本實用新型涉及保健器械領(lǐng)域，尤其涉及一種下肢多功能輔助康復(fù)儀。

背景技術(shù)：

隨著癱瘓病人、植物人、不能行走的老年人等缺乏自主運動能力的人口的急劇增長，康復(fù)性電子設(shè)備取代人力輔助康復(fù)訓(xùn)練成為人們持續(xù)關(guān)注的焦點，現(xiàn)市場主要有假肢、按摩椅等產(chǎn)品存在，但此類產(chǎn)品或針對于截肢卻不癱瘓的患者，或針對于工作疲勞的健康人，并不能應(yīng)用在無法自主行動的病患身上，也不能達到活動關(guān)節(jié)，拉伸肌肉以防肌肉萎縮的目的。

另外現(xiàn)市場還存在一些能進行簡單腿部運動的機械，如CN201510494629.0專利公開了一種下肢運動康復(fù)儀，通過推拉桿進行外力推動使兩端鉸接的前托架和后托架的中部連接位置向上頂起，前托架前端后退，從而使得大腿和小腿在膝蓋處彎折而產(chǎn)生屈伸運動。此實用新型雖然能活動膝關(guān)節(jié)，但不能使大腿、小腿擺動，活動范圍窄，達不到防止肌肉萎縮的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對目前輔助病患進行腿部運動的現(xiàn)狀，本實用新型針對癱瘓病人、植物人、不能行走的老年人等缺乏自主運動能力的病患，提供一種下肢多功能輔助康復(fù)儀，用以替代人工做腿部拉伸訓(xùn)練、防止肌肉萎縮或進行康復(fù)運動，使病患的下肢被動運動。

(待權(quán)利要求確定后補充)

本實用新型的有益效果：

基于下肢腿部結(jié)構(gòu)設(shè)計了可伸縮的大小腿臂，用以保證病患的腿部支撐需求；可透氣柔軟的按摩加熱軟墊保證病患腿部的舒適性；采用萬向節(jié)增強其運動的靈活性，提高運動效率。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，體積小，操作簡便，方便患者使用，同時也降低了使用成本。

附圖說明

圖1為本實用新型下肢多功能輔助康復(fù)儀的立體示意圖；

圖2為本實用新型的控制系統(tǒng)關(guān)系示意圖；

圖3為本實用新型的控制方法流程圖；

圖4為本實用新型的控制面板模塊示意圖。

其中：

1‐大腿臂、2‐連接塊、3‐小腿臂、4‐連桿、5‐軸承、6‐軸承座、7‐底座、8‐推桿a、9‐推桿b、10‐電機、11‐電機底座、12‐萬向節(jié)、13‐U形槽。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本申請的技術(shù)方案，以下通過實施例并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

本實施例的下肢多功能輔助康復(fù)儀，為滿足腿部運動規(guī)律的要求，包括大腿臂1、連接塊2、小腿臂3、連桿4、軸承5、軸承座6、底座7、推桿a8、推桿b9、電機10、電機底座11和萬向節(jié)12，如圖1所示，大腿臂1一端通過連接塊2與小腿臂3連接，另一端與連桿4相連，連桿4兩端設(shè)有軸承5，通過軸承5大腿臂1可圍繞連桿4擺動，軸承5安裝在軸承座6上，軸承座6固定設(shè)置在底座7上，底座7為長槽形結(jié)構(gòu)，主要用于支撐整個結(jié)構(gòu)以及使整個運動儀器形成一個整體；在大腿臂1和小腿臂3下方分別設(shè)有推桿a8和推桿b9，在推桿a8、推桿b9底部分別連接有電機10，通過控制電機10驅(qū)動推桿a8、推桿b9的伸縮運動，進而帶動大腿臂1、小腿臂3上下擺動，電機10與電機底座11固定連接，電機底座11置于底座7上，并可在底座7上往復(fù)滑動，推桿a8、推桿b9分別通過萬向節(jié)12與大腿臂1、小腿臂3以及電機10連接，以此提高結(jié)構(gòu)的靈活性，提高運動效率，萬向節(jié)12可采用十字萬向節(jié)結(jié)構(gòu)；大腿臂1和小腿臂3基于下肢腿部結(jié)構(gòu)采用可伸縮桿件，可增強結(jié)構(gòu)適應(yīng)性。另外在大腿臂1和小腿臂3上還可分別固定設(shè)置用于腿部支撐的U形槽13，并在U形槽13表面鋪上一層軟質(zhì)可透氣的按摩加熱軟墊，以保證運動過程中使用者腿部的舒適性以及穩(wěn)定性。該裝置可采用不銹鋼材料制作，在一定程度減輕裝置重量。

