CN102784044A - 一种步行康复机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种步行康复机，其特征在于，包括：用于支撑的机体支架、安装在上述支架上分别对应双腿的用于实现步行康复功能的两组康复单元；上述康复单元包括：用于实现手脚联动的传动机构，用于对脚提供支撑并模拟步行轨迹的步行机构；通过两组康复单元巧妙的设计能够有效模拟步行时人足部的运动姿态，使患者能够借助手部力量来辅助训练，并且设有的驱动电机能够使患者进行一定程度的被动训练，加快康复；把手中的应变片的能够有效地根据患者的情况调整被动训练的强度。

Description

一种步行康复机

技术领域

本发明涉及一种用于辅助患者康复恢复身体机能的机器，具体涉及一种辅助患者下肢康复的步行康复机。

背景技术

近年来由于交通意外的等对身体造成伤害的事故频发，很多患者的下肢机能往往由于外伤受到损害，而在正常医疗措施之外，患者在康复后的很长一段时间需要通过训练才能完全百分之百的恢复原有机能。

为了辅助治疗，使患者能早日康复，出现了专门辅助患者模拟正常动作并对其加以一定保护的康复仪器。随着技术的发展，越来越多的康复机被开发出来辅助人们进行康复训练。但是就现有的产品而言，现在尚没有一种功能完备，并且能适于不同患者的针对下肢康复训练的康复仪器。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种功能完备，能够适用于不同患者的具体情况，有效地通过模拟行走辅助下肢康复的步行康复机。 

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种步行康复机，其特征在于，包括：用于支撑的机体支架、安装在上述机体支架上分别对应双腿的用于实现步行康复功能的两组康复单元；上述康复单元包括：用于实现手脚联动的传动机构，用于对脚提供支撑并模拟步行轨迹的步行机构；上述连杆传动子机构包括：一端与上述机体支架转动连接的弯杆、与上述弯杆的另一端转动连接的连杆、与上述连杆的另一端转动连接的曲柄圆盘，上述连杆与曲柄圆盘的边缘转动连接，上述曲柄圆盘与上述机体支架构成以曲柄圆盘轴线为轴的转动连接，上述弯杆与机体支架转动连接的一端固定有用于人手握持的把手；上述步行机构包括：与上述连杆转动连接的脚踏板组件、与上述机体支架固定连接的用于与上述踏板组件构成配合以控制运动轨迹的滑轨件和导轨件。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述机体支架包括：用于与地面接触的底座，固定在上述底座一侧的竖直的立柱，上述弯杆的一端转动连接在上述立柱的顶端处，上述弯杆位于上述立柱的两侧。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述底座包括：底盘框和多块放置板，上述底盘框包括：用于固定上述立柱的前侧梁和设有脚轮的后侧梁，设置在上述前侧梁和后侧梁之间的用于连接它们的纵向梁；上述放置板与上述纵向梁固定连接。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述滑轨组件和导轨组件固定在上述放置板上，上述曲柄圆盘设置在上述放置板上方并与之构成转动连接。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述连杆的中段固定连接有位置可调的用于辅助膝关节屈膝的膝关节顶杆机构。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述膝关节顶杆机构包括：用于与连杆构成位置可调的固定连接的支撑杆，与上述支撑杆构成位置可调固定连接的滑动杆，与上述滑动杆构成转动连接的异形杆，设置在上述异形杆端部的尼龙柄，两端分别与上述异形杆和滑动杆相连接的第一螺旋弹簧；上述连杆中段设有一段腰型孔，上述支撑杆设有与上述连杆配合固定凹槽，上述支撑杆通过螺栓、螺母与上述连杆锁紧构成固定；上述支撑杆上半部设有容纳上述滑动杆在其中滑动的凹槽，并在凹槽处设有腰型孔，上述滑动杆通过螺栓、螺母与上述支撑杆锁紧构成固定。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述脚踏板组件包括：用于容纳脚趾的前踏板和用于容纳脚掌的后踏板，与上述后踏板转动连接的用于与上述滑轨件构成滑动连接的滑块，与上述前踏板相连接的用于与上述导轨件配合的导向轮组，两端分别与上述前踏板和后踏板相连接的第二螺旋弹簧，上述后踏板与上述连杆构成转动连接；上述前踏板和后踏板构成转动连接，上述导向轮组包括：用于与上述前踏板固定连接的轮架，与上述轮架转动连接的用于与上述导轨接触配合的滚轮。

