本發(fā)明涉及康復(fù)器械領(lǐng)域，特別是涉及一種隨動(dòng)式減重下肢康復(fù)訓(xùn)練移動(dòng)平臺(tái)，用于幫助行走障礙的患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

背景技術(shù)：

近年來，康復(fù)醫(yī)學(xué)與醫(yī)療醫(yī)學(xué)、保健醫(yī)學(xué)以及亞健康已經(jīng)并列成為21世紀(jì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的四大分支之一。隨著老年人口的增加以及各種疾病、交通事故導(dǎo)致的肢體功能缺失，越來越多的人需要康復(fù)治療，康復(fù)機(jī)器人逐漸發(fā)展成為一種新的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)康復(fù)治療技術(shù)，成為機(jī)器人領(lǐng)域的熱門研究方向。

隨動(dòng)式減重下肢康復(fù)訓(xùn)練移動(dòng)平臺(tái)是專門為行走有障礙的患者進(jìn)行下肢康復(fù)訓(xùn)練的設(shè)備?，F(xiàn)如今雖然有用于醫(yī)療的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，但種類不多，功能不夠完善，且應(yīng)用于實(shí)際推廣中的少之又少，無法滿足患者的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有設(shè)備中存在的不足，提供一種隨動(dòng)式減重下肢康復(fù)訓(xùn)練移動(dòng)平臺(tái)，該康復(fù)訓(xùn)練平臺(tái)可根據(jù)設(shè)定值為患者減重，在訓(xùn)練時(shí)提吊患者的身軀以減輕患者自身重量對腿、足的壓力，并可根據(jù)患者的行動(dòng)跟隨移動(dòng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種隨動(dòng)式減重下肢康復(fù)訓(xùn)練移動(dòng)平臺(tái)，包括減重系統(tǒng)、豎直支架、移動(dòng)底盤和控制系統(tǒng)，所述減重系統(tǒng)固定在豎直支架的頂部兩側(cè)，豎直支架的底部固定在移動(dòng)底盤上，所述減重系統(tǒng)和移動(dòng)底盤連接控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

所述減重系統(tǒng)包括第一步進(jìn)電機(jī)、第一電機(jī)固定板、聯(lián)軸器、絲杠、螺母工作臺(tái)、連接板、連接塊、S型力傳感器、支撐架、導(dǎo)軌和滑塊，所述第一步進(jìn)電機(jī)通過第一電機(jī)固定板安裝在豎直支架上，第一步進(jìn)電機(jī)輸出軸與絲杠通過聯(lián)軸器相連，絲杠兩端通過滑塊連接在導(dǎo)軌上，所述螺母工作臺(tái)安裝在絲杠上組成絲杠螺母副，所述螺母工作臺(tái)通過連接板和連接塊連接，所述S型力傳感器安裝在連接塊和支撐架之間，其中連接塊以及支撐架均通過滑塊連接在導(dǎo)軌上，所述導(dǎo)軌通過螺栓固定在豎直支架上，除第一步進(jìn)電機(jī)外，所述絲杠、連接塊、支撐架均能夠通過第一步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在支撐架末端的吊帶實(shí)現(xiàn)減重功能。

所述豎直支架的高度為患者身高的1.3~1.5倍，且豎直支架中部安裝有扶手。

所述移動(dòng)底盤用于患者移動(dòng)時(shí)跟隨運(yùn)動(dòng)，由一個(gè)U型底座支架、兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪和四個(gè)萬向支撐輪組成，所述萬向支撐輪通過螺栓固定在U型底座支架底部兩側(cè)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪安裝在U型底座支架的中部，包括第二步進(jìn)電機(jī)、第二電機(jī)固定板、小帶輪、大帶輪、同步帶，所述第二步進(jìn)電機(jī)由第二電機(jī)固定板固定在U型底座支架上，第二步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接小帶輪，所述大帶輪與驅(qū)動(dòng)輪同軸安裝，小帶輪和大帶輪通過同步帶傳遞運(yùn)動(dòng)，U型底座支架的轉(zhuǎn)向控制通過兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪的差速實(shí)現(xiàn)。

所述控制系統(tǒng)包括一個(gè)嵌入式主機(jī)，四個(gè)控制器，一個(gè)無線通信模塊和兩個(gè)S型力傳感器，四個(gè)控制器分別與四個(gè)步進(jìn)電機(jī)相連，嵌入式主機(jī)接收通過無線通信模塊傳輸?shù)臏p重值，并與S型力傳感器的輸入值比較，通過控制器輸出指令控制減重系統(tǒng)的第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到S型力傳感器的輸入與設(shè)定值相同，同時(shí)，嵌入式主機(jī)通過比較兩個(gè)S型力傳感器輸入值的變化，判斷患者的行走速度與方向，并通過控制器控制移動(dòng)底盤的第二步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跟隨功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用時(shí)患者將吊帶穿戴于兩肩處，并通過無線通信模塊接收設(shè)定好的減重值即可進(jìn)行行走訓(xùn)練，減重系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)變?yōu)橹渭艿呢Q直運(yùn)動(dòng)，從而起到調(diào)節(jié)減重值的作用，適應(yīng)不同康復(fù)階段的患者。同時(shí)患者訓(xùn)練時(shí)，機(jī)器人可跟隨移動(dòng)，患者的運(yùn)動(dòng)自主性得到提高，相對于以跑步機(jī)作為底盤的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，患者的下肢可以得到更全面的康復(fù)訓(xùn)練。

