專利名稱：步態康復訓練機械人的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種幫助行走障礙患者康復行走的醫療康復設備，尤其涉及一種步態康復訓練機械人。
背景技術：
步態康復訓練機械人是專門為行走有障礙的患者康復行走的設備。現有醫療中用到的步態康復機械人種類較少，且現有的步態康復訓練機械人通常僅能針對某一關節進行康復訓練，不能按正常步態對踝關節與膝關節等同時進行康復訓練；或僅能通過外力被動式步態康復訓練，不能通過肌電反饋，實現主動步態康復訓練。
發明內容
鑒于以上所述，有必要提供一種可按正常步態對踝關節與膝關節等同時進行康復訓練的步態康復訓練機械人。一種步態康復訓練機械人，包括減重系統以及行走軌道助力系統，減重系統包括底板、減重架、滑繩、電機以及吊帶結構，減重架與電機設置在底板上，吊帶結構設置在減重架上且通過滑繩連接，滑繩連接電機并通過電機控制吊帶結構的升降，所述行走軌道助力系統包括電機輪、推桿、滑軌、腳套、以及調節板，所述電機輪、滑軌以及調節板設置在底板上，且調節板相對底板傾斜，推桿一端連接電機輪，另一端與滑軌可滑動地配合，電機輪轉動帶動推桿在滑軌上往復滑動，腳套鉸接在推桿上，并且腳套的底部抵接調節板，使得推桿在帶動腳套滑動的同時，腳套沿調節板滑動而相對鉸接處轉動。進一步地，所述腳套底部的腳跟端鉸接推桿，腳套底部的腳尖端伸出有一抵持桿可滑動地抵觸在調節板板面上。進一步地，所述滑軌為二根滑軌并平行地設置在底板上，所述調節板為一塊調節板，調節板與滑軌平行地設置在二根滑軌之間，所述調節板包括板體及設置在板體底部的二支撐腳，該二支撐腳高度不同，使得調節板的板面相對底板表面傾斜。進一步地，所述電機輪包括盤體及兩凸柱，兩凸柱設置在盤體相對的盤面上并且分別鄰近盤體的圓周面，兩凸柱位于直徑方向的兩端位置，每一凸柱用于連接推桿的一端。進一步地，所述推桿包括桿部、兩環套、及連接段，兩環套固設在桿部兩端，兩環套其中一個與所述凸柱連接，另一個用于配合腳套以與腳套鉸接，所述連接段固接在推桿的具有配合腳套鉸接的環套的一端，該連接段底端設置有滑套，以與滑軌配合。進一步地，所述減重架包括二支撐桿及連接在二支撐桿頂端之間的橫桿，所述橫桿上安裝有所述吊帶結構，所述二支撐桿上裝配有下軀干固定架，用以夾持定位人體的下軀干。進一步地,所述步態康復訓練機械人進一步包括功能電刺激系統，功能電刺激系統包括控制裝置、大腿刺激帶以及小腿刺激帶，控制裝置設置在減重架上，大腿刺激帶與小腿刺激帶插接在控制裝置上。進一步地，所述康復訓練機械人進一步包括視聽顯示系統，其電性連接所述減重系統、行走軌道助力系統與功能電刺激系統，用以顯示減重系統、功能電刺激系統和行走軌道助力系統的相關參數信息。一種步態康復訓練機械人，包括減重系統、功能電刺激系統、以及行走軌道助力系統，減重系統包括底板、減重架、滑繩、電機以及吊帶結構，減重架與電機設置在底板上，吊帶結構設置在減重架上且通過滑繩連接，滑繩連接電機并通過電機控制吊帶結構的升降， 所述功能電刺激系統包括控制裝置、大腿刺激帶、以及小腿刺激帶，控制裝置設置在減重架上，大腿刺激帶與小腿刺激帶插接在控制裝置上；所述行走軌道助力系統包括電機輪、推桿、滑軌、腳套以及調節板，所述電機輪、滑軌以及調節板設置在底板上，且調節板相對底板傾斜，推桿一端連接電機輪，另一端與滑軌可滑動地配合，電機輪轉動帶動推桿在滑軌上往復滑動，腳套鉸接在推桿上，并且腳套的底部抵接調節板，使得推桿在帶動腳套滑動的同時，腳套沿調節板滑動而相對鉸接處轉動。