步行移动装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及步行移动装置。一种用于产生人的步行移动的步行移动装置，其具有两个受控的足部引导单元(100)，各自具有用于将足部放置于其上的足板(101)，该足板(101)是在相反方向上向前和向后交替地可移动的以刺激步行移动，并且所述足板(101)与至少一个驱动单元耦合，经由该驱动单元可产生足板(101)的步行移动，并且步行移动装置具有用于减轻人的重量的悬挂单元，足板(101)各自具有前部和后部局部区域(15、14)，该至少一个驱动单元被配置为在足板(101)的步行移动期间将后部局部区域(14)相对于前部局部区域(15)移动离开公共面并且再次返回以使足中部趾关节在移动过程期间能够弯曲。
【专利说明】步.?τ移动装直
[0001]本发明涉及用于产生人的步行移动的步行移动装置，其包括两个受控的足部引导单元，该两个受控的足部引导单元各自包括用于在其上放置足部的足板，该足板是在相反方向上向前和向后交替地可移动的以刺激步行移动，并且足板与至少一个驱动单元耦合，经由所述驱动单元可产生足板的步行移动，并且该步行移动装置包括用于减轻人的重量的悬挂单元。
[0002]迄今为止已知的用于步行复原的装置，诸如在DE19805164C1中和在DE102009022560B4中所描述的那些，存在足部基本上刚性连接到固定装置(holderdevice)或为其设计的足板的缺点。
[0003]然而，在人的自然步行移动中，存在足中部趾关节的弯曲(跖屈)，在足部的底部和地面之间达到高达70°的角度。这样的弯曲过程不被常规的步行移动练习装置允许，常规的步行移动练习装置可引起使用者足部的踝关节的令人不快的移动限制。
[0004]DE102009022560B4描述了整合的足板，由此在移动期间患者的足部长期地搁置在平面搁置表面上。传动机构包括铰接到第一可移动架的悬臂，所述第一可移动架具有被布置在其末端的可旋转支撑的足板。因此，所述悬臂形成利用其末端进行足板移动且因此需要充分有力地实施的枢转臂。第二可移动架被提供用于支撑悬臂的枢转移动和线性移动，其进行与第一架相对的移动，对此需要单独的螺杆传动。另外，在悬臂处提供了单独的带传动以倾斜足板。
[0005]因此，本发明的任务是提供上述种类的步行移动装置，由此可实现被训练的人的正确的步行移动。
[0006]本发明的另一个任务是产生步行移动装置，由此可实现适合于人类的自然步行移动的站立腿阶段和自由腿阶段之间的速度分布。
[0007]此外，为了便于保养和修理所生产的装置，打算提供用于产生全部移动顺序的简单的传动系统。
[0008]本发明的另一个目标是提供仅仅需要一个中心驱动单元的装置，所述中心驱动单元产生水平移动和垂直移动两者。
[0009]根据本发明，这通过各自具有前部局部区域和后部局部区域的足板来实现，该至少一个驱动单元被配置为在足板的步行移动期间使足板的后部局部区域相对于前部局部区域移动离开公共面并且再次返回以使足中部趾关节在移动过程期间能够弯曲。
[0010]由于足板分为前部局部区域和后部局部区域，足部可在移动过程期间进行足中部趾关节的必要的弯曲且因此形成正确的步行移动。足跟在弯曲过程中被抬起并且由于后部局部区域相对于前部局部区域的移动性而可进行这种移动。因此分离的足部平面允许呈现比已知装置好的自然步行移动。
[0011]根据本发明的实施方式，足板的前部局部区域的后端和后部局部区域的前端可经由接合部连接在一起，该至少一个驱动单元被配置为在足板的步行移动过程中使足板的后部局部区域枢转离开公共面，进入相对于前部局部区域的一定角位置并且再次返回。
[0012]前部局部区域和后部局部区域之间的接合部的形成可利用非常简单的技术手段来进行，只要确保在移动的弯曲阶段期间接合部允许前部局部区域和后部局部区域之间的角位置。
[0013]为了允许在足部的弯曲过程期间抬起足跟，足板必须在水平移动期间进行额外的垂直移动。
[0014]根据本发明的另一个实施方式，足板的水平移动与垂直移动叠加，并且为了这样，该至少一个驱动单元包括足板的水平驱动单元和垂直驱动单元，这些水平驱动单元和垂直驱动单元优选地彼此独立地形成，足部的水平驱动单元包括经由第一偏心驱动单元操作的推杆和由该推杆传动并且在其操作端耦合到足板的另外的推杆。
