本發(fā)明涉及醫(yī)療康復器械，尤其涉及一種小腿驅(qū)動型下肢康復訓練裝置。

背景技術：

由于疾病或運動損傷造成的下肢運動障礙的患者很多,恢復獨立行走能力是康復治療努力的首要目標。由于腦的可塑性，醫(yī)學上通常是通過進行重復的、特定任務的訓練讓患者進行足夠的重復性活動。從而使重組中的大腦皮質(zhì)通過深刻的體驗來學習和儲存正確的運動模式。這種方法已取得良好的臨床效果，在過去年里，平板步行訓練和步態(tài)訓練器訓練的治療方法已被引入成為神經(jīng)康復方法，在神經(jīng)康復臨床得以大量使用。

目前于下肢訓練的器械大多都只是腳底驅(qū)動和關節(jié)驅(qū)動型，商業(yè)化的步態(tài)下肢康復機器人有英國MikeTopping公司1987年研制的Handy1。其次另一種成功進入市場的康復機器人是荷蘭Exact Dynamics公司開發(fā)的MANUS康復機器人，美國的NUSTEP康復器、德國的THERA.Vital智能康復訓練機器人，瑞士的WORTEC公司研發(fā)的MOTINMAKER，所有這類機器人采用關節(jié)驅(qū)動模式。另外一種斜床減重下肢康復訓練裝置，采用臥式減重可以很好的解決重病患者的初期康復，其驅(qū)動方式采用腳底驅(qū)動，可以實現(xiàn)運動訓練和關節(jié)訓練，

然而，腳底驅(qū)動型下肢的運動受到直線驅(qū)動運動的限制,無法實現(xiàn)空間運動訓練，無法模擬步態(tài)運動。關節(jié)驅(qū)動型適用于下肢骨科患者手術后的關節(jié)功能恢復訓練，對于屬于球鉸關節(jié)的下肢膝關節(jié)來說，也無法精確模擬步態(tài)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種小腿驅(qū)動型下肢康復訓練裝置，按照設定的軌跡進行下肢步態(tài)訓練，能實現(xiàn)下肢關節(jié)能的復合運動。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：一種小腿驅(qū)動型下肢康復訓練裝置，主要包括底座以及分別安裝在底座上的坐式-站式變換機構(gòu)、兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)、軀干支撐機構(gòu)和上肢支撐結(jié)構(gòu)；其中，坐式-站式變換機構(gòu)可在坐式和站式兩種結(jié)構(gòu)之間變換，提供坐式或站式兩種訓練姿態(tài)，兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)對稱設置在坐式-站式變換機構(gòu)的前方兩側(cè)，并分別與坐式-站式變換機構(gòu)活動相連，提供驅(qū)動兩小腿運動的動力和訓練軌跡，軀干支撐機構(gòu)提供軀干支撐，上肢支撐結(jié)構(gòu)提供上肢支撐。

所述坐式-站式變換機構(gòu)包括電動升降臺、坐墊支撐架、坐墊、靠背和變換機構(gòu)；電動升降臺安裝在底座上可升降，坐墊支撐架固定在電動升降臺上，坐墊與坐墊支撐架活動相連，變換機構(gòu)連接在坐墊支撐架與坐墊之間，可將坐墊由水平狀態(tài)變換為豎直狀態(tài)，靠背與變換機構(gòu)活動相連，在坐墊兩側(cè)分別設有用于與兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)活動相連的機械腿支架。

所述坐墊支撐架包括底板、坐墊支架和兩個支撐柱；坐墊支架連接在底板的前部，兩個支撐柱分別連接在底板的后部；所述坐墊與坐墊支架可轉(zhuǎn)動相連；所述變換機構(gòu)包括電動推桿和四連桿運動副，電動推桿活動連接在底板與坐墊之間，靠背上安裝有靠背連桿，四連桿運動副活動連接在坐墊支架與靠背連桿之間。

所述兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)的結(jié)構(gòu)對稱相同，各包括機械腿和機械腿驅(qū)動機構(gòu)，機械腿驅(qū)動機構(gòu)安裝在底座上，機械腿與機械腿驅(qū)動機構(gòu)活動相連并可在機械腿驅(qū)動機構(gòu)的作用下作上下前后兩維運動，機械腿上端與坐式-站式變換機構(gòu)中的機械腿支架活動相連。

