步态测试训练机器人

本发明涉及医疗康复训练，尤其涉及一种步态测试训练机器人。

背景技术：

1、用于下肢功能障碍患者的步态康复训练的机器人有利于让康复设备走进更多残障人士的生活中，帮助他们重新回到正常生活之中，甚至重回工作岗位。

2、目前，公知的跑步机多由跑带，机架，支撑板，扶手，控制板，电机和减速机等组成，支撑板，扶手，电机和减速机等安装固定在机架上，跑带套在支撑板外，控制板下发速度指令后，由电机带动跑带转动。

3、跑步机多采用以下方式运行：使用者双脚站立在跑步带上，通过设定好的速度来使跑步带运转从而不断地切换步伐，以达到跑步健身的目的。因此当前市面上的跑步机只适用于健康人群，即使是低速跑步机，配合使用者的需求而将跑步带的运转速度调整到最慢，也只能提供恒定转速，即设定好一定的速度后跑步带总是以设定好的单一速度不停地循环运转着，无法根据人的跑步速度进行实时的调节。也无法根据医生给出的康复意见，让速度实时按照预先设定好的速度曲线改变，所以就不能在不同的时间响应出不同的速度来满足不同患者在不同情况下的需求，因此行动不便的患者仍然有可能在不断地机械地重复跑步过程中，因为本身的重心不稳或其他因素而跌倒，反而会造成患者受到极大的伤害。

4、而且在传统跑步机的设计中跑步机多采用单带，即患者在跑步过程中只能双脚踩在同一条带上，以同一个速度运动，这对于单腿有伤的患者来说造成了极大的不便，无法得到有效的锻炼，反而可能对另一条健康的下肢造成伤害。

5、此外，在跑步机运行过程中，尤其是在高速长时间的运行情况下，传统一部分跑步机难免会出现一些跑带跑偏的现象，即跑带在不断地转动过程中偏离跑步机的中心，在跑步过程中很容易对设备和人体造成伤害。

6、更为重要的是，传统的康复训练跑步机不够智能化，只能主动地为患者等提供跑步训练平台，而不能将患者在跑步过程中的各种信息有效地反馈回来，无法针对性地来测试训练患者在行走或跑步运动过程中的步态，例如患者在跑步过程中脚踏力的大小，峰值，踏地时间以及脚踏在跑板上的运行轨迹等，无法让医生利用可靠的数据指标来判断患者的各项身体状况，因此医生也就不能根据患者在不同康复过程中的具体情况来安排患者下一阶段的训练方式。

7、如图1和图2所示的康复跑步机10，包含有一机架20、一跑步台30以及四对步伐传感器40、42、44、46，机架20具有一底座22及一扶手座24，底座22用于支撑于地面上，扶手座24设于底座22的前端，用于供使用者扶持。控制面板50设于机架20且电性连接跑步台30，用于供使用者设定跑步台30的各种功能，例如电源开关、跑步速度、跑步时间、跑步距离，以及倾斜角度等。跑步台30设于机架20的底座22且具有一马达(图中未示)及一连接马达的跑步带32，当马达启动时，跑步带32便会受马达的驱动而运转。

8、其中各步伐传感器40、42、44、46选用光遮断器，在安装时是设于机架20的底座22且位于跑步带32的左、右两侧，并以两两成对且相互间隔的方式排列，用于分别感应步伐起始点或步伐终止点而对应产生启动信号或停止信号。

9、该跑步机除了可以实现日常所用跑步机的功能以外，还可以通过步伐传感器来实现不同的模式，例如首先通过控制面板50任意设定其中一对步伐传感器(假设为步伐传感器40)用于感应步伐终止点，接着设定其他三对步伐传感器(假设为步伐传感器42、44、46)用于感应步伐起始点。在操作时，当使用者以其中一脚踩踏于任一个步伐起始点时，其中一对步伐传感器会传送启动信号至控制面板50，控制面板50便会根据此启动信号来控制跑步带32开始运转，当此脚步随着跑步带32的运转而往后移动至步伐终止点时，步伐传感器40会传送停止信号至控制面板50，控制面板50便会根据此停止信号来控制跑步带32停止运转，此时的使用者可以再以另一脚踩踏任一个步伐起始点，跑步带32便会再度启动来进行下一次的动作，存在以下缺点：

10、1.采用单条跑带，单下肢受伤或者肢体不协调的患者得不到有效的训练；

11、2.训练模式较为传统，跑步机运行速度单一，在运动过程中无法实时地改变运动速度以适应患者在不同时刻的运动需求；

12、3.只是单纯的跑步设备，患者每次的运动信息没有得到有效的反馈；

13、4.未考虑跑步机在运行过程中跑带跑偏的问题。

14、为此，我们设计一种步态测试训练机器人，用于对上述技术问题提供另一种技术方案。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种步态测试训练机器人，解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为了解决上述的技术问题，本发明采用了如下技术方案：

3、一种步态测试训练机器人，包括扶手、左跑台、右跑台和机架，所述机架顶部的一端设置有左跑台，所述机架顶部的另一端设置有右跑台，所述机架顶部的外侧固定有扶手；

4、所述左跑台和右跑台均包括跑带、后滚筒组件、跑板结构组件、跑板、前滚筒组件和电机组件，所述机架顶部的两端均安装有跑板结构组件，所述跑板结构组件顶部的一侧转动连接有前滚筒组件，所述跑板结构组件顶部的一侧安装有用于带动前滚筒组件进行转动的电机组件，所述跑板结构组件顶部的另一侧转动连接有后滚筒组件，同一侧所述后滚筒组件和前滚筒组件通过跑带连接，所述跑板结构组件的顶部且位于后滚筒组件和前滚筒组件之间设置有跑板。

