本發(fā)明涉及醫(yī)療康復(fù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種移動式康復(fù)訓(xùn)練裝置。

背景技術(shù)：

目前，由于老年化的加劇和偏癱患者對行走能力的渴望，下肢的康復(fù)醫(yī)療現(xiàn)已成為現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域的新的發(fā)展模式，在醫(yī)學(xué)界、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域被廣泛關(guān)注。但下肢康復(fù)醫(yī)療在國際上的研究局限于實(shí)驗(yàn)室的研究，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品甚少。

康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人打破了傳統(tǒng)的一對一的輔助治療模式，不僅將醫(yī)師從醫(yī)師從繁重、反復(fù)的訓(xùn)練任務(wù)中解脫出來使其更加專注于治療方案的改進(jìn)，而且使得集中康復(fù)醫(yī)療和遠(yuǎn)程康復(fù)醫(yī)療成為可能?？祻?fù)醫(yī)療訓(xùn)練，能實(shí)時根據(jù)患者的康復(fù)現(xiàn)狀有針對性調(diào)整康復(fù)治療方案，并根據(jù)患者的個體差異性，實(shí)施不同強(qiáng)度，不同模式的訓(xùn)練，激勵患者的主動運(yùn)動意識，增強(qiáng)患者的康復(fù)信心。在一定程度上也將縮短治療的周期，科學(xué)的治療減少病人不必要的痛苦。

現(xiàn)有的下肢康復(fù)訓(xùn)練裝置主要為固定式的大型器械，價格昂貴，且只能固定于某一方向訓(xùn)練，達(dá)不到全方位平衡訓(xùn)練的效果，降低了患者主動訓(xùn)練的積極性。

如公開號為cn104274299a的發(fā)明專利所公開的一種下肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，由扶手及其支架、控制裝置、背帶裝置、下肢輔助運(yùn)動機(jī)構(gòu)、髖關(guān)節(jié)位置調(diào)節(jié)裝置、履帶機(jī)構(gòu)、機(jī)架組成；扶手及其支架以及履帶機(jī)構(gòu)通過螺栓連接到機(jī)架上，控制裝置連接到機(jī)架前端，背帶裝置連接到機(jī)架后端，下肢輔助運(yùn)動機(jī)構(gòu)及髖關(guān)節(jié)位置調(diào)節(jié)裝置安裝在背帶裝置上。該發(fā)明的康復(fù)訓(xùn)練裝置著力于進(jìn)行雙下肢的交替步態(tài)運(yùn)動，僅僅針對于下肢能自身抬起、移動的患者，并未考慮到大腿和小腿不能交替活動或下肢無力的患者，因此在實(shí)際生活中該裝置的適用范圍太小，并且患者獨(dú)自訓(xùn)練時較為吃力，降低患者康復(fù)欲望。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種移動式康復(fù)訓(xùn)練裝置，通過患者身上穿戴的運(yùn)動傳感器判斷患者的運(yùn)動意圖，通過膝關(guān)節(jié)矯正器帶動膝關(guān)節(jié)的屈伸。本發(fā)明的繩索裝置可以根據(jù)人的運(yùn)動意圖給患者受傷的腿部提供拉力，幫助行走過程中的抬腿動作；本裝置適用于患者康復(fù)的不同階段，可以根據(jù)受傷腿部的運(yùn)動能力提供不同程度的幫助，腿部運(yùn)動能力強(qiáng)，繩索裝置提供較小的拉力，腿部運(yùn)動能力較弱，繩索裝置提供較大的拉力，防止過分輔助，最大的提高患者訓(xùn)練效果。根據(jù)運(yùn)動傳感器測出的人體運(yùn)動速度，來控制移動支撐控制裝置的運(yùn)動速度，使移動裝置自動跟隨人運(yùn)動，對患者持續(xù)提供支撐作用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種移動式康復(fù)訓(xùn)練裝置，包括移動支撐裝置、繩索裝置、膝關(guān)節(jié)矯正裝置、運(yùn)動傳感器及控制器；

所述移動支撐裝置包括底盤、直角架、直線電機(jī)，所述底盤的前部左右兩側(cè)均安裝一個驅(qū)動輪，底盤的后部左右兩側(cè)均安裝一個萬向輪，每個驅(qū)動輪通過安裝在底盤上的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動，所述直角架的一邊鉸接在底盤上，所述直線電機(jī)的一端與底盤鉸接，另一端與直角架的另一邊鉸接；

所述繩索裝置包括繩索、螺紋桿、繩索電機(jī)、固定板；所述固定板安裝在底盤上，繩索電機(jī)安裝在固定板上，繩索電機(jī)的輸出端與螺紋桿的一端相連，螺紋桿的另一端支承在固定板上；所述繩索一端與螺紋桿固定相連，其余纏繞在螺紋桿上；

