专利名称：一种腰部支撑减重装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是康复医疗领域，具体地说是下肢运动功能障医疗装置
背景技术：
目前，由于骨髓损伤、脑外伤、脑瘫、帕金森氏病等神经性病变及下肢肌肉、关节损伤等引起的下肢运动功能障碍越来越多，极大的危害着人类健康。利用步态康复训练对这类患者进行物理康复治疗在临床上是一种切实有效的方法。在步态康复训练中采用减重支撑系统(Partial Body Weight Support, PBWS)有利于患者下肢功能障碍康复和步行能力的改善。随着康复医疗技术的发展，减重支撑系统在临床上得到广泛的应用。目前现有的减重支撑系统有(I)以Lokomat减重步行训练康复机器人为代表性的被动配重块减重支撑系统，在垂直方向高度可调，但配重块上下运动时会产生惯性力，不能保证减重力的恒定。(2)以Lokomat后续广品Lokolift为代表的被动弹黃减重支撑系统，该系统采用一个被动弹簧和主动闭环控制装置，消除了配重块的惯性冲击，维持恒定的减重力，但是负载范围小，且控制困难。(3)以申请号为200910048312. 9和201010515112. 2为代表性的主动减重支撑系统。申请号为200910048312. 9的发明专利是一种基于电机控制的主动减重平台，通过电机驱动丝杠来牵引钢丝绳，带动吊带为患者(或训练者)卸去自身的重量，使得患者(或训练者)能够在恒定减重力下进行训练。申请号为201010515112. 2的发明专利是一种气动控制减重支撑系统，通过控制气动控制来控制吊绳的张力恒定。上述几种形式的减重支撑系统均采用悬吊式装置，使得整个训练装置必须设计得很高大，而且使患者(或训练者)上肢受到束缚，不能自主活动，长期训练患者(或训练者)容易产生不适感，而且在训练时还有可能跌倒。申请号为2009100115216. 4的发明专利提供了一种根据患者(或训练者)身体的粗细调节横向架杆和纵向架杆使患者(或训练者)的上肢正好扶在纵向架杆上靠自身控制减重力，这种方法耗费患者(训练者)太多的体力，减重效果并不好，实用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供有效的改善现有减重支撑方式的不足，提高减重训练效果的一种腰部支撑减重装置。本发明的目的是这样实现的本发明一种腰部支撑减重装置，其特征是包括主支架、电机、丝杠、螺母、竖直滑轨、水平滑轨、滑块、拉簧、腰部支撑杆、腰部靠板、护腰带、支撑套块，滑块包括第一滑块和第二滑块，竖直滑轨固定在主支架上，第一滑块安装在竖直滑轨上，第一滑块与中空的支撑套块相连，电机固定在主支架上，电机的输出端连接丝杠，丝杠穿过支撑套块、通过轴承支座安装在主支架上，螺母套在丝杠上、置于支撑套块下方从而带动支撑套块上下移动，水平滑轨连接支撑套块，第二滑块安装在水平滑轨上，腰部支撑杆通过第二滑块连接支撑套块，水平滑轨端部安装前挡板，前挡板与腰部支撑杆之间、腰部支撑杆与支撑套块之间均安装拉簧，腰部靠板连接腰部支撑杆，护腰带安装在腰部靠板上。本发明还可以包括I、所述的腰部支撑杆上贴有应变片。2、所述的水平滑轨下方设置水平滑轨支架，水平滑轨支架上安装水平滑轨支架肋板，水平滑轨支架肋板与支撑套块相连。本发明的优势在于整个腰部支撑减重系统实现了闭环主动控制，可以根据不同程度的训练要求控制减重力的大小恒定，提高康复训练效果；通过电机输出力矩的控制可以根据患者(或训练者)的实际康复训练情况任意调节减重力的大小，实现不同的训练效果；通过腰部支撑，解放了人的上肢，有效的防止了人在训练过程中的跌倒，而且由于拉簧和腰部支撑杆端部的机械限制，使得患者(或训练者)在训练过程中身体的上下左右的微 幅摆动，符合正常人行走时的状态，避免了患者(或训练者)长期训练的不适感；此外，腰部支撑减重装置的使用使得整个训练设备的高度降低很多，更加适用于家庭、医院等使用。