所述機械腿包括大腿機構(gòu)和小腿機構(gòu)，大腿機構(gòu)與小腿機構(gòu)活動連接；所述大腿機構(gòu)包括大腿連桿、大腿推桿和大腿長度調(diào)節(jié)旋鈕，大腿連桿上端與坐式-站式變換機構(gòu)中的機械腿支架活動相連，大腿推桿的下端與小腿機構(gòu)活動連接；大腿連桿與大腿推桿之間活動套接相連，并通過大腿長度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)整個大腿機構(gòu)的長度；所述小腿機構(gòu)包括腳踏板、小腿連桿、小腿推桿、小腿長度調(diào)節(jié)機構(gòu)和膝關節(jié)罩，小腿連桿安裝在腳踏板上，小腿推桿與小腿連桿活動套接相連，并通過小腿長度調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)整個小腿機構(gòu)的長度；膝關節(jié)罩與小腿連桿固定相連，小腿推桿上端與大腿推桿活動相連，小腿連桿的上端與機械腿驅(qū)動機構(gòu)活動傳動相連，使整個機械腿實現(xiàn)功能運動。

所述機械腿驅(qū)動機構(gòu)包括水平驅(qū)動機構(gòu)和豎直驅(qū)動機構(gòu)；水平驅(qū)動機構(gòu)包括支座，水平絲桿固定臺、水平絲桿、水平絲桿滑塊和水平絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)；支座安裝在底座上，水平絲桿固定臺連接在支座上，水平絲桿連接在水平絲桿固定臺上，水平絲桿滑塊套裝在水平絲桿上可沿水平絲桿前后移動，水平絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)連接在水平絲桿固定臺后端，通過步進電機與水平絲桿傳動相連帶動水平絲桿轉(zhuǎn)動；豎直驅(qū)動機構(gòu)包括豎直絲桿固定臺、豎直絲桿、豎直絲桿滑塊和豎直絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)，豎直絲桿固定臺與水平絲桿滑塊固定連接，豎直絲桿滑塊套裝在豎直絲桿上可沿豎直絲桿上下移動，豎直絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)連接在豎直絲桿固定臺上端，通過步進電機與豎直絲桿傳動相連帶動豎直絲桿轉(zhuǎn)動；通過調(diào)節(jié)水平驅(qū)動機構(gòu)和豎直驅(qū)動機構(gòu)的步進電機可實現(xiàn)豎直絲桿滑塊在水平方向和豎直方向的兩維運動，進而實現(xiàn)機械腿的兩維運動。

所述軀干支撐機構(gòu)包括支撐桿、背帶扣、軀干背心和背帶；支撐桿安裝在底板上，背帶扣安裝在支撐桿上，背帶與軀干背心連成一體并與背帶扣活扣連接。

所述上肢支撐結(jié)構(gòu)包括兩豎直支撐桿、兩水平支撐桿、手扶板和兩U形扶手；兩豎直支撐桿分別安裝在底板上，兩水平支撐桿分別連接在兩豎直支撐桿上并可上下調(diào)節(jié)，手扶板放置在兩水平支撐桿上，兩U形扶手分別安裝在手扶板的兩側(cè)。

本發(fā)明可實現(xiàn)人體坐位姿勢和站立姿勢下的下肢康復訓練，提供小腿驅(qū)動式訓練動力和訓練軌跡。

本發(fā)明將驅(qū)動機構(gòu)放置在小腿部位，對于屬于球鉸關節(jié)的下肢膝關節(jié)，可精確模擬空間步態(tài)的訓練。

附圖說明

圖1為本發(fā)明小腿驅(qū)動型下肢康復訓練裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、圖3為本發(fā)明中的坐式-站式變換機構(gòu)的機構(gòu)示意圖，其中，圖2為坐式，圖3為站式；

圖4、圖5、圖6為本發(fā)明中的小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖4為整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為機械腿驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為機械腿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7、圖8為為本發(fā)明中的軀干支撐機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明中的上肢支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10、圖11為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖，其中，圖10為坐式，圖11為站式(均未畫出軀干支撐機構(gòu))。

具體實施方式

參見圖1，本發(fā)明的小腿驅(qū)動型下肢康復訓練裝置，主要包括底座1以及分別安裝在底座上的坐式-站式變換機構(gòu)2、兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)3、軀干支撐機構(gòu)4和上肢支撐結(jié)構(gòu)5；其中，坐式-站式變換機構(gòu)可在坐式和站式兩種結(jié)構(gòu)之間變換，提供坐式或站式兩種訓練姿態(tài)，兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)對稱設置在坐式-站式變換機構(gòu)的前方兩側(cè)，并分別與坐式-站式變換機構(gòu)活動相連，提供驅(qū)動兩小腿運動的動力和訓練軌跡，軀干支撐機構(gòu)提供軀干支撐，上肢支撐結(jié)構(gòu)提供上肢支撐。