本例中的康復(fù)儀可通過控制系統(tǒng)控制電機，如圖2所示，控制系統(tǒng)包括微處理器MCU、傳感器檢測、控制面板、LCD液晶屏。該控制系統(tǒng)是本康復(fù)儀的核心控制部分，由微處理器MCU核心處理集成系統(tǒng)，起數(shù)據(jù)處理以及控制的作用，啟動微處理器MCU以及其他功能模塊，并通過手動按鍵輸入或者記憶存儲參數(shù)且通過LCD液晶屏顯示數(shù)據(jù)，通過電機控制推桿a、b的伸縮運動，帶動大小腿臂從而實現(xiàn)指定運動動作。

微處理器MCU通過程序代碼實現(xiàn)對傳感器檢測的信息采集以及算法控制、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時控制、實現(xiàn)實時控制機械結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)對來自控制面板的信息的處理、實現(xiàn)數(shù)據(jù)在LCD液晶屏的快速顯示。總而言之，微處理器MCU通過程序代碼實時處理各個模塊反饋的信息并及時發(fā)送命令。

傳感器檢測包括心率、血壓、體溫、溫濕度、有毒氣體、陀螺儀等傳感器，傳感器檢測將采集到的信號周期性的反饋給微處理器MCU，并對參數(shù)實時監(jiān)控與分析，用以實現(xiàn)調(diào)節(jié)運動參數(shù)或報警的目的。上述傳感器都有成品模塊，并且價格低廉，數(shù)據(jù)可靠。

控制面板主要由按鍵與撥碼開關(guān)組成，通過指定按鍵可單獨控制大腿臂1和小腿臂3擺動、設(shè)定運動時間及大小腿臂擺動角度，也可通過撥碼開關(guān)控制振動按摩、軟墊加熱、運動速度、運動模式的設(shè)定，該控制面板對設(shè)定的運動參數(shù)有可記憶功能，以便在反復(fù)使用中簡化設(shè)置操作。該控制面板固定在儀器邊，在人體運動時可觸及的地方，以便使用者對儀器隨時進行控制。

LCD液晶屏與控制面板固定連接，使用者可實時從LCD液晶屏查看各傳感器實時反饋的數(shù)據(jù)以及自己設(shè)定的參數(shù)。

或者本例中的康復(fù)儀還可通過手機APP進行參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)顯示，如圖2所示，手機APP是基于MIT APP INVENTOR開發(fā)平臺線上開發(fā)，通過自帶藍牙功能的手機安裝自制手機APP預(yù)設(shè)參數(shù)或者記憶存儲參數(shù)，且微處理器MCU帶有藍牙連接模塊。該手機APP的控制界面包括藍牙連接按鈕、大小腿臂單獨運動控制按鈕、大小腿臂運動模式、角度、時間、速度的參數(shù)設(shè)定按鈕、振動按摩、軟墊加熱以及儀器啟停等按鈕，通過藍牙連接按鈕微處理器MCU實現(xiàn)與手機APP的藍牙通信以及數(shù)據(jù)的實時控制。該手機APP可以在一定范圍內(nèi)(距離儀器10米以內(nèi))自由控制儀器運動，實現(xiàn)心率、血壓、體溫、溫濕度、有毒氣體、機械運動時間、運動角度、運動速度等參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)顯示與報警，該手機APP對設(shè)定的運動參數(shù)有可記憶功能，以便在反復(fù)使用中簡化設(shè)置操作。

