用于智能减重训练器的减重装置的制作方法

本发明涉及减重装置，具体涉及一种用于智能减重训练器的减重装置。

背景技术：

智能减重训练器是患者用于康复训练的重要设备，目前的智能减重训练器主要有落地式智能减重训练器和天轨式智能减重训练器。天轨式智能减重训练器是安装在天花板上的天轨智能减重训练系统，根据患者重心的变化，调整患者所受到的拉力，使患者下肢的负重始终保持恒定的。而减重装置是天轨式智能减重训练器中不可或缺的部件。目前的减重装置主要有拉绳、电机、卷筒和滑轮构成，拉绳的一端缠绕于卷筒，另一端绕过滑轮后下垂，电机驱动卷筒转动，则拉绳的另一端实现上升或下降。

在工作中，拉绳在卷筒出线时，出线角度是不断变化的。为了防止拉绳脱出滑轮，绳子在卷筒的出线角度不能太大。这将会导致滑轮和卷筒之间的距离较大，导致整个设备过长。同时，测量拉绳拉力的拉力传感器是有方向性的。由于患者行走过程中，绳子的角度是不断变化的，因此作用在滑轮上的力也是不断变化的，这导致力传感器测量存在误差，影响减重精度。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种用于智能减重训练器的减重装置。此用于智能减重训练器的减重装置可保证拉绳自螺杆卷筒的出绳方向不变，减小整体装置的体积。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本用于智能减重训练器的减重装置，包括卷筒电机、螺杆卷筒、螺杆轴、滑轨、拉绳、定滑轮、动滑轮、转向轮、第一安装板、第二安装板和固定板，所述螺杆轴的两端分别安装于第一安装板和第二安装板，所述螺杆卷筒通过螺纹与螺杆轴连接，且螺杆卷筒上的线槽的节距与螺杆轴的螺纹的螺距相等；所述卷筒电机安装于第一安装板，且所述卷筒电机的动力输出轴通过传动机构与螺杆卷筒连接；所述滑轨的两端分别安装于第一安装板和固定板，所述动滑轮通过滑动架与滑轨连接，所述定滑轮通过第一固定架安装于第一安装板的一侧，所述转向轮通过第二固定架安装于第一安装板的另一侧，所述拉绳的一端缠绕于螺杆卷筒，所述拉绳的另一端依次绕过转向轮、动滑轮和定滑轮。

优选的，所述转向轮的轮轴安装有力传感器。

优选的，所述的用于智能减重训练器的减重装置还包括丝杆、丝杆电机、缓冲弹簧和推板，所述丝杆电机的安装于第二安装板，所述丝杆的一端安装于固定板，所述丝杆的另一端与丝杆电机的动力输出轴连接，所述推板通过丝杆螺母与丝杆连接，所述缓冲弹簧套接于滑轨，且所述缓冲弹簧的一端抵住推板，所述缓冲弹簧的另一端抵住滑动架。

优选的，所述滑动架安装有用于检测推板与滑动架之间距离的激光测距仪。

优选的，所述第一安装板和固定板之间安装有导杆，所述导杆穿过推板。

优选的，所述传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和过渡齿轮，所述主动齿轮安装于卷筒电机的动力输出轴，所述从动齿轮安装于螺杆卷筒，所述过渡齿轮通过传动轴安装于第一安装板和第二安装板之间，所述主动齿轮、过渡齿轮和从动齿轮依次啮合。

优选的，所述用于智能减重训练器的减重装置还包括自锁保护机构，所述自锁保护机构包括电磁铁、棘爪盘、自锁支架和自锁滑轴，所述棘爪盘通过传动组件与过渡齿轮连接，所述自锁支架通过自锁滑轴安装于行走机架，所述电磁铁安装于自锁支架；当掉电时，所述电磁铁与棘爪盘卡接。

优选的，所述棘爪盘设有离心块，在行走机架设有与离心块匹配的止动螺栓；当过速时，离心块与止动螺栓卡接。

优选的，所述卷筒电机包括减速机、马达、光电编码器、电磁刹车和电池组，所述减速机和马达连接，所述光电编码器与马达连接，所述光电编码器与电磁刹车信号连接，所述电池组与电磁刹车连接。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本用于智能减重训练器的减重装置主要由卷筒电机、螺杆卷筒、螺杆轴、滑轨、拉绳、定滑轮、动滑轮、转向轮、第一安装板、第二安装板和固定板构成，其中螺杆卷筒上的线槽的节距与螺杆轴的螺纹的螺距相等，则螺杆卷筒随拉绳的出绳而发生轴向移动，从而保证拉绳的出绳方向不变，既防止拉绳脱出滑轮，还也减少装置整体的体积。