一種步態康復訓練機械人，包括減重系統、行走軌道助力系統、功能電刺激系統、 以及視聽顯示系統，減重系統減輕人體身軀自身重量對腿、足的壓力，減重系統包括減重架，減重架上設置有吊帶結構，功能電刺激系統裝配在減重架上，以用電刺激人體腿部，視聽顯示系統電性連接所述減重系統、行走軌道助力系統與功能電刺激系統，用于呈現減重系統、功能電刺激系統和行走軌道助力系統的相關參數信息，所述行走軌道助力系統包括電機輪、推桿、滑軌、腳套以及調節板，所述電機輪、滑軌以及調節板設置在底板上，且調節板相對底板傾斜，推桿一端連接電機輪，一端與滑軌可滑動地配合，電機輪轉動帶動推桿在滑軌上往復滑動，腳套鉸接在推桿上，并且腳套的底部抵接在調節板，使得電推桿在帶動腳套滑動同時，腳套沿調節板滑動而相對鉸接處轉動。相較于現有技術，本發明步態康復訓練機械人通過電機輪帶動腳套滑動時，腳套在調節板的引導下可進行角度調節，如此，可實現按正常步態對踝關節、膝關節同時進行康復訓練；并通過肌電反饋，可實現主動步態康復訓練。
圖I是本發明步態康復訓練機械人的立體示意圖。圖2是圖I所示的步態康復訓練機械人的部分的拆解示意圖。圖3是圖I所示的步態康復訓練機械人的行走軌道助力系統的分解示意圖。
具體實施例方式為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖I及圖2，本發明公開一種步態康復訓練機械人100，用于幫助行走障礙患者進行行走康復訓練，包括減重系統10以及行走軌道助力系統20。減重系統10用于在訓練時提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力。行走軌道助力系統20用于帶動患者的腿、足運動，以對患者的踝關節、膝關節同時進行康復訓練。減重系統10包括底板11、減重架12、電機13、滑繩14、吊帶結構15、以及下軀干固定架16。減重架12設置在底板11上且鄰近底板11的一端，減重架12包括二支撐桿121 及連接在二支撐桿121頂端之間的橫桿122，二支撐桿121上相對地開設有穿孔1211，用于安裝下軀干固定架16。電機13設置在底板11上且遠離減重架12的一端。滑繩14 一端從橫桿122中部向下伸出連接所述吊帶結構15，另一端連接至電機13。通過控制電機13轉動可調節滑繩14相對橫桿122伸出的長度。本實施例中，滑繩14從減重架12的桿體(包括支撐桿121、橫桿122的桿體)內穿出連接至電機13。可以理解，減重架12的桿體內設置有供滑繩14滑動的滑輪(圖未示)。吊帶結構15包括吊桿151、吊繩152、以及捆帶153。吊桿151連接所述滑繩14從橫桿122的伸出端且與橫桿122平行，吊繩152垂直地連接在吊桿151下端，本實施中，吊繩152為兩根。捆帶153連接在吊繩152的下端，用于束捆訓練者的上身軀。下軀干固定架16用于在訓練時扶持并定位患者的下軀干，下軀干固定架16包括二夾持臂161、二固定套162、以及二固定銷163。二夾持臂161相對地設置在減重架12 的二支撐桿121上，用以夾持定位患者的下軀干。每一夾持臂161包括安裝桿1611與固接在安裝桿1611 —端的夾持部1612。二固定套162相對地固設在二支撐桿121上，且每一固定套162與穿孔1211相對，安裝桿1611可穿過固定套162與穿孔1211從而將夾持臂161 安裝至支撐桿121上。固定套162上開設有銷孔(圖未示)，以配合固定銷163將夾持臂161 固定。請結合參閱圖3，行走軌道助力系統20包括電機輪21、二推桿22、二滑軌23、二腳套24以及調節板25。所述電機輪21為通過電機或其他驅動裝置驅動而繞其中心旋轉的轉盤，包括盤體211及兩凸柱212，兩凸柱212設置在盤體211相對的盤面上并且分別鄰近盤體211的圓周面。本實施例中，兩凸柱212位于盤體211的直徑方向的兩端位置，每一凸柱212用于連接推桿22的一端。該電機輪21設置在底板11上，本實施例中，盤體211通過一第一墊板213承載于底板11上,盤體211可相對墊板213旋轉。第一墊板213固接在底板11上，如螺栓連接。