所述膝關(guān)節(jié)矯正裝置包括兩個固定帶、大腿桿、小腿桿、固定盤、膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)、第一齒輪、第二齒輪，所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)固定在固定盤上，膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)輸出軸安裝第一齒輪，大腿桿固定在第一齒輪上，所述第二齒輪支承在固定盤上，小腿桿固定在第二齒輪上，第一齒輪和第二齒輪相嚙合；所述大腿桿通過一固定帶固定在康復(fù)者的大腿上，繩索另一端與該固定帶相連；所述小腿桿通過另一固定帶固定在康復(fù)者的小腿上；

康復(fù)者的大腿、小腿上均安裝運(yùn)動傳感器；

所述直線電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)、繩索電機(jī)、膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)以及運(yùn)動傳感器均與控制器相連。

進(jìn)一步的，所述直角架的另一邊上安裝有扶手。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案具有如下有益效果：

1、本發(fā)明移動式康復(fù)訓(xùn)練裝置可以實(shí)現(xiàn)在空間任意角度位置的訓(xùn)練；2、移動支撐裝置為患者提供支撐和減重作用，使被訓(xùn)練者在下肢無力時可以防止其摔倒并減少被訓(xùn)練者耗費(fèi)體力，使患者主動訓(xùn)練欲望增強(qiáng)；3、繩索機(jī)構(gòu)為被訓(xùn)練者在即將抬腿時提供運(yùn)動力，并且繩索機(jī)構(gòu)不限定左右腿，減少了驅(qū)動裝置數(shù)量，進(jìn)而減少了能源消耗；4、膝關(guān)節(jié)矯正裝置帶動膝關(guān)節(jié)進(jìn)行屈伸運(yùn)動，使被訓(xùn)練者能進(jìn)行正常的步態(tài)行走，幫助患者恢復(fù)得更快；5、運(yùn)動傳感器檢測大腿和小腿的角速度以及運(yùn)動姿態(tài)，判斷膝關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動，控制本康復(fù)裝置的運(yùn)動，使裝置更穩(wěn)定，提高了裝置的整體性能，使患者能進(jìn)行穩(wěn)定的步態(tài)行走。

附圖說明

圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為移動支撐裝置和繩索裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為繩索裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為膝關(guān)節(jié)矯正器結(jié)構(gòu)等軸測示意圖；

圖5為膝關(guān)節(jié)矯正器結(jié)構(gòu)俯視圖示意圖；

圖中，1-底盤；2-驅(qū)動輪；3-萬向輪；4-驅(qū)動電機(jī)；5-直線電機(jī)；6-鉸鏈；7-鉸鏈連接板；8-直角架；9-光桿；10-第一軸承座；11-軸承連接板；12-扶手；13-蝸桿；14-繩索電機(jī)；15-固定板；16-繩索；17-小腿桿；18-膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)；19-固定盤；20-大腿桿；21-固定帶；22-運(yùn)動傳感器；23-第二軸承座；24-第一齒輪；25-第二齒輪。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1-5所示，本發(fā)明提供的一種移動式康復(fù)訓(xùn)練裝置，包括移動支撐裝置3、繩索裝置、膝關(guān)節(jié)矯正裝置和運(yùn)動傳感器22；

所述移動支撐裝置包括底盤1、直角架8、直線電機(jī)5，所述底盤1的前部左右兩側(cè)均安裝一個驅(qū)動輪2，底盤1的后部左右兩側(cè)均安裝一個萬向輪3，每個驅(qū)動輪2通過安裝在底盤1上的驅(qū)動電機(jī)4驅(qū)動；

所述底盤1上安裝有光桿9，光桿9的兩端通過第一軸承座10支承，第一軸承座10通過軸承連接板11安裝在底盤1上，直角架8的一邊上安裝一對第二軸承座23，第二軸承座23套設(shè)在光桿9上，這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成直角架8的一邊與底盤1鉸接；

所述直線電機(jī)5的兩端均安裝鉸鏈6，一端的鉸鏈6通過鉸鏈連接板與底盤1相連，另一端的鉸鏈6與直角架8的另一邊鉸接；所述直角架8的另一邊上安裝有扶手12，方便舒適康復(fù)者支撐。

所述繩索裝置包括繩索16、蝸桿13、繩索電機(jī)14、固定板15；所述固定板15安裝在底盤1上，繩索電機(jī)14安裝在固定板15上，繩索電機(jī)14的輸出后與螺紋桿13的一端相連，螺紋桿13的另一端支承在固定板15上；所述繩索16一端與螺紋桿13固定相連，其余纏繞在螺紋桿13上，并控制繩索的長度；本實(shí)施例繩索電機(jī)14采用雙輸出軸電機(jī)，電機(jī)的兩個輸出軸上均安裝一個螺紋桿13，方便左、右膝蓋的選擇。另外，實(shí)際加工過程中固定板15與螺紋桿13連接的兩端邊角進(jìn)行倒圓角處理。