[0015]水平驱动单元可以是经由发动机的，发动机驱动第一偏心驱动单元并且经由第一偏心驱动单元也驱动该推杆，该推杆的移动经由该另外的推杆被重新定向成线性移动。旋转移动的中心可被布置在离线性移动的路径可变的距离处，由此可实现向前移动和向后移动之间的差速分布。这允许站立腿阶段和自由腿阶段之间的分离在一定程度上是自由地可预选择的。
[0016]本发明的另一个实施方式可以是:垂直驱动单元包括第二偏心驱动单元和耦合至其并且在水平位置和倾斜位置之间可枢转的可枢转的横梁，滑动地或滚动地支撑的引导架被布置在横梁上，该另外的推杆的操作端被耦合到所述引导架，并且引导架自身经由接合部连接到足板的后部局部区域的后端。
[0017]以这种方式，水平移动和垂直移动可彼此叠加，并且足板可进行向前和向后移动以及弯曲移动。
[0018]由于仅仅每个踏步时间的约三分之一需要足跟的抬起位置，垂直驱动单元也意图代表这种暂时的分隔，并且这意图从圆形驱动移动得到，根据本发明的另一个实施方式，圆形驱动移动可利用第二偏心驱动单元来完成，所述第二偏心驱动单元包括第一偏心臂和由所述第一个驱动的第二偏心臂，第二偏心臂以是第一偏心臂的角速度两倍的角速度旋转。第一和第二偏心臂的叠加移动导致足板的后部局部区域的抬起阶段和下降阶段的期望的分离。
[0019]足板预期为被引导，使得在足部向前移动时足部以圆弧的形式摇摆而不弯曲，同时足部的足尖略微抬起。
[0020]根据本发明的另一个实施方式，足板的后部局部区域的前端可具有辊，其在斜坡路线(ramp lane)上回绕(unroll)，所述斜坡路线包括后部水平部和前部上升部。
[0021]为了对于移动的水平部分支撑前部局部区域，本发明的另一个实施方式可提供的是，足板的前部局部区域的前端具有辊，该辊在框架部分的水平部上回绕，当足板的后部局部区域沿着线性上升部移动时，足板的前部局部区域以相对于水平面的一定角度与后部局部区域一起移动，并且前部局部区域的辊从框架部分的水平部抬起，同时后部局部区域的滚筒(reel)沿斜坡路线向上滚动。
[0022]根据本发明的另一个实施方式，如果水平驱动单元和垂直驱动单元(优选地对于两种腿)可经由共同的发动机驱动例如利用副轴和链来驱动，则延长的维护周期和方便的构造设计可得到实现。甚至当两种腿被驱动时，站立腿阶段和自由腿阶段之间的60:40的分布可得到保持。
[0023]关于这点，水平驱动单元和垂直驱动单元可单独地实施，并且可达到站立腿阶段和自由腿阶段之间的不均匀的时间分布。而且，用于装置的驱动发动机可以以恒定的角速度操作，这允许两个足板的耦合。
[0024]代替链,对于技术人员来说等同功能的元件诸如带或正齿轮(spur gear)也可被使用。
[0025]此外，悬挂单元可包括可控制的起重机臂并且是水平可移动的以便将人类带入和
/或带出。
[0026]本发明的另一个实施方式可以是足板被耦合到振动单元，所述振动单元产生足板的振动。通过足板中的振动，额外的刺激可选地在站立腿阶段和/或自由腿阶段中变成可能的。
[0027]在下文中，本发明将在附图中描绘的示例性实施方式的基础上进一步详细说明，在附图中:
[0028]图1显示了本发明的装置的实施方式的倾斜的局部视图；
[0029]图2至图5各自以不同的移动阶段显示了图1的实施方式的侧视图；
[0030]图6显示了本发明的装置的另一个实施方式的侧视图；
[0031]图7显示了图6的装置的顶视图；
[0032]图8显示了根据图1至图5的本发明的装置的驱动单元、垂直驱动单元和足板的移动方案；
[0033]图9显示了根据图1至图5的本发明的装置的足板的水平移动的速度方案；
[0034]图10显示了本发明的具有在负载/非负载位置的悬挂单元的装置的另一个实施方式的斜视图；以及
[0035]图11显示了处于操作位置的图10的实施方式。
[0036]在本申请的上下文中，方向如“前”和“后”旨在根据步行方向被理解。
[0037]基本上，机械元件(诸如链)例如可由本领域已知的等同功能的元件诸如带来代替。