每一所述推桿22包括桿部221、兩環套222以及連接段223，兩環套222固設在桿部221兩端，兩環套222的其中一個與所述凸柱212連接，另一個用于配合腳套24以與腳套24鉸接，所述連接段223固接在桿部221與腳套24鉸接的一端，該連接段223底端設置有滑套224。所述滑套224配合滑軌23使推桿22可相對滑軌23滑動。所述二滑軌23平行地設置在底板11上，本實施例中，二滑軌23通過一第二墊板231承載于底板11上。該第二墊板231固接在底板11上，如螺栓連接。如此，當盤體211繞軸心旋轉時，帶動滑套224在滑軌23上往復滑動。且由于兩凸柱212關于盤體211的中心相對，盤體211將帶動二推桿22同時做一前一后擺動。腳套24用于收容患者的足體，腳套24的底部設置有鉸接環241與抵接桿242。鉸接環241設置在腳套24底部腳跟的一端，其與推桿22上的鄰近連接段223 —端的環套222 配合，使得腳套24可旋轉地連接在推桿22上，如，通過一連接栓(圖未示)穿過所述鉸接環 241與環套222的內孔。所述抵接桿242設置在腳套24底部腳尖的一端，抵接桿242壓抵在所述調節板25的板面上且可相對板面滑動。調節板25包括板體251以及設置在板體251底部的二支撐腳252，該二支撐腳252高度不同，使得調節板25的板面相對底板11表面傾斜，具體為調節板25的板面從腳套24 的腳跟端到腳尖端逐步升高。如此，在電機輪21帶動滑套224在滑軌23上滑動時，所述抵接桿242同時沿調節板25的板面滑動，從而使得腳套24相對鉸接環241的一端擺動。本實施例中，調節板25的數量為一塊，該調節板25設置在二滑軌23之間且與滑軌23平行。 安裝在每一推桿22上的每一腳套24的抵接桿242壓抵在調節板25的板面。可以理解，調節板25的數量也可為兩個，平行地設置在兩滑軌23之間，每一腳套24的抵接桿242分別壓抵在鄰近的對應的調節板25的板面。患者進行行走康復訓練時，通過減重系統10的捆帶153束捆訓練者的身軀，在滑繩14的提吊下以減輕患者自身重量對腿、足的壓力，并通過下軀干固定架16將患者的下軀干扶持定位。患者的足部分別套入二腳套24內。在電機輪21帶動推桿22同時做一前一后擺動，從而帶動兩個腳套24 —前一后運動，如此促使患者行走，對患者的膝關節、髖關節進行訓練。同時，所述腳套24底部的抵接桿242壓抵并相對所述調節板25的板面滑動，可使得腳套24擺動，即腳套24的腳尖端相對腳跟端擺動，從而對患者足部的踝關節進行訓練。 因此，本步態康復訓練機械人100用于康復訓練時，可同時對患者的膝關節、髖關節、踝關節等進行訓練。因電機輪21半徑是固定的，故其足部往復運動(即步幅)是恒定的，且踝關節運動軌跡也是恒定的。通過所述下軀干固定架16將下軀干相對固定在正常的運動范圍內，故髖關節和骨盆運行軌跡接近正常，也是相對恒定的。通過控制電機輪21轉動的速度， 從而決定腿部往復運動的頻率，所以步頻是可以根據需要調節的。通過電機輪21的帶動， 使足部往復運動是無阻力或有助力的運動，故本發明步態康復訓練機械人100不僅適合康復中的患者，也適合早期或者癱瘓嚴重的患者。本發明步態康復訓練機械人100可進一步包括功能電刺激系統30。該功能電刺激系統30,用于電刺激患者腿部相關肌肉，形成腿部彳丁走時的力量。該功能電刺激系統30包括控制裝置31、大腿刺激帶32以及小腿刺激帶33。控制裝置31固定地設置在支撐桿121 上，控制裝置31內設置有肌電評測裝置與反饋電刺激輸出裝置。該控制裝置31上設置有若干的插孔311，以供其他設備連接，如大腿刺激帶32、以及小腿刺激帶33等。大腿刺激帶 32與小腿刺激帶33分別包括帶體、與帶體連接的連接線以及插頭。大腿刺激帶32用于綁縛大腿以對大腿進行電刺激，小腿刺激帶33用于綁縛小腿以對小腿進行電刺激。訓練時， 首先將大腿刺激帶32與小腿刺激帶33固定在大、小腿相應的位置，進行肌電評測。