一种下肢肌力训练装置的制作方法

本实用新型涉及辅助医疗器械领域，尤其涉及一种下肢肌力训练装置。

背景技术：

目前脑卒中造成的下肢偏瘫病人多采用人工辅助或设备辅助训练，采取人工辅助训练时，医护人员的劳动强度大，难以保证应有的训练时间和训练次数，目前的辅助训练设备大多不同时具有主动训练和被动训练模式，并且控制复杂，很难满足患者进行康复训练时的需求。

申请号为201210439539.8的发明公开了一种下肢康复训练机器人，包括踝关节、膝关节和髋关节的驱动装置；小腿和大腿部分可伸缩以适应不同身高患者。膝关节驱动放置于大腿转动关节后面的最末端，作为配重来平衡机器人运动部分的重量，髋关节驱动放置于底座，不参与机器人的运动，使得整个机器人运动部分的重量大大减轻。关节的驱动均由电机经过减速器来实现，并装有力矩(力)传感器，膝关节和髋关节还装有绝对位置编码器和电磁制动器。所述装置的主要用途是对下肢残障患者可被动、主动、助力训练。

患者使用对比文件中所述的下肢康复训练机器人在进行主动训练时，小腿和大腿部分与电机之间的传动没有分离，仅仅靠电机转子在磁场中转动产生的阻力为主动训练提供阻尼，主动训练时阻尼提供不精确，不能适应患者在各个康复阶段对阻尼的要求，并且对比文件所述的装置在进行主动训练时可能会损坏电机，减少电机的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种下肢肌力训练装置，可以让下肢关节运动障碍的患者进行主动训练、助力训练或被动训练，主动训练时可根据患者的病情准确提供阻尼并且可以对摆动电机进行有效保护。

本实用新型采用的技术方案为：一种下肢肌力训练装置，包括底台、设置在底台上的座椅和控制单元，底台上于座椅的至少一侧设置有机架，机架上靠近座椅的一侧均设置有下肢训练机构，所述下肢训练机构与装在机架内的摆动驱动装置相连接，所述摆动驱动装置包括动力单元、可转动地装设在机架上的转轴以及设置在转轴上的驱动轮，动力单元包括摆动电机、电控离合器和电控阻尼器，电控离合器包括主动片和从动片，从动片上设有输出轴，摆动电机与电控离合器相配合设置，电控阻尼器设置在电控离合器的输出轴上用来为电控离合器的输出轴提供阻尼；电控离合器的输出轴通过传动装置与驱动轮传动连接并可带动下肢训练机构作扇形摆动。

进一步地所述控制单元包括手动操作机构和中央处理器，手动操作机构与中央处理器相连接；中央处理器的控制信号输出端分别与每个机架中设置的摆动电机的控制信号输入端、电控离合器的控制信号输入端和电控阻尼器的控制信号输入端相连接。

进一步地每个机架中还包括角度传感器，角度传感器设置在转轴上，角度传感器的输出端与中央处理器相连接。

进一步地所述下肢训练机构包括摆动杆和分别设置在摆动杆上的脚部支撑部和大腿支撑部，大腿支撑部位于脚部支撑部的上方，摆动杆的顶端连接在转轴上。

进一步地摆动杆为具有内套杆和外套筒的伸缩套筒结构，外套筒上设置有定位装置用来限制内套筒的移动。

进一步地所述定位装置为调节螺钉。

进一步地所述座椅的两侧均设置有机架并对称设置，每个机架内均设置有与下肢训练机构相连接的摆动驱动装置。

进一步地所述座椅下方设置有用来使座椅进行前后平移的电动推杆。

进一步地所述底台的下底面前端设置有两个定向轮，底台的下底面后端设置有两个支撑脚，底台的下底面上于支撑脚的前方设置有一个升降轮，升降轮的直径大于支撑脚的高度。

进一步地所述传动装置为多契带。

本实用新型通过控制单元设置训练装置为主动训练模式、助力训练模式或被动训练模式，利用机械方式帮助患者进行锻炼，减少了医护工作者的负担；通过摆动电机、电控离合器和电控阻尼器的相配合设置，在主动训练时，可根据患者的病情通过控制电控阻尼器准确提供阻尼，且电控离合器的从动片与主动片相分离，可以对摆动电机进行有效保护，被动训练时通过控制摆动电机的转速对训练速度进行调节。

进一步地转轴上设有设置有角度传感器，角度传感器的信号输出端与中央处理器的信号输入端相连接，通过角度传感器向中央处理器输入角度信号，控制单元不仅可以实时获取患者进行训练时下肢的摆动角度信息，并且可以得知患者在主动训练时下肢的最大摆动角度，进而在被动训练时装置作为一个参考设定。

更进一步地下肢训练机构包括摆动杆和分别设置在摆动杆上的脚部支撑部和大腿支撑部，通过设置脚部支撑部和大腿支撑部，可以让患者在进行锻炼时更加舒适和有效。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的右视图；

