移动托板和鞋托的连接关系图；
图5是本发明的训练器能提供的部分运动轨迹图。
具体实施例方式
本发明的训练器的总体结构为足部运动轨迹平面可调的活动座椅式结构。如图1中所示，被动式下肢训练器包括座椅1、轨迹发生器9、吊臂8和连接在吊臂8上的柔索7，为方便移动训练器，在其底部安装有轮子12，从而可以很方便地将训练器移动到患者的训练地点，如训练室或病房等。
座椅1的高度、前后位置及靠背的角度是可调的，以适用于不同身高和不同病态的患者使用。座椅高度的调整是通过转动螺杆手柄10，使两个梯形滑块11同时降低或升高，从而使座椅1的高度得到改变。座椅前后位置的调整例如可通过滑轨(未示出)和将座椅锁定到滑轨上的锁定装置(未示出)来实现，座椅可在滑轨上相对于轨迹发生器9前后滑动，当滑动到合适位置时通过锁定装置将座椅1锁定在滑轨上。当然，座椅1的高度、前后位置的调节也可以采用其它已知的方法。座椅1上还安装有训练器电器控制盒(未示出)，以方便患者的自我训练控制。
下面结合图2和3说明轨迹发生器9的具体结构，图2是轨迹发生器9的侧视结构图，图3是轨迹发生器9的俯视图。轨迹发生器9为箱式结构，其中电动机17通过联轴器18与小锥齿轮19相连并将动力传递到小锥齿轮19，小锥齿轮19与大锥齿轮20啮合，大锥齿轮20可旋转地套在固定心轴21上，固定心轴21与固定在箱体底板33上的心轴支座32相连，曲柄22固联在大锥齿轮20上随其一起旋转。固联在曲柄22上的销轴23与连杆4铰接，连杆4上安装有移动托板5，鞋托3借助于销轴25与移动拖板5铰接，且可相对于移动托板5转动，移动托板5可在连杆4上滑动并固定在连杆4的任意纵向位置中。当电动机17带动大锥齿轮20旋转时，销轴23可在环形槽41中运动。
带有内导轨31的圆盘39与固定心轴21、心轴支座32、箱体底板33固联在一起，箱体底板33又与带有外导轨30的箱盖38固联在一起，从而构成了内外导轨的固定联接关系。与连杆4铰接的滑块28和滑块29可以在内导轨31和外导轨30中滑动。
箱体的倾角是可调的，其调节方法如下转动螺杆手柄13，使螺母14左右移动，同时螺母14又带动与其铰接的滑动块15相对于箱体移动，从而使箱体绕枢轴16转动。
图4为连杆4与移动托板5和鞋托3的连接关系图，图中销轴25穿过移动托板5和鞋托3并通过螺母将它们连接在一起，轴承24位于移动托板5和销轴25之间，鞋托3底部上的台肩与轴承24内圈相接触，移动托板5径向内侧也形成与轴承24外圈接触的台肩。连杆4的截面形状成不规则的矩形，其一侧形成有突出部，该突出部可以与在移动托板5中形成的相应凹入部接合，在与所述突出部和凹入部相对的另一侧上，移动托板5上形成有向下的台肩可对连杆4向该侧的移动进行限制，从而可限制移动托板5与连杆4在横向方向上的运动。移动托板5可沿着连杆4纵向滑动，紧定螺钉26和螺母27可随着移动托板5在连杆4的侧部凹槽中滑动，或另一种可行的方案是，紧定螺钉26和螺母27随着连杆4在移动托板5的侧部凹槽中滑动。当移动托板5和连杆4的相对位置符合使用者的要求时，拧紧紧定螺钉26以使连杆4和移动托板5彼此不能进行相对运动。
轨迹发生器9的作用是提供不同的足部运动轨迹。其工作原理如下电动机17通过联轴器18带动小锥齿轮19转动，小锥齿轮19带动大锥齿轮20与曲柄22转动，曲柄22通过销轴23带动连杆4作平面运动，连杆的两端铰接有滑块28和29，滑块28和29可以在内导轨31和外导轨30中直线移动。除几个特殊点外，连杆上任意一点的轨迹都为椭圆。因此只要改变移动托板5在连杆4上的位置，就能够得到不同的移动托板运动轨迹，因而使患者的患肢得到不同形式的运动。
本训练器能够提供的部分运动轨迹如图5所示。其中44和45为椭圆运动轨迹，46为圆形运动轨迹，47和48为相互垂直的两条直线运动轨迹。
使用过程中，使患者坐在座椅1上，将患肢的脚(可穿鞋)2与轨迹发生器9上的鞋托3固定在一起，再将患肢的膝关节包上护套6，然后与柔索7相连，柔索7的另一端固连在训练器的吊臂8上，使患肢的膝关节始终处于上位。