前述的一种步行康复机，其特征在于，还包括：与上述机体支架固定连接的用于固定和调整上述滑轨件位置的滑轨支架组，上述滑轨支架组包括两个高低不同的滑轨支架，上述滑轨支架包括：能在机体支架上调整水平位置的支架座、与上述支架座铰接的固定托板，分属于不同上述康复单元的两个滑轨件的相互平行并且两端均固定在上述固定托板上。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述导轨件与上述机体支架之间设有用于调整导轨件高度的调整垫块。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述康复单元还包括固定在上述机体支架上用于驱动上述曲柄圆盘以其轴线为转动中心转动的驱动电机。

前述的一种步行康复机，其特征在于，还包括：固定在上述机体支架上用于控制上述驱动电机、显示整机运行情况并提供操作界面的主控装置。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述把手内设有用于感应握持力的并将握持力的变化转化为电信号反馈给上述主控装置的应变片组件。

前述的一种步行康复机，其特征在于，上述把手包括：用于与上述弯杆连接的把手接头和套接在把手接头外侧的把手套管，上述把手接头形成有放置槽，上述应变片组件固定在上述放置槽内。

本发明的有益之处在于：通过两组康复单元巧妙的设计能够有效模拟步行时人足部的运动姿态，使患者能够借助手部力量来辅助训练，并且设有的驱动电机能够使患者进行一定程度的被动训练，加快康复；把手中的应变片的能够有效地根据患者的情况调整被动训练的强度。 

附图说明

图1是本发明的步行康复机一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示实施例另一个视角的立体结构示意图；

图3是图1所示实施例中膝关节顶杆机构的立体结构示意图；

图4是图1所示实施例中膝关节顶杆机构的侧视结构示意图；

图5是图1所示实施例中导轨件处的结构示意图；

图6是图1所示实施例中滑轨件处的结构试图图；

图7是图1所示实施例中把手的剖视结构示意图；

图8是图1所示实施例中踏板组件部分部件的立体结构示意图。图中附图标记的含义：

101-弯杆，102-连杆，103-曲柄圆盘，104-把手；

201-滑轨件，202-导轨件；

301-立柱，302-放置板，303-前侧梁，304-后侧梁，305-脚轮，306-纵向梁；

401-支撑杆，402-滑动杆，403-异形杆，404-尼龙柄，405-第一螺旋弹簧；

501-前踏板，502-后踏板，503-滑块，504-导向轮组，505-第二螺旋弹簧，506-轮架，507-滚轮；

601-支架座，602-固定托板；

701-调整垫块；

801-驱动电机，802-主控装置，803-安装平台；

901-应变片组件，902-把手接头，903-把手套管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1至图8所示，本发明的步行康复机主要包括：机体支架和安装在机体支架上用于实现步行康复功能的两个康复单元。

其中，机体支架主要起到支撑作用，用于安装组成康复的各个部分，另外，为了针对人对称的下肢，两组康复单元是对称设置的。

参照图1和图2所示，作为一种优选方案，本发明机体支架包括:用于与底面接触的底座，固定在底座一侧的竖直的立柱301。其中底座主要提供康复单元水平方向的安装空间，而立柱301主要用于实现竖直方向各部件的布置。