图3为图2的B-B向剖视图；

图4为本实用新型所述的动力单元剖视图；

图5为本实用新型的控制单元原理框图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所述，一种下肢肌力训练装置，包括底台1、设置在底台1上的座椅14和控制单元13，底台1上于座椅14的两侧相对称设置有机架5，每个机架5上靠近座椅14的一侧均设置有一组下肢训练机构，下肢训练机构与装在机架内的摆动驱动装置相连接；所述座椅14下方设置有电动推杆17，座椅14通过滑槽和滑杆相配合活动设置在底台1上，通过电动推杆17可以使座椅进行前后平移，进而可以适应不同患者的身高要求；所述控制单元13包括手动操作机构和中央处理器，手动操作机构与中央处理器相连接，手动操作机构可以是液晶触控屏幕或者是手动操作开关，控制单元13通过支撑杆设置在任意一个机架5的上方，控制单元13通过定位螺栓可以在支撑杆上调节高度和方向，方便患者进行操控。

所述摆动驱动装置包括动力单元、可转动地装设在机架5上的转轴8以及设置在转轴8上的驱动轮20，机架5的侧壁上设置有轴承座7，转轴8与轴承座7相配合设置并贯穿机架5的侧壁，驱动轮20设置在转轴8上位于机架5内侧的一端，转轴8上位于机架5内侧的一端还设置有角度传感器6，角度传感器6的信号输出端与中央处理器的信号输入端相连接。

所述动力单元包括摆动电机2、电控离合器3和电控阻尼器4，电控离合器3包括主动片3a和从动片3b，从动片3b上设有输出轴18，摆动电机2与电控离合器3相配合设置，电控阻尼器4设置在电控离合器3的输出轴18上用来为电控离合器3的输出轴18提供阻尼，中央处理器的控制信号输出端分别与摆动电机2的控制信号输入端、电控离合器3的控制信号输入端和电控阻尼器4的控制信号输入端相连接，电控离合器3的输出轴18通过多契带与驱动轮20传动连接并可带动下肢训练机构作扇形摆动。

所述下肢训练机构包括摆动杆9和分别设置在摆动杆9上的脚部支撑部11和大腿支撑部10，脚部支撑部11位于摆动杆9的端部，大腿支撑部10位于脚部支撑部9的上方，摆动杆的顶端连接在转轴上，摆动杆9的顶端连接在转轴8上，通过设置脚部支撑部11和大腿支撑部10，可以让患者在进行锻炼时更加舒适和有效，摆动杆9为具有内套杆和外套筒的伸缩套筒结构，外套筒上设置有调节螺钉12用来限制内套杆的移动，通过调节下肢训练机构的长度，可以适应不同患者下肢长度的要求。

所述底台1的下底面前端设置有两个定向轮16，底台1的下底面后端设置有两个支撑脚19，底台1的下底面上于支撑脚19的前方设置有一个升降轮15，升降轮15的直径大于支撑脚19的高度；当升降轮15升起后，通过定向轮16和支撑脚19可以把装置架设在地面上，当升降轮15降下后，通过定向轮16和升降轮15相配合可以方便装置的移动。

患者进行锻炼时，通过操作手动操作机构，让患者选择主动训练模式、被动训练模式或助力训练模式；在主动训练模式下，通过手动操作机构向中央处理器发出主动训练控制信号，中央处理器控制电控离合器3的主动片3a和从动片3b相分离，并控制电控阻尼器4准确提供阻尼，不仅可以让患者得到有效锻炼，并且可以对摆动电机2起到有效保护；在被动训练模式下，通过手动操作机构向中央处理器发出被动训练控制信号，中央处理器控制电控离合器3的主动片3a与从动片3b相结合，并控制电控阻尼器4不提供阻尼，同时控制摆动电机2以设定的速度带动下肢训练机构进行摆动，帮助患者完成锻炼；在助力训练模式下，通过手动操作机构向中央处理器发出助力训练控制信号，中央处理器控制训练装置先让患者进行主动训练，如果在设定时间内患者不能完成训练项目，中央处理器会自动控制训练装置进入被动训练模式，协助患者完成锻炼；当患者进行锻炼时，角度传感器6会实时向中央处理器输入下肢训练机构的摆动角度信号，中央处理器将摆动角度信号经过处理后输出到手动操作机构上进行显示，控制单元13可以在患者进行主动训练时得知患者控制下肢训练机构的最大摆动角度，进而在被动训练时装置可以作为一个参考设定。

本装置通过合理的设计下肢肌力训练装置，同时对国内先进的阻尼原件与动力原件通过合适的组合连接，实现了病人主动训练时的阻尼的准确提供，病人被动训练时的电机动力稳定提供，同时让主动、助力、被动训练时相互隔离，互不影响。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。