如有肌電信號，則開展反饋電刺激治療。如無肌電信號，則開展定量電刺激治療。電刺激的強度由評測結果和患者完成步行運動所需的力量決定，電刺激的頻率由足部往復運動頻率決定。 該功能電刺激系統30可進一步包括簡易電刺激定位器34，用于協助大腿刺激帶32與小腿刺激帶33固定患者的腿部，即通過簡易電刺激定位器34定位相關肌肉，然后根據定位結果將大腿刺激帶32與小腿刺激帶33固定在大、小腿相應的位置。本發明步態康復訓練機械人100可進一步包括視聽顯示系統40，電性連接所述減重系統10、行走軌道助力系統20與功能電刺激系統30，用于呈現減重系統10、行走軌道助力系統20、功能電刺激系統30的相關參數信息，如接受控制裝置31的來自肌電評測和反饋電刺激的信息、減重系統10的減重多少的信息、以及接受來自行走軌道助力系統20的步頻及足底助力方面的信息，并根據需要，通過控制信息發出，可以以聲、像的形式表現出來。綜上，本發明步態康復訓練機械人100可包括減重系統10、行走軌道助力系統20、功能電刺激系統30、以及視聽顯不系統40。其中，減重系統10可根據患者的傷病情況決定要減小的重量。行走軌道助力系統20可同時對患者的膝關節、髖關節、踝關節等進行訓練； 功能電刺激系統30可對腿部相關肌肉進行電刺激治療，形成腿部行走力量；視聽顯示系統 40以聲、像的形式表現相關訓練的參數信息。本發明步態康復訓練機械人100既適用于不完全癱瘓，有肌電信號的患者，通過肌電評測，肌電反饋刺激，并且模仿正常踝關節、膝關節和骨盆運行軌跡，進行主動的功能電刺激式的步態康復訓練。也可根據需要，實現以下三種步態康復訓練模式一、被動性的功能電刺激式的步態康復訓練，適合于完全癱瘓，無肌電信號，完全需要外來功能電刺激幫助的才能完成步行的患者。二、助力下的主動步態康復訓練，適合有一定的步行能力，部分需要足底助力幫助才能完成步行的患者。三、助力下的被動步態康復訓練，適合無步行能力，完全需要足底助力幫助才能完成步行的患者。在以上四種步態康復訓練模式中，主動的功能電刺激式的步態康復訓練模式和被動性的功能電刺激式的步態康復訓練模式，不但需要開啟功能電刺激系統，而且需要開啟電機帶動電機輪21 轉動和推桿22往復移動；助力下的主動步態康復訓練模式和助力下的被動步態康復訓練模式，不需要開啟功能電刺激系統，只需要開啟電機帶動電機輪21轉動和推桿22往復移動。可以理解，為了便于患者站上所述步態康復訓練機械人100，所述底板11上可開設固定輪椅的固定槽111，從而可將輪椅推至底板11上固定，方便患者站立與穿戴。以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種步態康復訓練機械人，包括減重系統以及行走軌道助力系統，減重系統包括底板、減重架、滑繩、電機以及吊帶結構，減重架與電機設置在底板上，吊帶結構設置在減重架上且通過滑繩連接，滑繩連接電機并通過電機控制吊帶結構的升降，其特征在于所述行走軌道助力系統包括電機輪、推桿、滑軌、腳套以及調節板，所述電機輪、滑軌以及調節板設置在底板上，且調節板相對底板傾斜，推桿一端連接電機輪，另一端與滑軌可滑動地配合，電機輪轉動帶動推桿在滑軌上往復滑動，腳套鉸接在推桿上，并且腳套的底部抵接調節板，使得推桿在帶動腳套滑動的同時，腳套沿調節板滑動而相對鉸接處轉動。
2.根據權利要求I所述的步態康復訓練機械人，其特征在于所述腳套底部的腳跟端鉸接推桿，腳套底部的腳尖端伸出有一抵持桿可滑動地抵觸在調節板板面上。
3.根據權利要求I所述的步態康復訓練機械人，其特征在于所述滑軌數量為二根，兩根滑軌平行地設置在底板上，所述調節板數量為一塊，調節板與滑軌平行地設置在二根滑軌之間，所述調節板包括板體及設置在板體底部的二支撐腳，該二支撐腳高度不同，使得調節板的板面相對底板表面傾斜。