5、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述跑板结构组件的顶部且位于前滚筒组件和电机组件的外侧设置有电机护板。

6、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述电机护板的一侧且位于跑带和跑板结构组件的外侧固定有跑带护板，所述跑带护板的一侧且位于后滚筒组件的外侧固定有后护壳。

7、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述电机组件包括电机支撑板、电机、电机固定座、同步带轮、限位垫片、焊接短柱、固定板、限位螺栓和限位板，所述电机支撑板的顶部均布固定有四个焊接短柱，所述焊接短柱的顶部螺栓连接有限位垫片，四个所述限位垫片之间滑动连接有固定板，所述电机支撑板和固定板顶部的一端均固定有限位板，其中一个所述限位板的内部转动连接有限位螺栓，且所述限位螺栓与其中另一个所述限位板螺纹连接，所述固定板的顶部螺栓固定有电机固定座，所述电机固定座的顶部固定有电机，所述电机的输出端连接有同步带轮，所述同步带轮与前滚筒组件通过多楔带连接。

8、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述跑板结构组件包括跑板支撑架、调节座定位板、底盘焊接件和压力传感器，所述跑板支撑架与底盘焊接件螺栓固定，所述跑板支撑架的底部固定有底盘焊接件，所述底盘焊接件顶部的一侧与电机支撑板固定，所述底盘焊接件两端的两侧均螺栓固定有调节座定位板，所述跑板支撑架的底部且位于底盘焊接件的内侧均布安装有压力传感器。

9、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述调节座定位板的内部滑动连接有轴定位板，其中一侧的两个所述轴定位板与前滚筒组件转动连接，其中另一侧的两个所述轴定位板与后滚筒组件转动连接。

10、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，同一端两个所述轴定位板相邻一侧均螺纹连接有轴定位螺栓，且所述轴定位螺栓与底盘焊接件连接。

11、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述底盘焊接组件包括第一层底盘组件和第二层底盘组件，所述第一层底盘组件位于第二层底盘组件的底端，所述第一层底盘组件和第二层底盘组件之间设置有多个短管；

12、所述第一层底盘组件包括两个第二立管、多个横管和跑板短支撑，其中一个所述第二立管的顶部均布固定有短管，两个所述第二立管之间均布焊接有横管，所述第二立管的两端均固定有跑板短支撑，且所述跑板短支撑与机架螺栓固定；

13、所述第二层底盘组件包括中间支撑板、传感器安装座、连接管、调平小板和第一立管，所述第一立管的底部与短管固定，所述第一立管的一侧均布固定有连接管，多个所述连接管的一侧固定有中间支撑板，所述中间支撑板和第一立管相互远离一侧的两端均固定有调平小板，所述调平小板转动连接在轴定位螺栓的外侧，所述中间支撑板和第一立管相互靠近一侧的两端均固定有传感器安装座，所述传感器安装座与压力传感器固定。

14、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述扶手顶部的外侧滑动连接有支撑台，所述支撑台底部两端的内部均开设有安装槽，所述支撑台与扶手通过安装槽滑动连接，所述支撑台顶部一端的内部开设有矩形槽，所述支撑台顶部另一端的内部开设有杯槽，所述支撑台底部两端的内部均滑动连接有装配板。

15、作为本发明提供的所述的一种步态测试训练机器人的一种优选实施方式，所述支撑台的内部安装有用于带动装配板进行移动的装配机构，所述装配机构包括装配电机、装配蜗杆、装配蜗轮、转动轴、螺纹段和连接板，所述支撑台的内部固定有装配电机，所述装配电机的输出端连接有装配蜗杆，所述装配蜗杆的顶端啮合连接有装配蜗轮，所述装配蜗轮的内部固定有转动轴，所述转动轴两端的外侧均开设有螺纹段，且两个所述螺纹段的螺纹旋向相反，所述螺纹段的外侧螺纹连接有连接板，且所述连接板的底部与装配板固定。

16、可以毫无疑义的看出，通过本技术的上述的技术方案，必然可以解决本技术要解决的技术问题。

17、同时，通过以上技术方案，本发明至少具备以下有益效果：

18、本发明提供的一种步态测试训练机器人，采用一体两带，结构紧凑，互不干扰，两条带可以分别按照不同的速度运转，方便只有单个下肢受伤或者肢体不协调的患者进行康复训练；

19、将滚筒做成中间粗两端细的微鼓状，使得跑带在运行过程中可以自行微调位置，滚筒中间稍微凸起并印有滚花，从而加大与跑带之间的摩擦力防止打滑，跑带下方有一横条，与支撑板上方的一横槽相契合，防止在跑步过程中跑带跑偏现象的发生；此外，在滚筒组件左右两侧分别安有滚筒微调装置，可以微调四个滚筒组件的倾斜程度来实现对跑带跑偏现象的手动调整；

20、拥有多种运行模式：跑步机模式下可以设定速度让跑带以相应的速度运行；程序模式下可以通过输入给定的速度曲线来让跑带按照预先设定好对应时间的对应速度来运行；自由行模式下跑带可以根据人的运动速度自适应调节跑带的速度，达到人快带快人慢带慢的效果。

21、通过支撑板下端安装有多个压力传感器，可以实时记录患者的步态，通过足底压力计算得出足底位置，在跑步机上的运行轨迹等并上传至云端及显示设备，方便医生了解判断患者的康复情况等；还可以根据患者每次足底的压力大小和位置来提供不同的速度，充分满足患者的步态运动训练需求；

22、通过支撑台和装配板的配合，使得支撑台能够装配在扶手的外侧，并通过装配板的移动，在扶手的外侧不会脱离，让使用者能够通过支撑台进行对身体的支撑，同时能够通过杯槽和矩形槽放置水杯或者个人物品。