專利名稱：站立式下肢康復訓練機的制作方法
技術領域：
一種站立式下肢康復訓練機，用于下肢損傷患者采用站立姿勢進行康復訓練。屬于患者康復訓練用器械。
背景技術：
醫學理論和實踐已經證明，腦癱后遺癥或意外事故造成的肢體損傷患者必須進行肢體訓練，以便恢復肢體功能，防止肌肉“廢用性”萎縮和關節僵硬。但大多數患者由于功能障礙或體力等方面原因，不能獨立完成肢體訓練，需要由具有一定護理知識和體力的護士或其他人幫助實施，為此增加了康復難度和護理費用。
目前，市場上銷售的一些跑步機或仿自行車之類的運動器械多是用于健康人的體力訓練，不適用于上述患者的功能性訓練；部分可供下肢損傷患者使用的康復訓練器(CPM)多是針對某一單項而言的，尚沒有把步態運動和關節運動協調起來的運動型醫療器械。
發明內容
本實用新型的目的是公開一種站立式下肢康復訓練機，用于下肢損傷患者的肌肉和關節功能訓練，其速度和強度可以根據患病的輕重和患者體能自主調整；且可做到步態和踝關節協調運動，從而得到更好的康復效果。
站立式下肢康復訓練機的主要結構包括底座、左右2套對稱布置的步態機構、左右2套對稱布置的踝關節運動機構。其中底座為平面框架式結構，一端帶有立柱式搖桿座，另一端帶有梯形轉軸座，中部帶有傾斜的滑軌座。步態機構由帶有傳感器的直流力矩電機、轉軸、軸承座、鏈輪副、左右兩套曲柄連桿機構、彎曲搖桿和兩個腳踏板組成。每套踝關節運動機構由一套滑軌和左右兩個滑塊組成。
步態機構中鏈輪副的從動鏈輪固裝在轉軸中部，2套曲柄連桿機構中的曲柄的一端分別固裝在轉軸的兩端(為了模擬人的步態運動，兩曲柄軸線夾角180°)，而支撐轉軸的2個軸承座分別固裝在轉軸座的上側；帶有傳感器的直流力矩電機固裝在轉軸座的外側，與其固連的鏈輪副中的主動鏈輪經鏈條帶動所述的從動鏈輪和轉軸轉動。彎曲搖桿的上端與立柱式搖桿座上端鉸接，彎曲搖桿的下端借助曲柄連桿機構中的連桿與所述曲柄的另一端鉸接。連桿的中部與腳踏板的中部鉸接。
踝關節運動機構中的滑軌固連在傾斜的滑軌座上，且左右兩側各裝有一個可沿滑軌滑動并與腳踏板端部鉸接的滑塊。
當直流力矩電機得到控制信號后帶動鏈輪副轉動，再通過轉軸、曲柄連桿機構帶動彎曲搖桿繞鉸接點擺動；而左右兩只腳踏板則可模擬人的步態運動，做一前一后、一上一下的平面運動。
使用時，患者站立在腳踏板上，兩手握在把手上。調解訓練機的初始狀態使患者獲得最佳站立姿勢。患者可在單片機的鍵盤上自主設定控制指令，選擇控制模式和訓練強度，然后啟動直流力矩電機；單片機接受來自傳感器的力、轉角和轉速信號，控制直流力矩電機工作，進而實現患者的步態和踝關節相互協調的運動。
本實用新型可通過選取預先設置的不同控制策略來實現不同模式的運動形式(包括主動和被動)，使康復訓練多樣化。本康復訓練機可用于心腦血管疾病致癱和因意外事故等造成的下肢體損傷患者做康復訓練，也可用于健康老人的體育鍛煉。
圖1站立式下肢康復訓練機結構示意圖(主視圖)圖2站立式下肢康復訓練機結構示意圖(俯視圖)
具體實施方式
下面給出本實用新型的優選實施方式，并結合附圖加以說明。
如圖1、2所示，站立式下肢康復訓練機的主要結構包括底座、左右2套對稱布置的步態機構、左右2套對稱布置的踝關節運動機構。其中底座11為平面框架式結構，一端帶有立柱式搖桿座12，另一端帶有梯形轉軸座14，中部帶有傾斜的滑軌座13。步態機構由帶有傳感器的直流力矩電機27、轉軸26、軸承座15、鏈輪副25、左右兩套曲柄連桿機構21、24、彎曲搖桿22和兩個腳踏板23組成。每套踝關節運動機構由一套滑軌31和左右兩個滑塊32組成。