附圖說明

圖1是本發(fā)明跟隨式康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是減重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是移動(dòng)底盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，一種隨動(dòng)式減重下肢康復(fù)訓(xùn)練移動(dòng)平臺(tái)，包括減重系統(tǒng)1–1、豎直支架、移動(dòng)底盤1–3和控制系統(tǒng)，所述減重系統(tǒng)1–1固定在豎直支架的頂部兩側(cè)，豎直支架的底部固定在移動(dòng)底盤1–3上，所述減重系統(tǒng)1–1和移動(dòng)底盤1–3連接控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

如圖2所示，所述減重系統(tǒng)1–1包括第一步進(jìn)電機(jī)1、第一電機(jī)固定板2、聯(lián)軸器4、絲杠5、螺母工作臺(tái)6、連接板7、連接塊8、S型力傳感器9、支撐架10、導(dǎo)軌11和滑塊12，所述第一步進(jìn)電機(jī)1通過第一電機(jī)固定板2安裝在豎直支架上，第一步進(jìn)電機(jī)1輸出軸與絲杠5通過聯(lián)軸器4相連，絲杠5兩端通過滑塊12連接在導(dǎo)軌11上，所述螺母工作臺(tái)6安裝在絲杠5上組成絲杠螺母副，所述螺母工作臺(tái)6通過連接板7和連接塊8連接，所述S型力傳感器9安裝在連接塊8和支撐架10之間，其中連接塊8以及支撐架10均通過滑塊12連接在導(dǎo)軌11上，所述導(dǎo)軌11通過螺栓固定在豎直支架上，除第一步進(jìn)電機(jī)1外，所述絲杠5、連接塊8、支撐架10均能夠通過第一步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)在導(dǎo)軌11上滑動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在支撐架10末端的吊帶實(shí)現(xiàn)減重功能。

所述豎直支架的高度為患者身高的1.3~1.5倍，且豎直支架中部安裝有扶手1–2。

如圖3所示，所述移動(dòng)底盤1–3用于患者移動(dòng)時(shí)跟隨運(yùn)動(dòng)，由一個(gè)U型底座支架13、兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪和四個(gè)萬向支撐輪14組成，所述萬向支撐輪14通過螺栓固定在U型底座支架13底部兩側(cè)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪安裝在U型底座支架13的中部，包括第二步進(jìn)電機(jī)15、第二電機(jī)固定板18、小帶輪16、大帶輪19、同步帶17，所述第二步進(jìn)電機(jī)15由第二電機(jī)固定板18固定在U型底座支架13上，第二步進(jìn)電機(jī)15的輸出軸連接小帶輪16，所述大帶輪19與驅(qū)動(dòng)輪同軸安裝，小帶輪16和大帶輪19通過同步帶17傳遞運(yùn)動(dòng)，U型底座支架13的轉(zhuǎn)向控制通過兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪的差速實(shí)現(xiàn)。

所述控制系統(tǒng)包括一個(gè)嵌入式主機(jī)，四個(gè)控制器，一個(gè)無線通信模塊和兩個(gè)S型力傳感器9，四個(gè)控制器分別與四個(gè)步進(jìn)電機(jī)相連，嵌入式主機(jī)接收通過無線通信模塊傳輸?shù)臏p重值，并與S型力傳感器9的輸入值比較，通過控制器輸出指令控制減重系統(tǒng)1–1的第一步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，直到S型力傳感器9的輸入與設(shè)定值相同，同時(shí)，嵌入式主機(jī)通過比較兩個(gè)S型力傳感器9輸入值的變化，判斷患者的行走速度與方向，并通過控制器控制移動(dòng)底盤1–3的第二步進(jìn)電機(jī)15轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跟隨功能。

本發(fā)明隨動(dòng)式減重下肢康復(fù)訓(xùn)練移動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)跟隨功能的具體流程是：首先啟動(dòng)控制裝置，待穩(wěn)定后，兩個(gè)減重系統(tǒng)中的S型力傳感器9會(huì)測出兩個(gè)壓力值，分別為a和b，患者在行走時(shí)隨著抬腳的過程重心上下移動(dòng)，a和b呈現(xiàn)周期性變化，當(dāng)患者停止行走時(shí)，a和b為常數(shù)，正常向前行走時(shí)，a和b的變化周期在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，當(dāng)要左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時(shí)，a和b的變化周期會(huì)相應(yīng)地增大或減小，從而判斷出患者的前進(jìn)速度和方向，并通過控制器控制移動(dòng)底盤的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跟隨功能。