如圖4-5所示，所述膝關(guān)節(jié)矯正裝置包括兩個固定帶21、大腿桿20、小腿桿17、固定盤19、膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)18、第一齒輪24、第二齒輪25，所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)18固定在固定盤19上，膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)18輸出軸安裝第一齒輪24，大腿桿20固定在第一齒輪24上，所述第二齒輪25支承在固定盤19上，小腿桿17固定在第二齒輪25上，第一齒輪24和第二齒輪25相嚙合；所述大腿桿20通過一固定帶21固定在康復(fù)者的大腿上，繩索16另一端與該固定帶21相連；所述小腿桿17通過另一固定帶21固定在康復(fù)者的小腿上；

康復(fù)者的大腿、小腿上均安裝運(yùn)動傳感器22，用于檢測人體下肢運(yùn)動意圖。所述直線電機(jī)5、驅(qū)動電機(jī)4、繩索電機(jī)14、膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)18以及運(yùn)動傳感器22均與控制器相連。所述控制器采用stmicroelectronics公司stm32f746g-disco型號的產(chǎn)品，但不限于此。

運(yùn)動傳感器22用于檢測人體姿態(tài)角和下肢運(yùn)動角速度，根據(jù)姿態(tài)角和角速度判斷人體下肢膝關(guān)節(jié)的活動姿態(tài)，從而驅(qū)動繩索裝置；計(jì)算人體運(yùn)動速度，根據(jù)運(yùn)動速度使移動支撐裝置跟隨人體運(yùn)動。

本發(fā)明的使用過程如下：

首先，用固定帶11把如圖5所示的膝關(guān)節(jié)矯正裝置綁到患者的腿上，大腿處固定大腿桿20，小腿處固定小腿桿17，如圖1所示，大腿小腿處皆綁有固定帶21；大腿部的固定帶21通過繩索16與繩索相連；如圖1所示，兩個運(yùn)動傳感器22對稱放置在左右小腿上，兩個運(yùn)動傳感器22對稱放置在左右大腿上，用來檢測人體的運(yùn)動意圖。

本實(shí)施例中所用的移動支撐裝置根據(jù)患者身高調(diào)節(jié)合適的高度，如圖2所示，具體操作如下：患者先把雙手放在扶手12上，打開直線電機(jī)5，隨著直線電機(jī)5的運(yùn)動，與直角架8相連接的扶手12位置升高，直到適合的高度，關(guān)閉直線電機(jī)5。再將患者上肢放到直角架8和扶手12上，起到減重支撐作用，如圖1所示。

人體在開始運(yùn)動時，每一個運(yùn)動傳感器22都可以實(shí)時測量該用戶的大腿或小腿實(shí)時的姿態(tài)角度以及運(yùn)動角速度。通過姿態(tài)角，可以判斷膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動。根據(jù)膝關(guān)節(jié)屈伸意圖，膝關(guān)節(jié)驅(qū)動電機(jī)18帶動大小腿進(jìn)行屈伸運(yùn)動。當(dāng)檢測到膝關(guān)節(jié)的彎曲時，也就是人體的抬腿動作，繩索裝置就通過繩索電機(jī)14和螺紋桿13拉動繩索16來幫助大腿進(jìn)行抬腿運(yùn)動。該繩索裝置可以根據(jù)患者病情提供不同大小的拉力，對偏癱嚴(yán)重的患者，在抬腿過程中繩索16提供比較大的拉力；對輕微偏癱的患者，在抬腿過程中提供較小的拉力，來最大提高患者的訓(xùn)練效果。

通過測量到的大腿和小腿實(shí)時的姿態(tài)角度以及運(yùn)動角速度，可以計(jì)算出人體實(shí)時運(yùn)動速度。將人體的運(yùn)動速度實(shí)時傳輸?shù)揭苿又窝b置的驅(qū)動電機(jī)4，驅(qū)動電機(jī)4驅(qū)動驅(qū)動輪2，因而該移動支撐裝置可以實(shí)時跟隨人體運(yùn)動，起到持續(xù)支撐減重的作用，并且可以給患者帶來安全感。

綜上所述，本實(shí)施例提供的一種移動式康復(fù)訓(xùn)練裝置，膝關(guān)節(jié)矯正器具有大腿桿和小腿桿，分別帶動大腿和小腿進(jìn)行屈伸運(yùn)動，患者能根據(jù)自己的左右腿癱瘓情況進(jìn)行訓(xùn)練；繩索機(jī)構(gòu)使被訓(xùn)練者在抬腿過程中提供拉力，患者不需要耗費(fèi)太多體力，使患者更能積極主動訓(xùn)練，提高康復(fù)訓(xùn)練效果。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其它實(shí)施方案。本申請旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。