2、本用于智能减重训练器的减重装置中的螺杆卷筒与螺杆轴连接，随着患者行走过程中，螺杆卷筒随着拉绳的出绳而沿着螺杆轴轴向移动，则拉绳与转向轮之间的角度可保持不变，从而减小拉绳的角度变化，因此减小力传感器的测量误差，保证减重精度，提高了减重装置的可靠性，以更利于患者的康复。

附图说明

图1是本发明实施例1的用于智能减重训练器的减重装置通过行走机架安装在轨道的结构示意图。

图2是本发明实施例1的用于智能减重训练器的减重装置的结构示意图。

图3是本发明实施例1的用于智能减重训练器的减重装置的正视图。

图4是图3中a-a方向的剖视图。

图5是本发明实施例1的用于智能减重训练器的减重装置安装于行走机架中的结构示意图。

图6是本发明实施例1的用于智能减重训练器的减重装置安装于行走机架中的左视图。

图7是图6中b-b方向的剖视图。

图8是本发明实施例2中卷筒电机的结构示意图。

其中，1为卷筒电机，2为螺杆卷筒，3为螺杆轴，4为滑轨，5为拉绳，6为定滑轮，7为动滑轮，8为转向轮，9为第一安装板，10为第二安装板，11为固定板，12为传动机构，13为滑动架，14为第一固定架，15为第二固定架，16为力传感器，17丝杆，18丝杆电机，19为缓冲弹簧，20推板，21为丝杆螺母，22为导杆，23为主动齿轮，24为从动齿轮，25为过渡齿轮，26为传动轴，27为自锁保护机构，28为电磁铁，29棘爪盘，30为自锁支架，31为自锁滑轴，32为传动组件，33为离心块，34为止动螺栓，35为减速机，36为马达，37为光电编码器，38为电磁刹车，39为行走机架，40为轨道，41为复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1至图4所示的用于智能减重训练器的减重装置，包括卷筒电机、螺杆卷筒、螺杆轴、滑轨、拉绳、定滑轮、动滑轮、转向轮、第一安装板、第二安装板和固定板，所述螺杆轴的两端分别安装于第一安装板和第二安装板，所述螺杆卷筒通过螺纹与螺杆轴连接，且螺杆卷筒上的线槽的节距与螺杆轴的螺纹的螺距相等；所述卷筒电机安装于第一安装板，且所述卷筒电机的动力输出轴通过传动机构与螺杆卷筒连接；所述滑轨的两端分别安装于第一安装板和固定板，所述动滑轮通过滑动架与滑轨连接，所述定滑轮通过第一固定架安装于第一安装板的一侧，所述转向轮通过第二固定架安装于第一安装板的另一侧，所述拉绳的一端缠绕于螺杆卷筒，所述拉绳的另一端依次绕过转向轮、动滑轮和定滑轮。为保证滑轮的稳定性，滑轨采用2条，此2条滑轨平行设置，滑动架的两端分别与2条滑轨滑动连接，而滑动轮安装于滑动架中间。

具体的，由于螺杆卷筒上的线槽与螺杆轴的螺纹的螺距相等，则拉绳出绳时，螺杆卷筒沿着螺杆轴进行等距的轴向移动，从而保证拉绳与转向轮之间的角度保持不变，因此转向轮与卷筒之间的不需要较大距离，故可减小整个装置的体积。同时，拉强与转向轮之间的角度保持不变，则可将力传感器安装于转向轮的轮轴，而拉绳自螺杆卷筒出绳后，再依次绕过转向轮、动滑轮和定滑轮，因此拉绳与转向轮之间的角度不会随患者行走不断变化，故可减小力传感器的测量误差，提高了减重精度，以进一步提高康复效果。为保证第一安装板、第二安装板和固定板的稳定性，减重装置具有行走机架，第一安装板、第二安装板和固定板均安装于行走机架中，此行走机架与减重训练器的轨道滑动连接，则整个减重装置可沿着轨道的轴线稳定地移动。

