一种平衡训练设备及其使用方法与流程

本发明涉及医疗康复器械技术领域，特别是涉及一种平衡训练设备及其使用方法。

背景技术：

近年来，随着人口老龄化趋势的加剧以及心脑血管疾病、关节受损发病率的上升，具有运动障碍的患者数量正在不断增高。传统的康复主要以治疗师为主，难以满足目前广大运动障碍患者的需求，且其康复评价的方法也比较主观，难以满足当前社会对平衡训练的针对性和重复性要求。通过人工或简单的医疗设备进行康复理疗，已经远远不能满足患者的康复需求，因此机械代替人工的训练已成为大势所趋。以往我们主要将运动障碍集中在肢体灵活度上，忽略了对于运动至关重要的平衡功能。而据统计，在欧美国家中，由于平衡功能下降引起的跌倒已经成为老年人第三大死亡原因。可见不仅是偏瘫等神经系统及骨关节等运动系统疾病患者需要平衡训练，老龄患者也需要平衡功能训练。所以，研发一种训练平衡功能的设备迫在眉睫。

人体的平衡能力主要分为静态的平衡能力和动态的平衡能力。静态平衡能力是指维持人体重心与姿势相对静止的静态姿势能力，动态平衡能力指在运动的状态下，对人体重心和姿势的调整和控制能力。动态的平衡能力的训练对恢复行走能力具有重要的意义。动态平衡的训练主要是给患者一个可以抵抗的外力，使其重心发生偏移，诱发头部及躯干向正中线的调整反应。目前临床应用中的平衡训练系统大部分只具有静态平衡训练功能，而不具备动态平衡训练功能。另一部分具有动态平衡训练功能的系统主要针对前馈性训练（自我启动的动作），而对真实情况下的应激反应训练的功能却较少，且往往只具有1-2个自由度的运动。而多维度、模拟真实环境的前馈及应激反应训练才是平衡训练的核心所在，目前的康复器械大多难以达到此种训练要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术中平衡训练设备不具备动态平衡训练的不足，以实现动态平衡训练的目的，本发明提供一种平衡训练设备及其使用方法，能够将训练过程由简到难、循序渐进的进行，达到患者动态平衡训练的目的。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种平衡训练设备，包括训练跑台、支撑平台和控制中心，

所述训练跑台设置有传送带，还包括压力传感器，压力传感器设置在所述训练跑台上，和所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的运动状态；

所述支撑平台与训练跑台连接，用于支撑所述训练跑台，并实现所述训练跑台六个自由度的运动；

所述控制中心用于控制训练跑台和支撑平台；

所述支撑平台为六自由度并联机器人平台。

进一步，还包括固定装置，所述固定装置与训练跑台或支撑平台连接，用于固定接受训练的人。

进一步，所述的固定装置为登山运动常用的软质，有一定弹力的合成纤维带子，一端固定在所述训练跑台或支撑平台上，另一端固定在接受训练的人身上。

进一步，所述的合成纤维是皮芯复合型纤维，其芯成分聚合物中含有聚对苯二甲酸丁二醇酯和TiO₂微粒子，TiO₂微粒子含量为芯成分聚合物总重量的2％，皮成分聚合物为聚苯二甲酸丙二醇酯，其中皮成分聚合物与芯成分聚合物的重量比为3:2。

进一步，所述软质的带子用于固定接受训练的人，其一端为双倒三角形结构，所述双倒三角形结构是将所述软质的带子在接受训练的人的前胸和后背形成交叉，再通过其大腿跟部连接前胸和后背。

进一步，还包括显示器，所述显示器与所述控制中心连接，且显示器位于平衡装置的中立位（便于偏盲及偏侧忽略患者应用）。

进一步，还包括虚拟现实装置，所述虚拟现实装置与所述控制中心连接。

进一步，所述的固定装置为软质的布带、皮带或合成材质带，还包括拉力传感器，拉力传感器设置在所述固定装置上，与所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的运动状态。

进一步，还包括重心感应器，所述重心感应器与所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的重心变化。

