专利名称：站立式下肢康复训练机的制作方法
技术领域：
一种站立式下肢康复训练机，用于下肢损伤患者采用站立姿势进行康复训练。属于患者康复训练用器械。
背景技术：
医学理论和实践已经证明，脑瘫后遗症或意外事故造成的肢体损伤患者必须进行肢体训练，以便恢复肢体功能，防止肌肉“废用性”萎缩和关节僵硬。但大多数患者由于功能障碍或体力等方面原因，不能独立完成肢体训练，需要由具有一定护理知识和体力的护士或其他人帮助实施，为此增加了康复难度和护理费用。
目前，市场上销售的一些跑步机或仿自行车之类的运动器械多是用于健康人的体力训练，不适用于上述患者的功能性训练；部分可供下肢损伤患者使用的康复训练器(CPM)多是针对某一单项而言的，尚没有把步态运动和关节运动协调起来的运动型医疗器械。
发明内容
本实用新型的目的是公开一种站立式下肢康复训练机，用于下肢损伤患者的肌肉和关节功能训练，其速度和强度可以根据患病的轻重和患者体能自主调整；且可做到步态和踝关节协调运动，从而得到更好的康复效果。
站立式下肢康复训练机的主要结构包括底座、左右2套对称布置的步态机构、左右2套对称布置的踝关节运动机构。其中底座为平面框架式结构，一端带有立柱式摇杆座，另一端带有梯形转轴座，中部带有倾斜的滑轨座。步态机构由带有传感器的直流力矩电机、转轴、轴承座、链轮副、左右两套曲柄连杆机构、弯曲摇杆和两个脚踏板组成。每套踝关节运动机构由一套滑轨和左右两个滑块组成。
步态机构中链轮副的从动链轮固装在转轴中部，2套曲柄连杆机构中的曲柄的一端分别固装在转轴的两端(为了模拟人的步态运动，两曲柄轴线夹角180°)，而支撑转轴的2个轴承座分别固装在转轴座的上侧；带有传感器的直流力矩电机固装在转轴座的外侧，与其固连的链轮副中的主动链轮经链条带动所述的从动链轮和转轴转动。弯曲摇杆的上端与立柱式摇杆座上端铰接，弯曲摇杆的下端借助曲柄连杆机构中的连杆与所述曲柄的另一端铰接。连杆的中部与脚踏板的中部铰接。
踝关节运动机构中的滑轨固连在倾斜的滑轨座上，且左右两侧各装有一个可沿滑轨滑动并与脚踏板端部铰接的滑块。
当直流力矩电机得到控制信号后带动链轮副转动，再通过转轴、曲柄连杆机构带动弯曲摇杆绕铰接点摆动；而左右两只脚踏板则可模拟人的步态运动，做一前一后、一上一下的平面运动。
使用时，患者站立在脚踏板上，两手握在把手上。调解训练机的初始状态使患者获得最佳站立姿势。患者可在单片机的键盘上自主设定控制指令，选择控制模式和训练强度，然后启动直流力矩电机；单片机接受来自传感器的力、转角和转速信号，控制直流力矩电机工作，进而实现患者的步态和踝关节相互协调的运动。
本实用新型可通过选取预先设置的不同控制策略来实现不同模式的运动形式(包括主动和被动)，使康复训练多样化。本康复训练机可用于心脑血管疾病致瘫和因意外事故等造成的下肢体损伤患者做康复训练，也可用于健康老人的体育锻炼。
图1站立式下肢康复训练机结构示意图(主视图)图2站立式下肢康复训练机结构示意图(俯视图)
具体实施方式
下面给出本实用新型的优选实施方式，并结合附图加以说明。
如图1、2所示，站立式下肢康复训练机的主要结构包括底座、左右2套对称布置的步态机构、左右2套对称布置的踝关节运动机构。其中底座11为平面框架式结构，一端带有立柱式摇杆座12，另一端带有梯形转轴座14，中部带有倾斜的滑轨座13。步态机构由带有传感器的直流力矩电机27、转轴26、轴承座15、链轮副25、左右两套曲柄连杆机构21、24、弯曲摇杆22和两个脚踏板23组成。每套踝关节运动机构由一套滑轨31和左右两个滑块32组成。