训练时，调节移动托板5和连杆4的相对位置使其满足要求，然后启动电动机17，电动机17通过传动机构，带动连杆4作平面运动，移动托板5在连杆4的带动下，作某种曲线或直线的平面运动，移动托板5带动患者的脚沿着该曲线或直线的轨迹做周期性运动，以达到活动患肢各关节和肌肉的效果。
权利要求
1.一种被动式下肢训练器，包括座椅(1)、轨迹发生器(9)、吊臂(8)和连接在吊臂(8)上的柔索(7)，柔索(7)与患者的膝盖相连，患肢的脚(2)与轨迹发生器(9)上的鞋托(3)固定在一起，轨迹发生器(9)的鞋托(3)可带动患者的脚作某种曲线或直线的平面运动。
2.如权利要求1所述的被动式下肢训练器，其特征在于轨迹发生器(9)是箱式结构，其带有箱体底板(33)和箱盖(38)，箱盖(38)中央是圆形的孔且箱盖具有外导轨(30)，与箱体底板(33)固联在一起的圆盘(39)位于该孔中，圆盘(39)上有内导轨(31)，位于轨迹发生器(9)中的电动机(17)可以通过传动机构(18，19，20，21)带动销轴(23)在该孔中作圆形运动，销轴(23)与连杆(4)铰接，连杆(4)上安装有移动托板(5)，鞋托(3)与连杆(4)上的移动拖板(5)铰接，滑块(28，29)铰接到连杆(4)，且滑块(28，29)可以在内导轨(31)和外导轨(30)中滑动。
3.如权利要求2所述的被动式下肢训练器，其特征在于移动托板(5)和鞋托(3)通过销轴(25)连接在一起，连杆(4)和移动托板(5)可沿纵向方向相对滑动，并由紧固装置(26，27)固定在所需的相对位置中。
4.如权利要求3所述的被动式下肢训练器，其特征在于所述传动机构(18，19，20，21)包括依次相连的联轴器(18)、小锥齿轮(19)和可旋转地套在固定心轴(21)上的大锥齿轮(20)，固定心轴(21)与圆盘(39)固联且固定到箱体底板(33)，与销轴(23)相连的曲柄(22)固联在大锥齿轮(20)上。
5.如权利要求1到4中任一个所述的被动式下肢训练器，其特征在于座椅(1)的高度、前后位置及靠背的角度是可调的，其中座椅高度的调节是通过转动螺杆手柄(10)使两个梯形滑块(11)同时降低或升高来实现的。
6.如权利要求1到4中任一个所述的被动式下肢训练器，其特征在于轨迹发生器(9)是倾角可调的箱体式结构，其箱体倾角调节机构由螺杆手柄(13)、螺母(14)、与轨迹发生器的箱体滑动接合的滑动块(15)和将所述箱体铰接到被动式下肢训练器的枢轴(16)构成，其中螺母(14)与滑动块(15)铰接且与螺杆手柄(13)的螺纹段接合。
7.如权利要求1到4中任一个所述的被动式下肢训练器，其特征在于被动式下肢训练器的底部安装有轮子(12)。
8.如权利要求3或4所述的被动式下肢训练器，其特征在于轴承(24)位于移动托板(5)和销轴(25)之间，鞋托(3)底部上的台肩与轴承(24)内圈相接触，移动托板(5)径向内侧也形成与轴承(24)外圈接触的台肩，鞋托(3)可相对于移动托板(5)转动。
9.如权利要求8所述的被动式下肢训练器，其特征在于连杆(4)的截面形状成不规则的矩形，其一侧形成有突出部，该突出部可以与在移动托板(5)中形成的相应凹入部接合，在与所述突出部和凹入部相对的另一侧上，移动托板(5)上形成有向下的台肩可对连杆(4)向该侧的移动进行限制，从而可限制移动托板(5)与连杆(4)在横向方向上的运动。
全文摘要
一种被动式下肢训练器，包括座椅(1)、轨迹发生器(9)、吊臂(8)和连接在吊臂(8)上的柔索(7)，柔索(7)与患者的膝盖相连，患肢的脚(2)与轨迹发生器(9)上的鞋托(3)固定在一起，轨迹发生器(9)的鞋托(3)可带动患者的脚作某种曲线或直线的平面运动。其优点是移动性好，容易调节座椅的位置和轨迹发生器的倾斜角度，便于使用。
文档编号A63B23/04GK1843320SQ20061007886
公开日2006年10月11日 申请日期2006年5月11日 优先权日2006年5月11日
发明者孙建东, 张恩祥, 方新, 刘自萍, 付丽斌, 于飞, 常惠莉 申请人:北京联合大学