图I是本发明的三维整体效果图；图2是本发明的主视图(局部剖视图)；图3是腰部支撑杆的轴测图；图4是本发明的闭环控制框图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图I 4，本发明的一种腰部支撑减重装置，包括主支架16和腰部支撑减重机构，主支架16通过法兰连接与相配合使用的训练设备的基座连接；腰部支撑减重机构安装在主支架16上；该腰部支撑减重机构结构是由一个固定在主支架16上的驱动电机15通过联轴器14来驱动滚珠丝杠8转动，带动丝杠螺母11，进而带动整个支撑减重机构实现直线升降运动，电机末端的编码器控制升降的位置；滚珠丝杠8通过两端轴承支座13安装在主支架16上，丝杠螺母11与承重支架7连接；承重支架7由支撑套块22、水平滑轨支架20、水平滑轨支架肋板21和前挡板19焊接组成，水平滑轨6安装在水平滑轨支架20上；承重支架7通过螺栓与连接板23和竖直滑轨滑块10连接，主支架16上安装竖直滑轨12，竖直滑轨滑块10安装在竖直滑轨12上；腰部支撑杆3通过水平滑轨滑块5与承重支架7连接，承重支架7与腰部支撑杆3之间有拉簧4，限制腰部的前后移动；腰部支撑杆3与腰部靠板17之间通过销钉18连接，腰部靠板17是插入到腰部支撑杆3里的，腰部支撑杆3前端由如图3所示结构约束腰部靠板17左右转动的角度范围；护腰带I固定在腰部靠板17上；训练时，患者(或训练者)靠护腰带I固定腰部。结合图4，采用所述的腰部支撑减重装置与运动平板、跑步机、步态训练机、康复训练机器人等配合使用，患者(或训练者)通过护腰带I固定腰部，按照给定的减重力输入到控制器，控制器将力信号转换成电压信号传输给电机驱动器，电机驱动器将电压信号转换为输出力矩信号驱动电机转动驱动滚珠丝杠来提升腰部支撑减重机构为患者(或训练者)减轻自身的重量，腰部支撑杆3上固定测点出贴有应变片2，可以测得训练过程中测点的应变量，通过数据采集器和处理器采集并处理数据，得出实际的减重力反馈给控制器，实现力闭环控制回路，以此控制减重力的恒定；电机末端的编码器可以控制电机按照指定的转速转动，并将速度反馈给电机驱动器，实现速度和位 置反馈回路。
权利要求
1.一种腰部支撑减重装置，其特征是包括主支架、电机、丝杠、螺母、竖直滑轨、水平滑轨、滑块、拉簧、腰部支撑杆、腰部靠板、护腰带、支撑套块，滑块包括第一滑块和第二滑块，竖直滑轨固定在主支架上，第一滑块安装在竖直滑轨上，第一滑块与中空的支撑套块相连，电机固定在主支架上，电机的输出端连接丝杠，丝杠穿过支撑套块、通过轴承支座安装在主支架上，螺母套在丝杠上、置于支撑套块下方从而带动支撑套块上下移动，水平滑轨连接支撑套块，第二滑块安装在水平滑轨上，腰部支撑杆通过第二滑块连接支撑套块，水平滑轨端部安装前挡板，前挡板与腰部支撑杆之间、腰部支撑杆与支撑套块之间均安装拉簧，腰部靠板连接腰部支撑杆，护腰带安装在腰部靠板上。
2.根据权利要求I所述的一种腰部支撑减重装置，其特征是所述的腰部支撑杆上贴有应变片。
3.根据权利要求I或2所述的一种腰部支撑减重装置，其特征是所述的水平滑轨下方设置水平滑轨支架，水平滑轨支架上安装水平滑轨支架肋板，水平滑轨支架肋板与支撑套块相连。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种腰部支撑减重装置，包括主支架、电机、丝杠、螺母、竖直滑轨、水平滑轨、滑块、拉簧、腰部支撑杆、腰部靠板、护腰带、支撑套块，竖直滑轨固定在主支架上，第一滑块安装在竖直滑轨上，第一滑块与中空的支撑套块相连，电机固定在主支架上，电机的输出端连接丝杠，丝杠穿过支撑套块、通过轴承支座安装在主支架上，螺母套在丝杠上、置于支撑套块下方，水平滑轨连接支撑套块，第二滑块安装在水平滑轨上，腰部支撑杆通过第二滑块连接支撑套块，水平滑轨端部安装前挡板，前挡板与腰部支撑杆之间、腰部支撑杆与支撑套块之间均安装拉簧，腰部靠板连接腰部支撑杆，护腰带安装在腰部靠板上。本发明更加适用于家庭、医院等场合使用。
文档编号A63B23/02GK102631764SQ20121008143
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者张立勋, 秦涛, 邹宇鹏 申请人:哈尔滨工程大学