所述的平衡训练设备的使用方法，包括以下步骤：

接受训练的人双脚站立在所述训练跑台上，将所述固定装置固定在接受训练的人身上，防止其在运动中跌倒；

通过控制中心启动所述训练跑台的传送带，接受训练的人做简单的踏步运动，通过控制中心改变所述传送带的速率，调节接受训练的人的步伐大小和步行速率；

当接受训练的人能够很好的适应所述传送带上的踏步运动后，通过控制中心控制所述支撑平台平移，使所述训练跑台随着所述支撑平台的运动实现上下、前后、左右三个方向的直线运动，增大平衡难度，提高接受训练的人的应激反应能力，所述训练跑台在上下、前后、左右三个方向的直线运动的同时，所述传送带的运动可以保持或停止；

当接受训练的人能够很好适应所述训练跑台三个方向的直线运动后，通过控制中心控制所述支撑平台三个方向的旋转运动，使所述训练跑台随着所述支撑平台的运动实现横摇、俯仰、翻滚的旋转运动，进一步增大平衡难度，提高接受训练的人的应激反应能力，根据接受训练的人的适应性，所述训练跑台的横摇、俯仰、翻滚三个方向的旋转运动可以与上下、前后、左右三个方向的直线运动结合应用，同时所述传送带的运动可以保持或停止，共可以实现七个自由度的全方位平衡训练功能。

本发明具有的有益效果包括：

1、本发明结构简单，操作方便，安全系数高，能够将整个平衡训练由简到难、循序渐进，降低了训练成本，对于减轻社会经济负担甚至使平衡训练系统走进家庭具有重要意义；

2、本发明采用的六自由度并联机器人平台使接受训练的人可以在六个自由度上进行训练，与训练跑台的运动结合具有七个自由度的全方位平衡训练功能，更加真实的模拟了现实，能达到更好的康复训练效果；

3、本发明的固定带采用极细的纤度的皮芯复合型纤维，具有真丝般的手感，柔软、质轻、悬垂性好，同时抗拉性能强；

4、本发明的固定装置在固定端选用双倒三角形结构，在训练时能稳定患者的核心肌群，保证患者不在训练中受到伤害；

5、本发明的平衡训练设备设置有所述显示器或所述虚拟现实装置，能在设备运动前向患者显示或模拟即将要发生的动作，结合六自由度并联机器人平台以及训练跑台，更加真实的模拟生活中的场景，达到更好的多维度应激反应训练效果；

6、本发明还设置有与所述控制中心连接的所述压力传感器、所述拉力传感器和所述重心感应器，实时监测患者在接受训练中的运动数据，根据收集的数据，所述控制中心可以设定进一步的训练方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述一种平衡训练设备及其使用方法的含虚拟现实装置的空间立体图；

图2是本发明所述一种平衡训练设备及其使用方法的含显示屏的空间立体图；

图3是本发明所述一种平衡训练设备及其使用方法的连接关系图；

图4是本发明所述一种平衡训练设备及其使用方法的训练方法流程图；

图5是本发明所述一种平衡训练设备及其使用方法的固定装置安装简图。

附图标记说明如下：

1、控制中心；2、训练跑台；3、支撑平台；4、固定装置；5、虚拟现实装置；6、显示器；7、传送带；8、重心感应器；9、压力传感器；10、拉力传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围

实施例一：

如图1、图2、图3、图5所示，一种平衡训练设备，包括训练跑台2、支撑平台3和控制中心，

所述训练跑台2设置有传送带7，还包括压力传感器9，压力传感器9设置在所述训练跑台2上，和所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的运动状态；

所述支撑平台3与训练跑台2连接，用于支撑所述训练跑台2，并实现所述训练跑台2六个自由度的运动；

所述控制中心用于控制训练跑台2；

所述支撑平台3为六自由度并联机器人平台。

进一步，还包括固定装置4，所述固定装置4与训练跑台2连接，用于固定接受训练的人。

进一步，所述的固定装置4为登山运动常用的软质的带子，有一定弹力的合成纤维带子，一端固定在所述训练跑台2上，另一端固定在接受训练的人身上。

进一步，所述的合成纤维是皮芯复合型纤维，其芯成分聚合物中含有聚对苯二甲酸丁二醇酯和TiO2微粒子，TiO2微粒子含量为芯成分聚合物总重量的2％，皮成分聚合物为聚苯二甲酸丙二醇酯，其中皮成分聚合物与芯成分聚合物的重量比为3:2。

