專利名稱：踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種患者康復訓練用器械。
背景技術：
醫(yī)學理論和實踐已經(jīng)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(jié)僵硬。近年來，康復訓練器對患者進行科學而又有效的康復訓練的方式表現(xiàn)出了越來越多的優(yōu)勢。及早開展康復訓練不僅能夠維持關節(jié)活動度、防止關節(jié)攣縮，而且能夠明顯提高患者運動功能的最終恢復程度。 其中被動運動訓練是肢體運動功能康復訓練療法中的一種基本方法?，F(xiàn)有的有關步態(tài)康復機器人一般通過大腿、小腿擺動和腳踝的轉動實現(xiàn)對人類步態(tài)的模擬，忽略了人類腳部跖骨關節(jié)在步態(tài)中的作用。一組完美的步態(tài)，必須允許患者能夠輕松地、長時間進行步行運動。在約占整個步態(tài)周期的60-65%的下肢接觸地面和承受重力的時間即支撐時相里，跖骨關節(jié)起到了非常重要的作用。在支撐相時間里，人體重心從腳跟移動到腳趾，足底力表現(xiàn)為為雙突峰曲線。在步態(tài)康復機器人中加入跖骨關節(jié)，一方面使得步態(tài)曲線更接近人類真實的步態(tài)曲線，另一方面可以使足底力符合雙突峰特征。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供用于下肢損傷患者的肌肉和關節(jié)功能訓練的踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，其特征是包括彎桿、 立式搖桿支柱、趾骨關節(jié)康復機構、連桿、底板、曲柄、力矩電機，立式搖桿支柱固定在底板的前端，力矩電機固定在底板的后端，彎桿的上端與立式搖桿支柱相連，彎桿的下端連接連桿，連桿與曲柄相連，曲柄連接力矩電機，趾骨關節(jié)康復機構與連桿相連，所述的彎桿、連桿、趾骨關節(jié)康復機構、曲柄均有兩個且對稱位于立式搖桿支柱兩側。本實用新型還可以包括1、所述的趾骨關節(jié)康復機構包括腳前板、長彈簧軸、滑輪、合頁、短彈簧軸、后腳板、直線軸承連接塊、滑塊、滑軌、滑軌支撐架，前腳板和后腳板通過合頁相連，前腳板底部安裝長彈簧軸，滑輪安裝在長彈簧軸的一端，后腳板底部安裝短彈簧軸，長彈簧軸和短彈簧軸通過彈簧相連，后腳板通過直線軸承連接塊連接滑塊，滑塊安裝在滑軌上，滑軌固定在滑軌支撐架上。2、還包括限位槽，限位槽的底部固定在底板上，限位槽的上部與趾骨關節(jié)康復機構的滑輪相配合。3、所述的底板為平面框架式結構。4、所述的前腳板和后腳板周邊固定防護框。5、所述的后腳板的底部安裝支承軸，趾骨關節(jié)康復機構通過支承軸與連桿相連。[0013]本實用新型的優(yōu)勢在于本實用新型結構簡單，使用方便，具有大腿、小腿、腳踝和跖骨四個關節(jié)驅動能力。適用于心腦血管疾病致癱和因意外事故等造成的下肢損傷患者做康復訓練，也可適用于步態(tài)畸形的患者。運動幅度、速度可根據(jù)患者實際情況改變，應用范圍廣。

圖1為本實用新型的三維圖；圖2為本實用新型的趾骨關節(jié)康復機構的三維圖1 ；圖3為本實用新型的趾骨關節(jié)康復機構的三維圖2 ；圖4為滑輪與滑槽剛接觸時的正視圖；圖5為前后腳踏板彎曲角度最大時的正視圖；圖6為合頁處的軌跡曲線。
具體實施方式
