本發(fā)明涉及一種步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備，具體涉及一種可以模擬不同步態(tài)模式的踏步裝置及具有該裝置的多環(huán)境步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人。

背景技術(shù)：

隨著科技的進步,目前康復(fù)醫(yī)療市場上出現(xiàn)了以下2種步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人。

1.髖、膝關(guān)節(jié)助動的康復(fù)訓(xùn)練機器人。其缺點：

①提供單一步態(tài)模式：平地步行康復(fù)訓(xùn)練模式；

②不能助力踝關(guān)節(jié)運動(改善足下垂)；

③使用時患者穿戴麻煩，“上架”費時。

2.足底助動的康復(fù)訓(xùn)練機器人，其缺點：

①提供單一步態(tài)模式：平地步行康復(fù)訓(xùn)練模式；

②平地步行時腳不離地面，是“搓地”步行，不是真正意義上的腳抬離地面的平地步行模式。

癱瘓患者從醫(yī)院出院后要走向家庭和社會，必然會遇到多種步態(tài)模式，如平地走、上下坡、上下樓梯等，所以患者在醫(yī)院康復(fù)時，應(yīng)當(dāng)盡量模擬癱瘓患者以后走向家庭和社會可能遇到的多步態(tài)模式如平地走、上下坡、上下樓梯等情況。但是，現(xiàn)有的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品因具有以上缺點，不能滿足癱瘓患者的需要。因此，我們有必要研發(fā)一種可模擬多種不同的步態(tài)模式且操作簡易、“上架”簡單的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明旨在于提供一種多步態(tài)模式的踏步裝置及具有該裝置的多環(huán)境步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人，具體的說：

1、通過控制和/或協(xié)調(diào)第一滑動機構(gòu)、第二滑動機構(gòu)、第三滑動機構(gòu)以及第一連桿、第二連桿與第三連桿之間的動作關(guān)系，可以實現(xiàn)正常人平地步行軌跡、可以實現(xiàn)正常人上下坡步行軌跡或可以實現(xiàn)正常人上下樓梯步行軌跡；

2、通過控制和/或協(xié)調(diào)第一滑動機構(gòu)、第二滑動機構(gòu)、第三滑動機構(gòu)以及第一連桿、第二連桿與第三連桿之間的動作關(guān)系，可以實現(xiàn)站位靜態(tài)平衡訓(xùn)練模式和動態(tài)平衡訓(xùn)練模式，即可以實現(xiàn)正常人站立靜態(tài)時兩足前后位、兩足高低位、兩足前后擺動位的靜態(tài)平衡訓(xùn)練模式，以及實現(xiàn)正常人站立動態(tài)時兩足前后變換、兩足高低變換、兩足前后擺動變換的動態(tài)平衡訓(xùn)練模。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種多步態(tài)模式的踏步裝置，包括成對設(shè)置的腳踏板及其助動機構(gòu)，所述助動機構(gòu)設(shè)有第一滑動機構(gòu)、第二滑動機構(gòu)與第三滑動機構(gòu)；其中，所述第一滑動機構(gòu)設(shè)置于所述助動機構(gòu)的助動底板上，所述第二滑動機構(gòu)設(shè)置于所述第一滑動機構(gòu)的頂部；所述第一滑動機構(gòu)與所述腳踏板之間設(shè)有使腳踏板前后往復(fù)移動的第一連桿，所述第二滑動機構(gòu)與所述第一連桿之間設(shè)有使其夾角改變的第二連桿；所述第三滑動機構(gòu)設(shè)置于所述第一連桿的頂部，所述腳踏板與所述第三滑動機構(gòu)之間設(shè)有使其夾角改變的第三連桿。

需要說明的是，所述第一滑動機構(gòu)由第一驅(qū)動結(jié)構(gòu)、第一滾珠絲桿、第一滑道、至少2個第一滑塊、滑板和第一鉸鏈臺組成，2個所述第一滑塊分別滑動設(shè)置于第一滑道上，且連接于所述第一滾珠絲桿，所述滑板底部的兩端分別與2個第一滑塊固定連接，所述滑板頂部遠離第一驅(qū)動結(jié)構(gòu)的一端固定連接所述第一鉸接臺，另一端固定連接第二滑動機構(gòu)，所述第一連桿的一端與所述第一鉸接臺鉸鏈連接，另一端鉸鏈連接于所述腳踏板的底部。