進一步的，微處理器MCU系統(tǒng)板中設(shè)有集成LED燈顯示或者蜂鳴器報警，通過LED燈或蜂鳴器可在心率測試時直觀感受使用者心跳，以及運動時間提示、環(huán)境溫濕度警戒、有毒氣體警戒等。

該控制系統(tǒng)元件數(shù)少，各元件的功耗、抗干擾及系統(tǒng)成本都得以大幅度改善。另外如果該控制系統(tǒng)需要改善功能時，原有系統(tǒng)不需要很大的改變，修改軟件和小量的硬件即可完成，可靈活的擴展功能。

上述控制系統(tǒng)按圖3所示流程控制該康復(fù)儀動作，控制方法如下：

微處理器MCU完成各種初始化動作。

微處理器MCU檢測是否有按鍵按下，若有按鍵按下，便判斷該按鍵傳遞的是什么信息，并對應(yīng)做出處理與執(zhí)行相應(yīng)的控制與現(xiàn)實程序代碼，否則繼續(xù)判斷是否有按鍵按下。

微處理器MCU檢測是否有藍牙連接，若有藍牙連接，便判斷手機APP傳遞的是什么信息，并對應(yīng)做出處理與執(zhí)行相應(yīng)的控制與現(xiàn)實程序代碼，否則繼續(xù)判斷是否有藍牙連接。

微處理器MCU檢測參數(shù)設(shè)定是否完成，若參數(shù)設(shè)定完成，則判斷是否啟動運動，若啟動，則機械結(jié)構(gòu)開始動作，若不啟動，則機械結(jié)構(gòu)不動作。

微處理器MCU實時收集傳感器反饋的信號，并對傳感器信號做相應(yīng)的處理，并判斷相應(yīng)的傳感器數(shù)值是否超標(biāo)，若超標(biāo)則做相應(yīng)的報警提示，若不超標(biāo)則繼續(xù)檢測是否超標(biāo)。

下面通過控制面板的操作說明闡述該康復(fù)儀可實現(xiàn)的運動模式?？刂泼姘?見圖4)由6個按鍵、8個撥碼開關(guān)組成，可實現(xiàn)運動模式設(shè)定、速度設(shè)定、運動時間設(shè)定、大小腿運動角度范圍設(shè)定等功能。

程序控制撥碼開關(guān)說明：

1)撥碼1、2控制運動模式

模式零(手動控制大小腿擺動)：撥碼1斷開、撥碼2斷開

模式一(小腿上下擺動循環(huán)運動)：撥碼1閉合、撥碼2斷開

模式二(大腿擺動循環(huán)運動)：撥碼1斷開、撥碼2閉合

模式三(大小腿同步循環(huán)運動)：撥碼1閉合、撥碼2閉合

2)撥碼3、4控制振動按摩功能啟停

小腿振動按摩開啟/關(guān)閉：撥碼3閉合/斷開

大腿振動按摩開啟/關(guān)閉：撥碼4閉合/斷開

3)撥碼5、6控制小腿運動速度，撥碼7、8控制大腿運動速度

小腿運動速度：

1檔：撥碼5斷開、撥碼6斷開

2檔：撥碼5閉合、撥碼6斷開

3檔：撥碼5斷開、撥碼6閉合

4檔：撥碼5閉合、撥碼6閉合

大腿運動速度：

1檔：撥碼7斷開、撥碼8斷開

2檔：撥碼7閉合、撥碼8斷開

3檔：撥碼7斷開、撥碼8閉合

4檔：撥碼7閉合、撥碼8閉合

四個運動模式具體情況如下：

1)、模式零(大小腿運動的單獨控制)：

(1)撥碼1斷開、撥碼2斷開，程序進入模式零代碼運行部分；

(2)長按大腿上擺、長按大腿下擺按鍵，不斷給微處理器MCU傳輸大腿上、下擺的信號，循環(huán)進入執(zhí)行大腿擺動的代碼，實現(xiàn)大腿上下擺動，同理，可實現(xiàn)手動控制小腿運動；