4.根據權利要求I所述的步態康復訓練機械人，其特征在于所述電機輪包括盤體及兩凸柱，兩凸柱設置在盤體相對的盤面上并且分別鄰近盤體的圓周面，兩凸柱位于直徑方向的兩端位置，每一凸柱用于連接推桿的一端。
5.根據權利要求4所述的步態康復訓練機械人，其特征在于所述推桿包括桿部、兩環套及連接段，兩環套固設在桿部兩端，兩環套其中一個與所述凸柱連接，另一個用于配合腳套以與腳套鉸接，所述連接段固接在推桿的具有配合腳套鉸接的環套的一端，該連接段底端設置有滑套，以與滑軌配合。
6.根據權利要求I所述的步態康復訓練機械人，其特征在于所述減重架包括二支撐桿及連接在二支撐桿頂端之間的橫桿，所述橫桿上安裝有所述吊帶結構，所述二支撐桿上裝配有下軀干固定架，用以夾持定位人體的下軀干。
7.根據權利要求I所述的步態康復訓練機械人，其特征在于所述步態康復訓練機械人進一步包括功能電刺激系統，功能電刺激系統包括控制裝置、大腿刺激帶以及小腿刺激帶，控制裝置設置在減重架上，大腿刺激帶與小腿刺激帶插接在控制裝置上。
8.根據權利要求I所述的步態康復訓練機械人，其特征在于所述康復訓練機械人進一步包括視聽顯示系統，其電性連接所述減重系統、行走軌道助力系統與功能電刺激系統， 用以顯示減重系統、功能電刺激系統和行走軌道助力系統的相關參數信息。
9.一種步態康復訓練機械人，包括減重系統、功能電刺激系統，以及行走軌道助力系統，減重系統包括底板、減重架、滑繩、電機以及吊帶結構，減重架與電機設置在底板上，吊帶結構設置在減重架上且通過滑繩連接，滑繩連接電機并通過電機控制吊帶結構的升降， 其特征在于所述功能電刺激系統包括控制裝置、大腿刺激帶、以及小腿刺激帶，控制裝置設置在減重架上，大腿刺激帶與小腿刺激帶插接在控制裝置上；所述行走軌道助力系統包括電機輪、推桿、滑軌、腳套以及調節板，所述電機輪、滑軌以及調節板設置在底板上，且調節板相對底板傾斜，推桿一端連接電機輪，另一端與滑軌可滑動地配合，電機輪轉動帶動推桿在滑軌上往復滑動，腳套鉸接在推桿上，并且腳套的底部抵接調節板，使得推桿在帶動腳套滑動的同時，腳套沿調節板滑動而相對鉸接處轉動。
10.一種步態康復訓練機械人，其特征在于包括減重系統、行走軌道助力系統、功能電刺激系統、以及視聽顯示系統，減重系統減輕人體身軀自身重量對腿、足的壓力，減重系統包括減重架，減重架上設置有吊帶結構，功能電刺激系統裝配在減重架上，以用電刺激人體腿部，視聽顯示系統電性連接所述減重系統、行走軌道助力系統與功能電刺激系統，用于呈現減重系統、功能電刺激系統和行走軌道助力系統的相關參數信息，所述行走軌道助力系統包括電機輪、推桿、滑軌、腳套以及調節板，所述電機輪、滑軌以及調節板設置在底板上，且調節板相對底板傾斜，推桿一端連接電機輪，一端與滑軌可滑動地配合，電機輪轉動帶動推桿在滑軌上往復滑動，腳套鉸接在推桿上，并且腳套的底部抵接在調節板，使得電推桿在帶動腳套滑動同時，腳套沿調節板滑動而相對鉸接處轉動。
全文摘要
本發明公開一種步態康復訓練機械人，為幫助行走障礙患者康復行走的設備，包括減重系統以及行走軌道助力系統，減重系統包括底板、減重架、滑繩、電機以及吊帶結構，減重架與電機設置在底板上，吊帶結構設置在減重架上且通過滑繩連接，滑繩連接電機并通過電機控制吊帶結構的升降，所述行走軌道助力系統包括電機輪、推桿、滑軌、腳套以及調節板，所述電機輪、滑軌以及調節板設置在底板上，且調節板相對底板傾斜，推桿一端連接電機輪，另一端與滑軌可滑動地配合，電機輪轉動帶動推桿在滑軌上往復滑動，腳套鉸接在推桿上，并且腳套的底部抵接調節板，使得推桿在帶動腳套滑動的同時，腳套沿調節板滑動而相對鉸接處轉動。如此，可實現踝關節、膝關節同時進行康復訓練。
文檔編號A63B23/04GK102579229SQ201210053049
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者王俊華 申請人:王俊華