[0038]图1至图5显示了用于产生人的步行移动的步行移动装置的部件，当使用该装置时，人被悬挂单元(图10、11)悬挂以例如通过同样已知的运输条带来减轻重量，使得人的腿部和足部不必带走任何负载，或者仅仅带走较小的负载，并且为了练习或复原的目的，足部可通过步行移动装置来移动。然而，利用步行移动装置而不用运输条带或类似物也是可能的。
[0039]足部的移动通过两个受控的足部引导单元100来进行，其中的左边的一个显示于图1至图5中，同样也代表右边的一个，其是镜像对称的，受控足部引导单元各自包括足板101以将足部放置在其上。对于步行移动的刺激，右侧足板和左侧足板101可选地是以已知的方式在相反方向上向前和向后可移动的。
[0040]根据本发明，足板101各自具有前部和后部局部区域15、14，其中设置了驱动单元1，其被配置为在足板101的步行移动过程中使后部局部区域14相对于前部局部区域15移动离开公共面并且再次回来以使足中部趾关节在移动过程中能够弯曲。
[0041]为了这一目的，足板101的前部局部区域15的后端和后部局部区域14的前端经由接合部120连接在一起，该驱动单元I被配置为在足板101的步行移动中使足板101的后部局部区域14枢转离开公共面，进入相对于前部局部区域15的一定角位置并且再次回来。图2显示了其中后部和前部局部区域15、14存在于公共面中的位置，并且图3显示了其中后部局部区域14相对于前部局部区域枢转离开的位置。
[0042]两个足板101的步行移动通过驱动单元I实现，该驱动单元I包括足板101的水平驱动单元和垂直驱动单元，水平驱动单元和垂直驱动单元在被一个驱动单元I驱动时仍然是彼此独立的。
[0043]为了这个目的，由发动机形成的驱动单元I驱动齿轮或链轮27，其经由链2耦合到另一个齿轮24，所述其它齿轮被支撑在副轴111上并且传动副轴111，所述副轴111自身经由齿轮23和链4耦合到齿轮3，所述齿轮3经由轴颈(journal)传动第一偏心驱动单元5，所述第一偏心驱动单元5是水平驱动单元的一部分。
[0044]水平驱动单元还包括经由第一偏心驱动单元5操作的推杆6和被推杆6传动的另一个推杆19，其在其操作末端被耦合到所显示的一个足板101并且产生水平移动。
[0045]另一个推杆19的一端被铰接到沿着线性轴20可移位的水平架21，所述水平架21由于推杆6的移动而被来回移动，而另一端被铰接到引导架13，引导架13自身枢转地连接到后部局部区域14的后端。
[0046]第一偏心驱动单元5的偏心距离和/或偏心半径是经由调节装置26连续可调节的，例如，带驱动单元或主轴驱动单元，由此人的步进范围可被调节。
[0047]足部的站立腿阶段和自由腿阶段之间的速度分布，其优选地是60:40，通过水平驱动单元的偏移来实现，即，在偏心驱动单元5的轴线和推杆6在水平架21处的铰接点之间的位移。
[0048]独立于水平驱动单元的垂直驱动单元通过副轴111来传动，所述副轴111通过发动机I来传动并且其自身传动齿轮25。
[0049]垂直驱动单元包括对于每个足部的第二偏心驱动单元7、8、9、10、11和耦合至其并且在水平位置和倾斜位置之间可枢转的横梁17，滑动地或滚动地支撑的引导架13被布置在横梁上，该另一个推杆19的操作端被耦合到所述引导架13，引导架13自身经由接合部130连接到足板101、111的后部局部区域的后端。在图1中，仅仅显示了代表两个足部的一个横梁17和相关的垂直驱动单元，而在本发明的装置的实际的实施方式中，总共设置两个横梁17。
[0050]在横梁17的前端设置枢轴承131，经由所述枢轴承131进行横梁17的抬起和下降移动。在横梁17的后部区域中，偏心移动架12被滑动地布置，其将第二偏心驱动单元7、8、
9、10、11的旋转移动转变成横梁17的抬起和下降移动。
[0051]第二偏心驱动单元7、8、9、10、11经由被布置在副轴111上的齿轮25和链22传动，所述链22被接合在齿轮或链轮7中。代替链22，带也可被提供-如本文中描述的用于全部其它链的替代物。经由第一偏心臂9和支撑在其上的齿轮10，齿轮7引起沿着固定地布置的齿轮8的外圆周进行回绕移动，同时齿轮10又旋转地移动第二偏心臂11，其可旋转地被支撑在枢轴承衬套139中，所述枢轴承衬套139被布置在偏心移动架12上，其中轴承销138被布置在其外端。