步态机构中链轮副25的从动链轮固装在转轴26中部，2套曲柄连杆机构中的曲柄24的一端分别固装在转轴26的两端(为了模拟人的步态运动，两根曲柄24轴线的夹角180°)，而支撑转轴26的两个轴承座15分别固装在转轴座14的上侧；轴上装有传感器的直流力矩电机27固装在转轴座14的外侧，与直流力矩电机27轴头固连的链轮副25中的主动链轮经链条带动所述的从动链轮和转轴26转动。弯曲摇杆22的上端与立柱式摇杆座12上端铰接，弯曲摇杆22的下端借助曲柄连杆机构中的连杆21与所述曲柄24的另一端铰接。连杆21的中部与脚踏板23的中部铰接。
踝关节运动机构中的滑轨31固连在倾斜的滑轨座13上，且左右两侧各装有一个可沿滑轨31滑动并与脚踏板23端部铰接的滑块32。
当直流力矩电机27得到控制信号后，带动链轮副25转动，再通过转轴26、曲柄连杆机构带动弯曲摇杆22绕上端铰接点摆动；而左右两只脚踏板23则可模拟人的步态运动，做一前一后、一上一下的平面运动。
使用时，患者站立在脚踏板23上，两手握在把手(图中未画出)上。调解训练机的初始状态使患者获得最佳站立姿势。患者可在单片机的键盘(图中未画出)上自主设定控制指令，选择训练模式和强度，然后启动直流力矩电机27；单片机接受来自传感器的力、转角和转速信号，控制直流力矩电机27工作，进而实现患者的步态和踝关节相互协调的运动。
本实用新型可通过选取预先设置的不同控制策略来实现不同模式的运动形式，使康复训练多样化。本康复训练机可用于心脑血管疾病致瘫和因意外事故等造成的下肢体损伤患者做康复训练，也可用于健康老人的体育锻炼。
权利要求1.一种站立式下肢康复训练机，其特征在于它包括底座、左右2套对称布置的步态机构、左右2套对称布置的踝关节运动机构；其中，底座(11)为平面框架式结构，一端带有立柱式摇杆座(12)，另一端带有梯形转轴座(14)，中部带有倾斜的滑轨座(13)；步态机构由带有传感器的直流力矩电机(27)、转轴(26)、轴承座(15)、链轮副(25)、左右两套曲柄连杆机构(21、24)、弯曲摇杆(22)和两个脚踏板(23)组成；每套踝关节运动机构由一套滑轨(31)和左右两个滑块(32)组成；步态机构中链轮副(25)的从动链轮固装在转轴(26)中部，2套曲柄连杆机构中的曲柄(24)的一端分别固装在转轴(26)的两端，且曲柄(24)轴线的夹角为180°；支撑转轴(14)的两个轴承座(15)分别固装在转轴座(14)的上侧；带有传感器的直流力矩电机(27)固装在转轴座(14)的下侧，与其相连的链轮副(25)中的主动链轮并经链条带动所述的从动链轮和转轴(26)转动；弯曲摇杆(22)中部与立柱式摇杆座(12)上端铰接，弯曲摇杆(22)的下端借助曲柄连杆机构中的连杆(21)与所述曲柄(24)的另一端连接；连杆(21)的中部与脚踏板(23)的中部铰接；踝关节运动机构中的滑轨(31)固连在倾斜的滑轨座(13)上，且左右两侧各装有一个可沿滑轨(31)滑动并与脚踏板(23)端部铰接的滑块(32)。
专利摘要一种站立式下肢康复训练机，用于下肢损伤患者采用站立姿势进行康复训练。其主要结构包括底座、左右2套对称布置的步态机构、左右2套对称布置的踝关节运动机构。其中固装在转轴座下侧的直流力矩电机、减速器、链轮副、转轴和与其固连的曲柄连杆机构带动带把手的弯曲摇杆绕立柱式摇杆座的上端摆动，进而再带动中部与连杆铰接、端部与滑块铰接的脚踏板作平面运动。使用时，可在单片机的键盘上自主设定控制指令和控制策略，选择训练强度。当患者站立在脚踏板上，两手握住把手后，即可起动电机，进行步态和踝关节相互协调的康复训练。本实用新型可用于心脑血管疾病致瘫和因意外事故等造成的下肢体损伤患者做康复训练，也可用于健康老人的体育锻炼。
文档编号A63B23/04GK2925455SQ200620021269
公开日2007年7月25日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年7月21日
发明者张立勋, 王克义, 胡伟佳 申请人:哈尔滨工程大学