进一步，所述软质的带子用于固定接受训练的人，其一端为双倒三角形结构，所述双倒三角形结构是将所述软质的带子在接受训练的人的前胸和后背形成交叉，再通过其大腿跟部连接前胸和后背。

进一步，还包括显示器6，所述显示器6与所述控制中心连接，且显示器6位于平衡装置的中立位（便于偏盲及偏侧忽略患者应用）

进一步，还包括虚拟现实装置5，所述虚拟现实装置5与所述控制中心连接。

进一步，所述的固定装置4为软质的布带、皮带或合成材质带，还包括拉力传感器10，拉力传感器10设置在所述固定装置4上，与所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的运动状态。

进一步，还包括重心感应器8，所述重心感应器8与所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的重心变化。

实施例二：

如图1、图2、图3、图5所示，一种平衡训练设备，包括训练跑台2、支撑平台3和控制中心，

所述训练跑台2设置有传送带7，还包括压力传感器9，压力传感器9设置在所述训练跑台2上，和所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的运动状态；

所述支撑平台3与训练跑台2连接，用于支撑所述训练跑台2，并实现所述训练跑台2六个自由度的运动；

所述控制中心用于控制支撑平台3；

所述支撑平台3为六自由度并联机器人平台。

进一步，还包括固定装置4，所述固定装置4与支撑平台3连接，用于固定接受训练的人。

进一步，所述的固定装置4为登山运动常用的软质的带子，有一定弹力的合成纤维带子，一端固定在所述支撑平台3上，另一端固定在接受训练的人身上。

进一步，所述的合成纤维是皮芯复合型纤维，其芯成分聚合物中含有聚对苯二甲酸丁二醇酯和TiO2微粒子，TiO2微粒子含量为芯成分聚合物总重量的2％，皮成分聚合物为聚苯二甲酸丙二醇酯，其中皮成分聚合物与芯成分聚合物的重量比为3:2。

进一步，所述软质的带子用于固定接受训练的人，其一端为双倒三角形结构，所述双倒三角形结构是将所述软质的带子在接受训练的人的前胸和后背形成交叉，再通过其大腿跟部连接前胸和后背。

进一步，还包括显示器6，所述显示器6与所述控制中心连接，且显示器6位于平衡装置的中立位（便于偏盲及偏侧忽略患者应用）

进一步，还包括虚拟现实装置5，所述虚拟现实装置5与所述控制中心连接。

进一步，所述的固定装置4为软质的布带，还包括拉力传感器10，拉力传感器10设置在所述固定装置4上，与所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的运动状态。

进一步，还包括重心感应器8，所述重心感应器8与所述控制中心连接，用于监测接受训练的人的重心变化。

本实施例与实施例一的区别仅在于所述固定装置4与支撑平台3连接，其优点在于连接在所述支撑平台3上更加牢固。

实施例三：

本实施例与实施例二区别仅在于带子的材质为皮料，其优点在于固定更加舒服。

实施例四：

本实施例与实施例二、实施例三的区别仅在于带子材质为合成纤维，其优点在于质地柔软、滑爽舒适。

平衡训练设备的使用方法，包括以下步骤：

接受训练的人双脚站立在训练跑台2上，将固定装置4固定在接受训练的人身上，防止其在运动中跌倒；

通过控制中心1启动训练跑台2的传送带7，接受训练的人做简单的踏步运动，通过控制中心1改变传送带7的速率，调节接受训练的人的步伐大小和步行速率；

当接受训练的人能够很好的适应传送带7上的踏步运动后，通过控制中心1控制支撑平台3平移，使训练跑台2随着支撑平台3的运动实现上下、前后、左右三个方向的直线运动，增大平衡难度，提高接受训练的人的应激反应能力，训练跑台2在上下、前后、左右三个方向的直线运动的同时，传送带7的运动可以保持或停止；

当接受训练的人能够很好适应训练跑台2三个方向的直线运动后，通过控制中心1控制支撑平台3三个方向的旋转运动，使训练跑台2随着支撑平台3的运动实现横摇、俯仰、翻滚的旋转运动，进一步增大平衡难度，提高接受训练的人的应激反应能力，根据接受训练的人的适应性，训练跑台2的横摇、俯仰、翻滚三个方向旋转运动可以与上下、前后、左右三个方向的直线运动结合应用，同时传送带7的运动可以保持或停止，共可以实现七个自由度的全方位平衡训练功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。