需要說明的是，所述第二滑動機構(gòu)由第二驅(qū)動結(jié)構(gòu)、第二滾珠絲桿、第二滑道、第二滑塊和第二鉸鏈臺組成，所述第二滑塊滑動設(shè)置于第二滑道上，且連接于所述第二滾珠絲桿，所述第二鉸接臺設(shè)置于所述第二滑塊的頂部，所述第二連桿的一端與所述第二鉸接臺鉸鏈連接，另一端與所述第一連桿中間的底部鉸鏈連接。

需要說明的是，所述第三滑動機構(gòu)由第三驅(qū)動結(jié)構(gòu)、第三滾珠絲桿、第三滑道、第三滑塊和第三鉸鏈臺組成，所述第三滑塊滑動設(shè)置于第三滑道上，且連接于所述第三滾珠絲桿，所述第三鉸接臺設(shè)置于所述第三滑塊的頂部，所述第三連桿的一端與所述第三鉸接臺鉸鏈連接，另一端與所述腳踏板底部鉸鏈連接。

需要進一步說明的是，所述第一連桿的兩端分別設(shè)有角度傳感器。

需要進一步說明的是，所述腳踏板設(shè)有壓力傳感器。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一滑動機構(gòu)、第二滑動機構(gòu)與第三滑動機構(gòu)分別設(shè)有的驅(qū)動機構(gòu)可以實現(xiàn)直線往復(fù)運動。

作為對本發(fā)明踏步裝置的實施，可以采用如下技術(shù)方案：

一種多環(huán)境步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人，具有底座、減重裝置、功能電刺激裝置，其特征在于，所述踏步裝置設(shè)置于所述底座中，所述踏步裝置上方設(shè)有骨盤固定裝置。

需要說明的是，所述骨盤固定裝置包括成對設(shè)置的支撐架、扶手、旋轉(zhuǎn)固定件、伸縮固定件、固定棒與骨盆固定板；其中，所述扶手的一端套接于所述支撐架，所述旋轉(zhuǎn)固定件設(shè)置于所述扶手與所述支撐架的連接部；所述骨盤固定板固定連接于固定棒的一端，所述固定棒套接于所述伸縮固定件內(nèi)。

需要進一步說明的是，還設(shè)有虛擬現(xiàn)實裝置，所述虛擬現(xiàn)實裝置包括傳感器、控制單元與顯示單元，顯示單元可以與底座分離設(shè)置，也可一體設(shè)置。

本發(fā)明有益效果在于，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便；可以模擬不同的步態(tài)模式，使癱瘓患者可以在不同的步態(tài)環(huán)境下進行有針對性的步態(tài)訓(xùn)練和獲得豐富的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容，從而獲得更加全面的步行技能，幫助癱瘓患者回歸家庭、回歸社會。

附圖說明

圖1為的踏步裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的爆炸狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的成對設(shè)置的踏步裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的多環(huán)境步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中骨盆固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為平地步行軌跡示意圖；

圖7為上坡步行軌跡示意圖；

圖8為下坡步行軌跡示意圖；

圖9為上樓梯步行軌跡示意圖；

圖10為下樓梯步行軌跡示意圖。

具體實施方式

下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，需要說明的是，本實施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍并不限于本實施例。

如圖1所示，本發(fā)明為一種多步態(tài)模式的踏步裝置，所述踏步裝置100包括成對設(shè)置的腳踏板7及助動機構(gòu)，其中，所述助動機構(gòu)包括第一滑動機構(gòu)1、第二滑動機構(gòu)2與第三滑動機構(gòu)3。

進一步的，所述第一滑動機構(gòu)1設(shè)置于所述助動機構(gòu)的助動底板上，所述第二滑動機構(gòu)2設(shè)置于所述第一滑動機構(gòu)1的頂部；所述第一滑動機構(gòu)1與所述腳踏板7之間設(shè)有使腳踏板7前后往復(fù)移動的第一連桿4；所述第二滑動機構(gòu)2與所述第一連桿4之間設(shè)有使其夾角改變的第二連桿5；所述第三滑動機構(gòu)3設(shè)置于所述第一連桿4的頂部，所述腳踏板7與所述第三滑動機構(gòu)3之間設(shè)有使其夾角改變的第三連桿6。