[0052]利用第二偏心驱动单元，实现了横梁17的周期性抬起和下降，其中通过抬起横梁17，足板101的后部局部区域14向上枢转以允许足跟部相对于足前部被抬起，以便足部可发生自然的弯曲移动。在横梁17的下降状态中，足板101的后部局部区域14也处于下降状态中并且在与足板101的前部局部区域15相同的平面中。
[0053]由于第二偏心驱动单元包括第一偏心臂9和第二偏心臂11的偏心移动，所以可实现的是，横梁17的下降状态的时间部分比抬起状态的时间部分长，以模仿足部的自然弯曲过程，其中弯曲在足部抬起之前不久开始，其花费比先前的时间段短的时间，其中足部的底部留置在平面中。
[0054]为了这一目的，第一偏心臂9以与水平驱动单元的偏心驱动单元5相同的角速度循环，而第二偏心臂11以两倍的该角速度循环，这导致横梁17在下降状态中的延长的保
&3甶O
[0055]在第一偏心臂9的旋转的约四分之三期间横梁17保持在下降位置中，仅在旋转的最后四分之一的过程中快速上升且然后再次快速地回去。
[0056]足板101可位移地支撑在前部区域、中部区域中以及后部区域中以进行足板101的往返运动以实现移动过程。
[0057]足板101的后部局部区域14的前端具有横向于移动方向两个彼此间隔开的滚筒170，其在平行的斜坡路线18上回绕，仅仅其中之一被描绘于图1中。斜坡路线18包括水平后部和线性上升的前部。
[0058]足板101的前部局部区域15的前端具有两个棍171,仅仅其中一个被描绘于图1中，其在框架部分16的水平部上回绕，当足板101的后部局部区域沿着线性上升部18移动时，足板101的前部局部区域15以相对于水平面的一定角度与后部局部区域14 一起移动，并且前部局部区域15的辊171从框架部分16的水平部抬起，同时后部局部区域14的滚筒170沿这两个斜坡路线18向上滚动。由此前部局部区域15邻接后部局部区域14且因此甚至在被抬起之后与后部局部区域继续保持在一个平面上。这种移动的端位置描绘于图5中。足部的底部留置在前部和后部局部区域15、14的平面中并且成一定角度向上定向。
[0059]图3显示了这样的位置，其中辊171被定位在框架部分16的后端区域中并且辊170被定位在斜坡路线18的后端区域中，其中同时横梁17经由第二偏心驱动单元而处于其抬起位置中，由此后部局部区域14相对于前部局部区域15枢转成一定角位置，这允许足部的弯曲。
[0060]图2和图4描绘了足板101的位置，其中足部的底部完全是水平的并且留置在足板101上的一个平面中。
[0061]图6和图7显不了另外的不例性实施方式,其中又一次仅仅显不用于一个足部的一半装置。另一个推杆19被水平地引导，并且作为对向上移动的补偿，形成了滑行模板190，其在移动过程中补偿周期性出现的足板的前部和后部局部区域15、14之间的水平差异(difference in level),所述水平差异由垂直驱动单元引起。
[0062]图8显示了本发明的装置的点的以圆形方式移动的移动曲线50、在垂直驱动单元的偏心单元的驱动单元侧的等同的圆形移动曲线53，和在输出侧出现的移动曲线51，以及足板101的后部局部区域14的移动曲线52。移动曲线52对应于足跟部的移动。移动曲线53和51是垂直驱动单元的部分，移动曲线53由沿着齿轮8的外圆周回绕的齿轮10产生，由此横梁17可周期性地被抬起和下降并且足板101的后部局部区域14由于横梁17被抬起且然后再下降而向上枢转，由此对后部局部区域14产生移动曲线52。
[0063]图9显示了以不同步进范围和以恒定步进频率的足板101的水平速度的过程，正速度值与自由腿阶段相关并且负速度值与站立腿阶段相关。速度分布等于约60:40。
[0064]图10显示了本发明的具有悬挂单元301的装置，其包括两个经由横杆304彼此连接的外侧站立腿302和303，在该横杆304上布置有具有可调节的起重机臂340的机电起重机单元339，利用该机电起重机单元339，可将在此未显示的人从轮椅370抬起。在底侧，外侧站立腿302、303被可位移地支撑在各自的外侧轨道390中，以便被抬起的人可从负载或未负载位置转移到操作位置中，如图11中所示的，其中可调节的起重机臂340被抬起并且人被举起到站立位置以将人的足部固定到足板101上，使得这些足板101可由驱动单元I驱动以使人进行步行移动。