以下結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述結合圖1 6，一種踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)康復機構。趾骨關節(jié)康復機構主要為踏板式步態(tài)康復訓練器的腳踏板部分。踏板式步態(tài)康復訓練器主要結構包括底板、 左右2套成180°對稱布置的步態(tài)機構、左右2套對稱布置的踝關節(jié)運動機構、左右2套趾骨康復機構、位于機構后部的吊繩機構、位于前端的把手和前后分別固定于支柱和把手前軸的圍欄機構。其中，底板5為平面框架式結構，前端連接有立式搖桿支柱2，后端固定有力矩電機7。步態(tài)機構由力矩電機7、曲柄6、左右兩套曲柄連桿機構4、彎桿1和兩套趾骨關節(jié)康復機構3組成；力矩電機的減速器軸對稱，分別固連有成180°對稱的曲柄；彎桿1 一端與立式搖桿支柱2通過軸承鉸鏈連接，另一端與連桿4通過連接軸、軸承鉸鏈連接；連桿 4另一端鉸鏈連接于曲柄6 ；連桿4某個位置(本實施方式設定為四分之一處)與趾骨關節(jié)康復機構3鉸鏈連接。力矩電機與曲柄固連，力矩電機通過曲柄帶動連桿和搖桿擺動，進而帶動與連桿鉸鏈連接的、后端與直線軸承鉸鏈連接、前端與限位部分的滑槽相配合的腳踏板做平面運動，這樣來實現(xiàn)步態(tài)康復運動。趾骨關節(jié)康復機構，它是由前腳板部分、后腳板部分、支撐柱部分、位置限制部分、 彈簧拉回裝置組成前腳板和后腳板鉸接在一起構成轉動副。其特征是所述的前腳板部分主要為焊接成型的前腳板8，周邊固定著防護框；其底固定連接有長彈簧軸9 ；長彈簧軸9 一段有固定彈簧的凹槽，一端和滑輪10通過銷軸和軸承鉸鏈連接。所述的后腳板部分主要為焊接成型的后腳板16，其周邊固定著防護框；兩邊的防護框可以固定腳面綁帶；前腳板和后腳板通過合頁11鉸接在一起，合頁11通過緊定螺釘固定在前后腳踏板上，，前腳板與后腳板接觸部分為上為一定角度的斜角、下半部直角，以達到一個方向限位的目的。后腳踏板前部固定連接有短彈簧軸12 ；短彈簧軸12 —端有凹槽，通過凹槽長彈簧軸9和短彈簧軸 12通過彈簧相連，起到使腳踏板保持平面的作用；后腳板16下部通過緊定螺釘和耳朵17 固連；耳朵17和直線軸承連接塊18通過銷軸和軸承鉸鏈連接；直線軸承連接塊18與直線軸承的滑塊16固連；滑塊19套在滑軌20上。所述的直線軸承部分即為直線軸承的滑塊 19和滑軌20，后腳踏板的后側和直線軸承相連，來完成踝關節(jié)的運動軌跡。滑軌20前后分別通過緊釘螺釘固連在滑軌支撐架21上；滑軌支撐架21固連在機構的地板上。所述的支撐柱部分由通過軸承鉸鏈連接在一起的支撐塊13和支撐軸14組成。支承軸14 一側連接機構的連桿上。所述的位置限制部分是由焊接在一起的位置限定槽和支撐架組成的限位槽 15，限位槽15的支架底部與機構的底板5通過緊定螺釘固連，限位槽15的位置限定槽與滑輪10相配合，在腳踏板達到限定位置時與其相接處配合，滑輪接觸滑槽，在滑槽中運動，使前腳踏板繞著合頁的軸線運動，這樣使前腳踏板8和后腳踏板16成一定的微小角度，達到趾骨關節(jié)在支撐期的彎曲效果；位置限定槽的槽面成一定的角度，以達到真實的體現(xiàn)趾骨彎曲的角度。如圖4、5、6所示為趾骨關節(jié)康復裝置在趾骨關節(jié)處動作的正視圖。前腳板和后腳板通過合頁11鉸接在一起，合頁11通過緊定螺釘固定在前后腳踏板上，前腳板與后腳板接觸部分為上為一定角度的斜角、下半部直角，以達到一個方向限位的目的。限位槽15的位置限定槽與滑輪10相配合，趾骨關節(jié)正好與合頁的中心線對其，在腳踏板達到限定位置時與其相接處配合，滑輪接觸滑槽，在滑槽中運動，使前腳踏板繞著合頁的軸線運動，這樣使前腳踏板8和后腳踏板16成一定的微小角度，這樣因為趾骨關節(jié)正好與腳踏板彎曲的軸線相對其，從而帶動了趾骨關節(jié)運動。圖6中的ACB為趾骨關節(jié)動作范圍，這段范圍前腳踏板與后腳踏板以折頁中線彎曲，有角度，并隨著機構的動作而變化，BA即為上半橢圓前后腳踏板在同一直線上，沒有角度其中A處即為滑輪剛接觸滑槽時的位置(圖4) ；B處為滑槽與滑輪接觸式前后腳踏板發(fā)生最大角度時的位置(圖5)；本實用新型工作時，上位機將預先給定的步態(tài)數(shù)據(jù)轉變成控制信號控制力矩電機的轉動，進而帶動患者下注相對應關節(jié)的轉動。當患者進行步態(tài)康復訓練時，整個擺動相和支撐相的早期(腳跟著地到跖骨著地)，預緊彈簧使得前腳板和后腳板處于同一平面上。此階段足底力主要集中在腳跟處。