底座实现的方式是多种多样的，在图1和图2所示的实施例中，底座包括：底盘框和多块放置板302，其中底盘框是一个框架结构，用于固定放置板302，而相应的需要固定的部件则安装在放置板302上，这样好处在于，可以根据具体情况设置放置板302的大小和位置，便于调整位置和减轻整机重量。底盘框具体包括：用于固定立柱301的前侧梁303和设有脚轮305的后侧梁304，设置在前侧梁303和后侧梁304之间的用于连接它们的纵向梁306。后侧梁304的两端设置有脚轮305，使本发明步行康复机能够在需要的时候方便移动。放置板302通过螺栓固定在两根纵向梁306之间。

本发明康复单元为实现康复训练的主要部分，其主要包括：用于实现手脚联动的传动机构，用于对脚提供支撑并模拟步行轨迹的步行机构。

参照图1和图2所示，传动机构包括：弯杆101、连杆102、曲柄圆盘103，其中，弯杆101的一端与立柱301构成转动连接，另一端与连杆102的一端构成转动连接，连杆102的另一端与曲柄圆盘103的外缘构成转动连接，而曲柄圆盘103的中心与驱动电机801的输出轴构成连接实现传动，曲柄圆盘103能够被驱动电机801驱动实现转动，相当于曲柄圆盘103相对驱动电机801的机体是转动连接的，而驱动电机801的机体与放置板302是固定连接，所以曲柄圆盘103相对机体支架是转动连接的。

由于立柱301也是机体支架一部分，所以弯杆101、连杆102、曲柄圆盘103、机体支架构成了一个四连杆机构，当驱动电机801驱动曲柄圆盘103转动时，带动连杆102，进而带动弯杆101相对立柱301摆动，反之亦然。

参照图1至图8所示，步行机构包括：转动连接在连杆102上的脚踏板组件、与上述机体支架固定连接的用于与上述踏板组件构成滑配合以控制运动轨迹的滑轨件201和导轨件202。脚踏板组件包括：用于容纳脚趾的前踏板501和用于容纳脚掌的后踏板502，与后踏板502转动连接的用于与滑轨件201构成滑动连接的滑块503，与前踏板501相连接的用于与导轨件202配合的导向轮组504，两端分别与前踏板501和后踏板502相连接的第二螺旋弹簧505，后踏板502与连杆102构成转动连接；前踏板501和后踏板502构成转动连接，导向轮组504包括：用于与前踏板501固定连接的轮架506，与轮架506转动连接的用于与导轨接触配合的滚轮507。实际上，连杆102是通过与后踏板502转动连接实现与整个脚踏板组件构成转动连接的。当连杆102移动时能够带动后踏板502移动，进而带动整个脚踏板组件。但是由于转动连接，前踏板501、后踏板502在移动的过程中自身的空间姿态是可以变化的，为了控制它们在移动过程中姿态变化过程以使它们符合人日常行走的实际情况，因此设有滑轨件201和导轨件202，来实现它们姿态控制。其中，前踏板501通过导向轮组504与导轨件202的配合实现，当导向轮组504接触到导轨件202时，能使前踏板501相对后踏板502转动，模拟人行走时，脚趾与脚掌的相对弯曲，达到锻炼跖趾关节的目的，当前踏板501远离导轨件202至导向轮组504退出导轨件202的时候，在第二螺旋弹簧505的作用下，前踏板501复位，使前踏板501和后踏板502构成一个完成平面，以模拟人脚在行走时脚悬空时脚趾和脚掌放松的情况；滑块503与滑轨构成滑动连接、与后踏板502构成转动连接，这样一来导轨件202和连杆102共同决定了后踏板502的运动情况，使其更符合人的行走的步态。作为优选，导轨件202为截面为“工”字形的轨道。

参照图5和图6所示，需要说明的是，为了使本发明的步行康复机能够通过调整以适应不同身材的患者，导轨件202的高度以及滑轨件201的高度和位置均可以根据具体情况进行调整，作为优选，导轨件202与机体支架之间设有用于调整导轨件202高度的调整垫块701；与放置板302固定连接的用于固定和调整滑轨件201位置的滑轨支架组包括两个高低不同的滑轨支架，滑轨支架包括：能在机体支架上调整水平位置的支架座601、与支架座601铰接的固定托板602，分属于不同康复单元的两个滑轨件201的相互平行并且两端均固定在固定托板602上。调整两个支架座601在放置板302上的距离，即能实现对滑轨件201实现调节。支架座601可以直接固定在纵向梁306上，也可以设置在放置板302上。