需要進一步說明的是，由于設(shè)置了不同的滑動機構(gòu)，且通過不同的連桿將滑動機構(gòu)活動連接，因此，既可保持不同的滑動機構(gòu)同時運行且互不干擾，又可實現(xiàn)相互協(xié)同動作。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，可在第一滑動機構(gòu)、第二滑動機構(gòu)與第三滑動機構(gòu)中分別設(shè)置驅(qū)動機構(gòu)(即圖2中的第一驅(qū)動機構(gòu)11、第二驅(qū)動機構(gòu)21與第三驅(qū)動機構(gòu)31)，帶動第一、第二或第三滾珠絲桿實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，從而使裝設(shè)在滾珠絲杠上的滑塊沿滑道直線往復(fù)移動，進一步的，所述驅(qū)動機構(gòu)可為伺服電機或其他動力機構(gòu)。

另外，作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，第三滑動機構(gòu)中設(shè)置的驅(qū)動機構(gòu)，也可為圓盤形伺服電機或其他動力機構(gòu)，且設(shè)置在腳踏板與第一連桿連接關(guān)節(jié)處，通過正反旋轉(zhuǎn)運動，用于改變腳踏板與第一連桿之間的夾角。

如圖2所示，所述第一滑動機構(gòu)1固定設(shè)置于助動底板上，由第一驅(qū)動結(jié)構(gòu)11、第一滾珠絲桿、第一滑道12、至少2個第一滑塊13、滑板14和第一鉸鏈臺15組成，2個所述第一滑塊13分別滑動設(shè)置于第一滑道12上，且連接于所述第一滾珠絲桿，具體的說，2個所述的第一滑塊13應(yīng)當(dāng)保持一定的距離，該距離應(yīng)當(dāng)與所述滑板14的長度相同；

進一步的，如圖2所示，所述滑板14底部的兩端分別與2個第一滑塊13固定連接；

進一步的，如圖2所示，所述滑板14頂部遠離第一驅(qū)動結(jié)構(gòu)11的一端固定連接所述第一鉸接臺15，另一端固定連接第二滑動機構(gòu)2；所述第一連桿4的一端與所述第一鉸接臺15鉸鏈連接，另一端鉸鏈連接于所述腳踏板7的底部；

再如圖2所示，所述第二滑動機構(gòu)2由第二驅(qū)動結(jié)構(gòu)21、第二滾珠絲桿、第二滑道22、第二滑塊23和第二鉸鏈臺24組成，所述第二滑塊23滑動設(shè)置于第二滑道22上，且連接于所述第二滾珠絲桿，所述第二鉸接臺24設(shè)置于所述第二滑塊23的頂部，所述第二連桿5的一端與所述第二鉸接臺23鉸鏈連接，另一端與所述第一連桿4中間的底部鉸鏈連接。

再如圖2所示，所述第三滑動機構(gòu)3設(shè)置于所述第一連桿4的頂部，由第三驅(qū)動結(jié)構(gòu)31、第三滾珠絲桿、第三滑道32、第三滑塊33和第三鉸鏈臺34組成，所述第三滑塊33滑動設(shè)置于第三滑道32上，且連接于所述第三滾珠絲桿，所述第三鉸接臺34設(shè)置于所述第三滑塊33的頂部，所述第三連桿6的一端與所述第三鉸接臺34鉸鏈連接，另一端與所述腳踏板7底部鉸鏈連接。

為了及時調(diào)整步態(tài)，需要進一步說明的是，所述第一連桿的兩端分別設(shè)有角度傳感器。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，如圖3所示，所述第一連桿上還設(shè)有蓋體8，所述第三滑動機構(gòu)位于所述蓋體8中。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述腳踏板設(shè)有壓力傳感器。