在支撐相中期(腳跟離地到另一側腳跟著地)前腳板相對于地面保持水平，與后腳板發(fā)生相對轉動且夾角由180°變到極小值。角度變化值是通過位置限定槽的傾斜角度來改變的，以達到正常人步行時支撐期趾骨的彎曲角度。此階段腳跟處足底力變小，同時跖骨處足底力增大到極大值。在支撐相末期(至足趾離地前)前腳板由相對于地面的水平位置轉變?yōu)榕c后腳板處于同一平面。與后腳板相對夾角由極小值變?yōu)?180°。此階段人體重心由一側足底轉向另一側足底，跖骨處足底力變小，另一側腳跟處足底力增大。整個步態(tài)周期中，整體機構的連桿帶動腳踏板進行步態(tài)的軌跡運動，后腳踏板的后部與滑塊相連，使得腳踏板繞著支承軸上下擺動，改變步態(tài)周期中后腳踏板與地面的夾角以達到踝骨關節(jié)的步態(tài)運動。
權利要求1.踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，其特征是包括彎桿、立式搖桿支柱、 趾骨關節(jié)康復機構、連桿、底板、曲柄、力矩電機，立式搖桿支柱固定在底板的前端，力矩電機固定在底板的后端，彎桿的上端與立式搖桿支柱相連，彎桿的下端連接連桿，連桿與曲柄相連，曲柄連接力矩電機，趾骨關節(jié)康復機構與連桿相連，所述的彎桿、連桿、趾骨關節(jié)康復機構、曲柄均有兩個且對稱位于立式搖桿支柱兩側。
2.根據(jù)權利要求1所述的踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，其特征是所述的趾骨關節(jié)康復機構包括腳前板、長彈簧軸、滑輪、合頁、短彈簧軸、后腳板、直線軸承連接塊、滑塊、滑軌、滑軌支撐架，前腳板和后腳板通過合頁相連，前腳板底部安裝長彈簧軸， 滑輪安裝在長彈簧軸的一端，后腳板底部安裝短彈簧軸，長彈簧軸和短彈簧軸通過彈簧相連，后腳板通過直線軸承連接塊連接滑塊，滑塊安裝在滑軌上，滑軌固定在滑軌支撐架上。
3.根據(jù)權利要求2所述的踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，其特征是還包括限位槽，限位槽的底部固定在底板上，限位槽的上部與趾骨關節(jié)康復機構的滑輪相配I=I ο
4.根據(jù)權利要求3所述的踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，其特征是所述的底板為平面框架式結構。
5.根據(jù)權利要求4所述的踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，其特征是所述的前腳板和后腳板周邊固定防護框。
6.根據(jù)權利要求5所述的踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，其特征是所述的后腳板的底部安裝支承軸，趾骨關節(jié)康復機構通過支承軸與連桿相連。
專利摘要本實用新型的目的在于提供踏板式步態(tài)康復訓練器趾骨關節(jié)的康復機構，包括彎桿、立式搖桿支柱、趾骨關節(jié)康復機構、連桿、底板、曲柄、力矩電機，立式搖桿支柱固定在底板的前端，力矩電機固定在底板的后端，彎桿的上端與立式搖桿支柱相連，彎桿的下端連接連桿，連桿與曲柄相連，曲柄連接力矩電機，趾骨關節(jié)康復機構與連桿相連，所述的彎桿、連桿、趾骨關節(jié)康復機構、曲柄均有兩個且對稱位于立式搖桿支柱兩側。本實用新型結構簡單，使用方便，具有大腿、小腿、腳踝和跖骨四個關節(jié)驅動能力。適用于心腦血管疾病致癱和因意外事故等造成的下肢損傷患者做康復訓練，也可適用于步態(tài)畸形的患者。運動幅度、速度可根據(jù)患者實際情況改變，應用范圍廣。
文檔編號A61H1/02GK202128671SQ20112020170
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權日2011年6月15日
發(fā)明者劉欣, 張立勛, 彭浩宸 申請人:哈爾濱工程大學