为了适应不同尺寸的脚，后踏板502的对应脚跟部的结构可以设计成为可以调整大小的结构，比如利用可以移动的部分搭配腰型孔和锁紧螺钉实现。

参照图3和图4所示，为了帮助患者行走时屈膝，以防止患者在训练时膝关节挫伤，连杆102的中段固定连接有位置可调的用于辅助膝关节屈膝的膝关节顶杆机构。

膝关节顶杆机构包括：用于与连杆102构成位置可调的固定连接的支撑杆401，与支撑杆401构成位置可调固定连接的滑动杆402，与滑动杆402构成转动连接的异形杆403，设置在异形杆403端部的尼龙柄404，两端分别与异形杆403和滑动杆402相连接的第一螺旋弹簧405；连杆102中段设有一段腰型孔，支撑杆401设有与连杆102配合固定凹槽，支撑杆401通过螺栓、螺母与连杆102锁紧构成固定；支撑杆401上半部设有容纳滑动杆402在其中滑动的凹槽，并在凹槽处设有腰型孔，滑动杆402通过螺栓、螺母与支撑杆401锁紧构成固定。

尼龙柄404能够通过与膝盖后侧接触帮助患者行走时屈膝，连接在异形杆403和滑动杆420之间的第一螺旋弹簧405能够有效缓冲尼龙柄404对膝盖的冲击力，同时也能使异形杆403复位。支撑杆401和滑动杆402的滑动设计能够使其适于不同身高的患者，并且支撑杆401设有固定凹槽能够使其很好的与连杆102构成固定。

传动机构的主要作用在于实现患者的手脚联动的同时，还在于能够通过外部动力辅助患者进行被动的康复训练。为了通过外部动力辅助患者进行被动的康复训练，康复单元还包括固定在机体支架上用于驱动曲柄圆盘103以其轴线为转动中心转动的驱动电机801。这样一来，在需要被动训练时，通过驱动电机801即能实现曲柄圆盘103带动连杆102进而带动脚踏板组件的目的。为了实现对驱动电机801进行控制，本发明的步行康复机还包括：固定在机体支架上用于控制驱动电机801、显示整机运行情况并提供操作界面的主控装置802，另外，把手104内设有用于感应握持力的并将握持力的变化转化为电信号反馈给主控装置802的应变片组件901。

参照图7所示，为了设置应变片组件901，把手104包括：用于与弯杆101连接的把手接头902和套接在把手接头902外侧的把手套管903，把手接头902形成有放置槽，应变片组件901固定在放置槽内。

应变片组件901的好处在于，能够将患者训练时吃力与否的情况反馈给主控装置802，进而调节相应的驱动电机801。

为了更好的设置和安装主控装置802，在立柱301顶端设有一个安装平台803，专门用于安装主控装置802。主控装置802具体而言，包括外壳、内部电路板、屏幕、操作界面等，使用者可以通过它选择工作模式、控制通断等。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。 

Claims (13)

1.一种步行康复机，其特征在于，包括：用于支撑的机体支架、安装在上述机体支架上分别对应双腿的用于实现步行康复功能的两组康复单元；上述康复单元包括：用于实现手脚联动的传动机构，用于对脚提供支撑并模拟步行轨迹的步行机构；上述连杆传动子机构包括：一端与上述机体支架转动连接的弯杆、与上述弯杆的另一端转动连接的连杆、与上述连杆的另一端转动连接的曲柄圆盘，上述连杆与曲柄圆盘的边缘转动连接，上述曲柄圆盘与上述机体支架构成以曲柄圆盘轴线为轴的转动连接，上述弯杆与机体支架转动连接的一端固定有用于人手握持的把手；上述步行机构包括：与上述连杆转动连接的脚踏板组件、与上述机体支架固定连接的用于与上述踏板组件构成配合以控制运动轨迹的滑轨件和导轨件。