作為對本發(fā)明踏步裝置的實施，可以采用如下技術(shù)方案：

如圖4所示，一種多環(huán)境步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人，具有底座200、減重裝置300、功能電刺激裝置400、虛擬現(xiàn)實裝置500和骨盆固定裝置600，所述多步態(tài)模式的踏步裝置100設(shè)置于所述底座200中，具體通過踏步裝置100的助動機構(gòu)的助動底板固定在底座200的底板上；所述多步態(tài)模式的踏步裝置100上方設(shè)有骨盤固定裝置600。

需要說明的是，功能電刺激裝置400用于電性刺激患者的癱瘓部位，如腿部的相關(guān)肌肉，形成腿部行走時的力量。

需要說明的是，所述虛擬現(xiàn)實裝置500包括傳感器、控制單元與顯示單元。

作為一種優(yōu)選的方案，所述虛擬現(xiàn)實裝置500的顯示單元可以與本發(fā)明的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人的底座分離式設(shè)計，也可與步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人的底座進行一體化設(shè)計。

需要進一步說明的是，所述骨盤固定裝置600包括成對設(shè)置的支撐架601、扶手602、旋轉(zhuǎn)固定件603、伸縮固定件604、固定棒605與骨盆固定板606；其中，所述扶手602的一端套接于所述支撐架601，所述旋轉(zhuǎn)固定件603設(shè)置于所述扶手602與所述支撐架601的連接部；所述骨盤固定板606固定連接于固定棒605的一端，所述固定棒605套接于所述伸縮固定件604內(nèi)。

需要進一步說明的是，本發(fā)明還應(yīng)當(dāng)具備控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)的速度、各個滑動機構(gòu)的滑動距離、減重裝置、功能電刺激結(jié)構(gòu)以及虛擬現(xiàn)實裝置。

實施例

如圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示，本發(fā)明可以實現(xiàn)包括但不限于平地步行軌跡、上下坡步行軌跡和上下樓梯步行軌跡。

本發(fā)明的動作原理為：在3個滑動機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)作用下，通過3個連桿，帶動腳踏板完成多步態(tài)模式運動。

進一步的，第一滑動機構(gòu)帶動第二滑動機構(gòu)、第三滑動機構(gòu)、3個連桿和腳踏板實現(xiàn)水平直線往復(fù)運動。

進一步的，所述第二滑動機構(gòu)的水平直線往復(fù)運動，通過第二連桿，改變第一連桿與第一滑動機構(gòu)的夾角，從而推動第三滑動機構(gòu)和腳踏板的上升或下降。

更進一步的，所述第三滑動機構(gòu)的直線往復(fù)運動，通過第三連桿，改變腳踏板與第一連桿的夾角，從而實現(xiàn)腳踏板的轉(zhuǎn)動。

具體的說，首先通過控制系統(tǒng)選擇需要的步態(tài)模式，然后驅(qū)動機構(gòu)即可針對不同的步態(tài)模式，通過改變各個滑動機構(gòu)的移動速度、移動距離，從而實現(xiàn)腳踏板的升降和前后移動，以及腳踏板的轉(zhuǎn)動。進而實現(xiàn)了正常人平地步行軌跡、正常人上下坡步行軌跡或正常人上下樓梯步行軌跡。

其次，通過本發(fā)明的技術(shù)方案，即以上所描述由各個滑動機構(gòu)、各個與滑動機構(gòu)鉸鏈連接的連桿之間的夾角變化所實現(xiàn)的靜態(tài)平衡訓(xùn)練模式和動態(tài)平衡訓(xùn)練模式，即可實現(xiàn)正常人站立靜態(tài)時兩足前后位、兩足高低位、兩足前后擺動位的靜態(tài)平衡訓(xùn)練模式，以及實現(xiàn)正常人站立動態(tài)時兩足前后變換、兩足高低變換、兩足前后擺動變換的動態(tài)平衡訓(xùn)練模式。

應(yīng)當(dāng)認識到，上述實施例用于說明而非是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不背離本發(fā)明權(quán)利要求范圍的情況下設(shè)計許多備選實施例?！鞍ā币辉~以及其結(jié)合的使用并不排除權(quán)利要求中所述的那些元件。本發(fā)明可以通過包括若干分立元件的硬件方式實施，以及通過適當(dāng)編程的計算機的方式實施。