(3)在此模式下可以任意控制大小腿擺動以及擺動的速度。

2)、模式一(小腿擺動及循環(huán)運動)：

(1)撥碼1閉合、撥碼2斷開，程序進入模式一代碼運行部分；

(2)任意按下大腿上擺或下擺按鍵，大腿上擺或下擺按鍵不斷給微處理器MCU傳輸大腿上、下擺的信號，將大腿調(diào)整至合適的大腿支撐位置；

(3)任意調(diào)整小腿角度+按鍵或小腿角度-按鍵，不斷給微處理器MCU傳輸小腿角度擺動數(shù)值，設(shè)定合適的擺動角度范圍；

(4)任意按下運動時間+-鍵即可向微處理器MCU發(fā)送時間設(shè)定控制信號(或不設(shè)定)；

(5)按下啟動鍵即可開啟運動模式一，小腿上下擺動，直至?xí)r間到(或一直循環(huán)至手動按下停止鍵)；

(6)在任意時刻可控制大小腿臂運動速度。

3)、模式二(大腿擺動及循環(huán)運動)：

(1)撥碼2閉合、撥碼1斷開，程序進入模式二代碼運行部分；

(2)任意按下小腿上擺或下擺按鍵，小腿上擺或下擺按鍵不斷給微處理器MCU傳輸小腿上、下擺的信號，將小腿調(diào)整至合適的小腿支撐位置；

(3)任意調(diào)整大腿角度+按鍵或大腿角度-按鍵，不斷給微處理器MCU傳輸大腿角度擺動數(shù)值，設(shè)定合適的擺動角度范圍；

(4)任意按下運動時間+-鍵即可向微處理器MCU發(fā)送時間設(shè)定控制信號調(diào)整所需時間(或不設(shè)定)；

(5)按下啟動鍵即可開啟運動模式二，大腿上下擺動，直至?xí)r間到(或一直循環(huán)至手動按下停止鍵)；

(6)在任意時刻可控制大小腿臂運動速度。

4)、模式三：(大小腿同步循環(huán)運動)

在此運動模式下，大腿和小腿之間的夾角將保持基本不變。

(1)撥碼1閉合、撥碼2閉合，進入模式三程序代碼運行部分；

(2)任意調(diào)整大(小)腿角度+按鍵或大(小)腿角度-按鍵，不斷給微處理器MCU傳輸大小腿角度擺動數(shù)值，設(shè)定合適的大小腿擺動角度范圍；

(3)任意按下運動時間+-鍵即可向微處理器MCU發(fā)送時間設(shè)定控制信號調(diào)整所需時間(或不設(shè)定)；

(4)按下啟動鍵即可開啟運動模式三，大小腿同步上下擺動直至?xí)r間到(或一直循環(huán)至手動按下停止鍵)；

(5)在任意時刻可控制大小腿臂運動速度。

當(dāng)控制面板或手機APP對應(yīng)按鍵被按下時，機械結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生相應(yīng)的動作，且當(dāng)切換至大小腿擺動及循環(huán)運動的三種可調(diào)自動控制模式時，機械結(jié)構(gòu)將會自主運動，且在運動功能設(shè)置的過程中，可啟動振動按摩功能。同時所集成的各類傳感器也將實時的將信號反饋給微處理器MCU，微處理器MCU將發(fā)送執(zhí)行相應(yīng)的命令。此儀器操作更簡單靈活方便。

雖然上面結(jié)合本實用新型的優(yōu)選實施例對本實用新型的原理進行了詳細的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實施例僅僅是對本實用新型的示意性實現(xiàn)方式的解釋，并非對本實用新型包含范圍的限定。實施例中的細節(jié)并不構(gòu)成對本實用新型范圍的限制，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術(shù)方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本實用新型保護范圍之內(nèi)。