所述转向轮的轮轴安装有力传感器。在工作中，拉绳的另一端依次绕过转向轮、动滑轮和定滑轮与悬吊患者的悬吊架连接。当患者在行走过过程中，随着患者的走动，拉绳的另一端的下垂角度发生变化，因拉绳缠绕于螺杆卷筒的一端与拉绳的另一端之间具有转向轮、动滑轮和定滑轮，而且螺杆卷筒随着拉强的一端进行出绳时进行轴向移动，故拉绳出绳一端与转向轮之间的角度并会不发生变化，故将力传感器安装在转向轮的轮轴时，作用于力传感器的力的方向始终保持与传感器成90°，从而可减少测量误差，提高减重精度，以提高康复训练效果。

所述的用于智能减重训练器的减重装置还包括丝杆、丝杆电机、缓冲弹簧和推板，所述丝杆电机的安装于第二安装板，所述丝杆的一端安装于固定板，所述丝杆的另一端与丝杆电机的动力输出轴连接，所述推板通过丝杆螺母与丝杆连接，所述缓冲弹簧套接于滑轨，且所述缓冲弹簧的一端抵住推板，所述缓冲弹簧的另一端抵住滑动架。在工作中，当拉绳的作用力低于设定的减重值时，缓冲弹簧有使动滑轮远离丝杠推板的趋势，同时丝杠电机动作，驱动丝杠推板以压缩缓冲弹簧，使丝杠推板和动滑轮之间的距离维持不变，则拉绳的拉力回到设定的减重值；而当重心下降时，则动滑轮与推板有下靠拢的趋势，同时丝杆电机动作，以驱动推板远离动滑轮，从而维持推板和动滑轮之间的距离保持不变，以保证拉绳的拉力和设定的减重值一致。

所述滑动架安装有用于检测推板与滑动架之间距离的激光测距仪。此通过检测推板与滑动架的距离，以确定动滑轮与推板之间的距离。当力传感器测量的力等于设定的减重重量时，此时滑动架与推板之间的距离为设定值。当检测到滑动架和推板之间的距离偏离设定值时，丝杠电机动作，驱动推板沿丝杆进行轴向移动，滑动架和推板之间的距离接近设定值。为提高工作可行性，在所述第一安装板也安装有用于检测推板与第一安装板之间距离的激光测距仪，这避免推板移动过度，以约束推板的移动距离，避免推板与第一安装板发生碰撞。

所述第一安装板和固定板之间安装有导杆，所述导杆穿过推板。导杆可保证推板移动的稳定性，为进一步提高推板移动的稳定性，导杆采用2条，丝杆位于2条导杆之间，而推板的两端分别穿过导杆的两端。

所述传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和过渡齿轮，所述主动齿轮安装于卷筒电机的动力输出轴，所述从动齿轮安装于螺杆卷筒，所述过渡齿轮通过传动轴安装于第一安装板和第二安装板之间，所述主动齿轮、过渡齿轮和从动齿轮依次啮合。此结构简单，工作可靠，且结构紧凑。

如图5至图7所示，所述用于智能减重训练器的减重装置还包括自锁保护机构，所述自锁保护机构包括电磁铁、棘爪盘、自锁支架和自锁滑轴，所述棘爪盘通过传动组件与过渡齿轮连接，所述自锁支架通过自锁滑轴安装于行走机架，所述电磁铁安装于自锁支架；当掉电时，所述电磁铁与棘爪盘卡接。在工作过程中，在掉电时，电磁铁弹出，则电磁铁与棘爪盘卡接，从而将传动机构、螺杆卷筒等锁紧，以防止患者在掉电的情况下跌落。在自锁滑轴套接有复位弹簧，以方便自锁支架带动电磁铁回复到初始位置，即方便电磁铁与棘爪盘分开。其中传动组件为齿轮传动组件，主要由两个啮合的传动齿轮构成。

所述棘爪盘设有离心块，在行走机架设有与离心块匹配的止动螺栓；当过速时，离心块与止动螺栓卡接。当患者摔倒或其原因造成螺杆卷筒过速时，离心块在离心力作用下张开，则离心块与止动螺栓卡接，以将棘爪盘锁紧，从令螺杆卷筒停止转动，以对患者起到保护的作用。

实施例2

本用于智能减重训练器的减重装置除以下技术特征外实施例1：所述卷筒电机包括减速机、马达、光电编码器、电磁刹车和电池组，所述减速机和马达连接，所述光电编码器与马达连接，所述光电编码器与电磁刹车信号连接，所述电池组与电磁刹车连接。此为减重装置的另一种自锁保护方式。在工作过程中，当光电编码器检测到马达速度为零，电磁刹车动作，马达抱死，卷筒不会旋转，拉绳在受力状态下也不会下落，从而对患者起到保护的作用。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。