步態機構中鏈輪副25的從動鏈輪固裝在轉軸26中部，2套曲柄連桿機構中的曲柄24的一端分別固裝在轉軸26的兩端(為了模擬人的步態運動，兩根曲柄24軸線的夾角180°)，而支撐轉軸26的兩個軸承座15分別固裝在轉軸座14的上側；軸上裝有傳感器的直流力矩電機27固裝在轉軸座14的外側，與直流力矩電機27軸頭固連的鏈輪副25中的主動鏈輪經鏈條帶動所述的從動鏈輪和轉軸26轉動。彎曲搖桿22的上端與立柱式搖桿座12上端鉸接，彎曲搖桿22的下端借助曲柄連桿機構中的連桿21與所述曲柄24的另一端鉸接。連桿21的中部與腳踏板23的中部鉸接。
踝關節運動機構中的滑軌31固連在傾斜的滑軌座13上，且左右兩側各裝有一個可沿滑軌31滑動并與腳踏板23端部鉸接的滑塊32。
當直流力矩電機27得到控制信號后，帶動鏈輪副25轉動，再通過轉軸26、曲柄連桿機構帶動彎曲搖桿22繞上端鉸接點擺動；而左右兩只腳踏板23則可模擬人的步態運動，做一前一后、一上一下的平面運動。
使用時，患者站立在腳踏板23上，兩手握在把手(圖中未畫出)上。調解訓練機的初始狀態使患者獲得最佳站立姿勢。患者可在單片機的鍵盤(圖中未畫出)上自主設定控制指令，選擇訓練模式和強度，然后啟動直流力矩電機27；單片機接受來自傳感器的力、轉角和轉速信號，控制直流力矩電機27工作，進而實現患者的步態和踝關節相互協調的運動。
本實用新型可通過選取預先設置的不同控制策略來實現不同模式的運動形式，使康復訓練多樣化。本康復訓練機可用于心腦血管疾病致癱和因意外事故等造成的下肢體損傷患者做康復訓練，也可用于健康老人的體育鍛煉。
權利要求1.一種站立式下肢康復訓練機，其特征在于它包括底座、左右2套對稱布置的步態機構、左右2套對稱布置的踝關節運動機構；其中，底座(11)為平面框架式結構，一端帶有立柱式搖桿座(12)，另一端帶有梯形轉軸座(14)，中部帶有傾斜的滑軌座(13)；步態機構由帶有傳感器的直流力矩電機(27)、轉軸(26)、軸承座(15)、鏈輪副(25)、左右兩套曲柄連桿機構(21、24)、彎曲搖桿(22)和兩個腳踏板(23)組成；每套踝關節運動機構由一套滑軌(31)和左右兩個滑塊(32)組成；步態機構中鏈輪副(25)的從動鏈輪固裝在轉軸(26)中部，2套曲柄連桿機構中的曲柄(24)的一端分別固裝在轉軸(26)的兩端，且曲柄(24)軸線的夾角為180°；支撐轉軸(14)的兩個軸承座(15)分別固裝在轉軸座(14)的上側；帶有傳感器的直流力矩電機(27)固裝在轉軸座(14)的下側，與其相連的鏈輪副(25)中的主動鏈輪并經鏈條帶動所述的從動鏈輪和轉軸(26)轉動；彎曲搖桿(22)中部與立柱式搖桿座(12)上端鉸接，彎曲搖桿(22)的下端借助曲柄連桿機構中的連桿(21)與所述曲柄(24)的另一端連接；連桿(21)的中部與腳踏板(23)的中部鉸接；踝關節運動機構中的滑軌(31)固連在傾斜的滑軌座(13)上，且左右兩側各裝有一個可沿滑軌(31)滑動并與腳踏板(23)端部鉸接的滑塊(32)。
專利摘要一種站立式下肢康復訓練機，用于下肢損傷患者采用站立姿勢進行康復訓練。其主要結構包括底座、左右2套對稱布置的步態機構、左右2套對稱布置的踝關節運動機構。其中固裝在轉軸座下側的直流力矩電機、減速器、鏈輪副、轉軸和與其固連的曲柄連桿機構帶動帶把手的彎曲搖桿繞立柱式搖桿座的上端擺動，進而再帶動中部與連桿鉸接、端部與滑塊鉸接的腳踏板作平面運動。使用時，可在單片機的鍵盤上自主設定控制指令和控制策略，選擇訓練強度。當患者站立在腳踏板上，兩手握住把手后，即可起動電機，進行步態和踝關節相互協調的康復訓練。本實用新型可用于心腦血管疾病致癱和因意外事故等造成的下肢體損傷患者做康復訓練，也可用于健康老人的體育鍛煉。
文檔編號A63B23/04GK2925455SQ200620021269
公開日2007年7月25日 申請日期2006年7月21日 優先權日2006年7月21日
發明者張立勛, 王克義, 胡偉佳 申請人:哈爾濱工程大學