【权利要求】
1.一种用于产生人的步行移动的步行移动装置，包括两个受控的足部引导单元(100)，所述受控的足部引导单元(100)各自包括用于将足部放置于其上的足板(101)，所述足板(101)是在相反方向上向前和向后交替地可移动的以刺激步行移动，并且所述足板(101)与至少一个驱动单元耦合，经由所述驱动单元，能够产生所述足板(101)的步行移动，并且所述步行移动装置包括用于减轻人的重量的悬挂单元，其特征在于，所述足板(101)各自具有前部局部区域和后部局部区域(15、14)，所述至少一个驱动单元被配置为在所述足板(101)的步行移动期间将所述后部局部区域(14)相对于所述前部局部区域(15)移动离开公共面并且再次返回以使足中部趾关节在移动过程期间能够弯曲。
2.如权利要求1所述的步行移动装置，其特征在于，所述足板(101)的所述前部局部区域(15)的后端和所述后部局部区域(14)的前端经由接合部(120)连接在一起，所述至少一个驱动单元被配置为在所述足板(101)的步行移动期间使所述足板(101)的所述后部局部区域(14)枢转离开所述公共面，进入相对于所述前部局部区域(15)的一定角位置并且再次返回。
3.如权利要求2所述的步行移动装置，其特征在于，所述至少一个驱动单元包括所述足板(101)的水平驱动单元和垂直驱动单元，所述水平驱动单元和垂直驱动单元优选地彼此独立地形成，所述足板(101)的所述水平驱动单元包括经由第一偏心驱动单元(5)操作的推杆(6)和由所述推杆传动并且在其操作端耦合到所述足板(101)的另外的推杆(19)。
4.如权利要求3所述的步行移动装置，其特征在于，所述垂直驱动单元包括用于垂直驱动的第二偏心驱动单元(7、8、9、10、11)和耦合至所述第二偏心驱动单元并且在水平位置和倾斜位置之间可枢转的横梁(17)，滑动地或滚动地支撑的引导架(13)被布置在所述横梁(17)上，所述另一个推杆(19)的操作端被耦合到所述引导架(13)，并且所述引导架(13)自身经由接合部被连接到所述足板(101)的所述后部局部区域(14)的后端。
5.如权利要求4所述的步行移动装置，其特征在于，用于垂直驱动的所述第二偏心驱动单元包括第一偏心臂(9)和由所述第一个传动的第二偏心臂(11)，所述第二偏心臂(11)以是所述第一偏心臂(9)角速度的两倍的角速度旋转。
6.如权利要求1至5中任一项所述的步行移动装置，其特征在于，所述足板(101、111)的所述后部局部区域(14)的前端具有辊(170)，所述辊(170)在斜坡路线(18)上回绕，所述斜坡路线(18)包括后部水平部和前部上升部。
7.如权利要求1至6中任一项所述的步行移动装置，其特征在于，所述足板(101)的所述前部局部区域(15)的前端具有辊(171)，所述辊(171)在框架部分(16)的水平部上回绕，当所述足板(101)的所述后部局部区域(14)沿着线性上升部移动时，所述足板(101)的所述前部局部区域(15)以相对于水平面的一定角度与所述后部局部区域(14) 一起移动，并且所述前部局部区域(15)的所述辊(171)从所述框架部分(16)的水平部抬起，同时所述后部局部区域(14)的所述辊(170)沿所述斜坡路线(18)向上滚动。
8.如前述权利要求中任一项所述的步行移动装置，其特征在于，所述水平驱动单元和所述垂直驱动单元能够经由共同的发动机(I)驱动。
9.如前述权利要求中任一项所述的步行移动装置，其特征在于，设置了悬挂单元，人能够被悬挂在所述悬挂单元中以减轻重量。
10.如权利要求9所述的步行移动装置，其特征在于，所述悬挂单元包括可控制的起重机臂并且是水平可移动的以将人带入和/或带出。
11.如前述权利要求中任一项所述的步行移动装置，其特征在于，所述足板(101)被耦合到振动单元，所述振动单元产生所述足板(101)的振动。
【文档编号】A61H1/00GK104224489SQ201410270280
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2013年6月17日
【发明者】肖尔根多弗·马丁, 海普·克里斯托夫 申请人:施埃普公司