2.根据权利要求1所述的一种步行康复机，其特征在于，上述机体支架包括：用于与地面接触的底座，固定在上述底座一侧的竖直的立柱，上述弯杆的一端转动连接在上述立柱的顶端处，上述弯杆位于上述立柱的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种步行康复机，其特征在于，上述底座包括：底盘框和多块放置板，上述底盘框包括：用于固定上述立柱的前侧梁和设有脚轮的后侧梁，设置在上述前侧梁和后侧梁之间的用于连接它们的纵向梁；上述放置板与上述纵向梁固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种步行康复机，其特征在于，上述滑轨组件和导轨组件固定在上述放置板上，上述曲柄圆盘设置在上述放置板上方并与之构成转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种步行康复机，其特征在于，上述连杆的中段固定连接有位置可调的用于辅助膝关节屈膝的膝关节顶杆机构。

6.根据权利要求5所述的一种步行康复机，其特征在于，上述膝关节顶杆机构包括：用于与连杆构成位置可调的固定连接的支撑杆，与上述支撑杆构成位置可调固定连接的滑动杆，与上述滑动杆构成转动连接的异形杆，设置在上述异形杆端部的尼龙柄，两端分别与上述异形杆和滑动杆相连接的第一螺旋弹簧；上述连杆中段设有一段腰型孔，上述支撑杆设有与上述连杆配合固定凹槽，上述支撑杆通过螺栓、螺母与上述连杆锁紧构成固定；上述支撑杆上半部设有容纳上述滑动杆在其中滑动的凹槽，并在凹槽处设有腰型孔，上述滑动杆通过螺栓、螺母与上述支撑杆锁紧构成固定。

7.根据权利要求1所述的一种步行康复机，其特征在于，上述脚踏板组件包括：用于容纳脚趾的前踏板和用于容纳脚掌的后踏板，与上述后踏板转动连接的用于与上述滑轨件构成滑动连接的滑块，与上述前踏板相连接的用于与上述导轨件配合的导向轮组，两端分别与上述前踏板和后踏板相连接的第二螺旋弹簧，上述后踏板与上述连杆构成转动连接；上述前踏板和后踏板构成转动连接，上述导向轮组包括：用于与上述前踏板固定连接的轮架，与上述轮架转动连接的用于与上述导轨接触配合的滚轮。

8.根据权利要求7所述的一种步行康复机，其特征在于，还包括：与上述机体支架固定连接的用于固定和调整上述滑轨件位置的滑轨支架组，上述滑轨支架组包括两个高低不同的滑轨支架，上述滑轨支架包括：能在机体支架上调整水平位置的支架座、与上述支架座铰接的固定托板，分属于不同上述康复单元的两个滑轨件的相互平行并且两端均固定在上述固定托板上。

9.根据权利要求7所述的一种步行康复机，其特征在于，上述导轨件与上述机体支架之间设有用于调整导轨件高度的调整垫块。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种步行康复机，其特征在于，上述康复单元还包括固定在上述机体支架上用于驱动上述曲柄圆盘以其轴线为转动中心转动的驱动电机。

11.根据权利要求10所述的一种步行康复机，其特征在于，还包括：固定在上述机体支架上用于控制上述驱动电机、显示整机运行情况并提供操作界面的主控装置。

12.根据权利要求11所述的一种步行康复机，其特征在于，上述把手内设有用于感应握持力的并将握持力的变化转化为电信号反馈给上述主控装置的应变片组件。

13.根据权利要求12所述的一种步行康复机，其特征在于，上述把手包括：用于与上述弯杆连接的把手接头和套接在把手接头外侧的把手套管，上述把手接头形成有放置槽，上述应变片组件固定在上述放置槽内。

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