參見圖2、圖3，本發(fā)明中的坐式-站式變換機構(gòu)2包括電動升降臺21、坐墊支撐架22、坐墊23、靠背24和變換機構(gòu)；電動升降臺21安裝在底座1上可升降，坐墊支撐架22固定在電動升降臺上，坐墊23與坐墊支撐架活動相連，變換機構(gòu)連接在坐墊支撐架與坐墊之間，可將坐墊由水平狀態(tài)變換為豎直狀態(tài)，靠背與變換機構(gòu)活動相連，在坐墊兩側(cè)分別設有用于與兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)活動相連的機械腿支架25。其中的坐墊支撐架22包括底板221、坐墊支架222和兩個支撐柱223；坐墊支架連接在底板的前部，兩個支撐柱分別連接在底板的后部；坐墊與坐墊支架可轉(zhuǎn)動相連；變換機構(gòu)包括電動推桿26和四連桿運動副27，電動推桿活動連接在底板與坐墊之間，靠背上安裝有靠背連桿28，四連桿運動副活動連接在坐墊支架與靠背連桿之間。

參見圖4、圖5、圖6，配合參見圖1，本發(fā)明中的兩組小腿驅(qū)動訓練機構(gòu)3的結(jié)構(gòu)對稱相同，各包括機械腿31和機械腿驅(qū)動機構(gòu)32，機械腿驅(qū)動機構(gòu)32安裝在底座1上，機械腿與機械腿驅(qū)動機構(gòu)活動相連并可在機械腿驅(qū)動機構(gòu)的作用下作上下前后兩維運動，機械腿上端與坐式-站式變換機構(gòu)中的機械腿支架活動相連。其中，機械腿31包括大腿機構(gòu)和小腿機構(gòu)，大腿機構(gòu)與小腿機構(gòu)活動連接；大腿機構(gòu)包括大腿連桿311、大腿推桿312和大腿長度調(diào)節(jié)旋鈕313，大腿連桿上端與坐式-站式變換機構(gòu)中的機械腿支架活動相連，大腿推桿的下端與小腿機構(gòu)活動連接；大腿連桿與大腿推桿之間活動套接相連，并通過大腿長度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)整個大腿機構(gòu)的長度。小腿機構(gòu)包括腳踏板314、小腿連桿315、小腿推桿316、小腿長度調(diào)節(jié)機構(gòu)317和膝關節(jié)罩318，小腿連桿安裝在腳踏板上，小腿推桿與小腿連桿活動套接相連，并通過小腿長度調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)整個小腿機構(gòu)的長度；膝關節(jié)罩與小腿連桿固定相連，小腿推桿上端與大腿推桿活動相連，小腿連桿的上端與機械腿驅(qū)動機構(gòu)活動傳動相連，使整個機械腿實現(xiàn)功能運動。機械腿驅(qū)動機構(gòu)32包括水平驅(qū)動機構(gòu)和豎直驅(qū)動機構(gòu)；水平驅(qū)動機構(gòu)包括支座321，水平絲桿固定臺322、水平絲桿323、水平絲桿滑塊324和水平絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)325；支座安裝在底座上，水平絲桿固定臺連接在支座上，水平絲桿連接在水平絲桿固定臺上，水平絲桿滑塊套裝在水平絲桿上可沿水平絲桿前后移動，水平絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)連接在水平絲桿固定臺后端，通過步進電機與水平絲桿傳動相連帶動水平絲桿轉(zhuǎn)動；豎直驅(qū)動機構(gòu)包括豎直絲桿固定臺326、豎直絲桿327、豎直絲桿滑塊328和豎直絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)329，豎直絲桿固定臺與水平絲桿滑塊固定連接，豎直絲桿滑塊套裝在豎直絲桿上可沿豎直絲桿上下移動，豎直絲桿電動驅(qū)動機構(gòu)連接在豎直絲桿固定臺上端，通過步進電機與豎直絲桿傳動相連帶動豎直絲桿轉(zhuǎn)動；通過調(diào)節(jié)水平驅(qū)動機構(gòu)和豎直驅(qū)動機構(gòu)的步進電機可實現(xiàn)豎直絲桿滑塊在水平方向和豎直方向的兩維運動，進而實現(xiàn)機械腿的兩維運動。

參見圖7、圖8，配合參見圖1，本發(fā)明中的軀干支撐機構(gòu)4包括支撐桿41、背帶扣42、軀干背心43和背帶44；支撐桿安裝在底板上，背帶扣安裝在支撐桿上，背帶與軀干背心連成一體并與背帶扣活扣連接。

參見圖9，配合參見圖1，本發(fā)明中的上肢支撐結(jié)構(gòu)5包括兩豎直支撐桿51、兩水平支撐桿52、手扶板53和兩U形扶手54；兩豎直支撐桿分別安裝在底板上，兩水平支撐桿分別連接在兩豎直支撐桿上并可上下調(diào)節(jié)，手扶板放置在兩水平支撐桿上，兩U形扶手分別安裝在手扶板的兩側(cè)。

圖10、圖11為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖，其中，圖10為坐式，圖11為站式(均未畫出軀干支撐機構(gòu))。