本發(fā)明涉及康復器械領(lǐng)域，特別是涉及一種隨動式減重下肢康復訓練移動平臺，用于幫助行走障礙的患者進行康復訓練。

背景技術(shù)：

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

隨動式減重下肢康復訓練移動平臺是專門為行走有障礙的患者進行下肢康復訓練的設備?，F(xiàn)如今雖然有用于醫(yī)療的康復訓練機器人，但種類不多，功能不夠完善，且應用于實際推廣中的少之又少，無法滿足患者的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有設備中存在的不足，提供一種隨動式減重下肢康復訓練移動平臺，該康復訓練平臺可根據(jù)設定值為患者減重，在訓練時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)患者的行動跟隨移動。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種隨動式減重下肢康復訓練移動平臺，包括減重系統(tǒng)、豎直支架、移動底盤和控制系統(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底盤上，所述減重系統(tǒng)和移動底盤連接控制系統(tǒng)進行控制。

所述減重系統(tǒng)包括第一步進電機、第一電機固定板、聯(lián)軸器、絲杠、螺母工作臺、連接板、連接塊、S型力傳感器、支撐架、導軌和滑塊，所述第一步進電機通過第一電機固定板安裝在豎直支架上，第一步進電機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軌上，所述螺母工作臺安裝在絲杠上組成絲杠螺母副，所述螺母工作臺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軌上，所述導軌通過螺栓固定在豎直支架上，除第一步進電機外，所述絲杠、連接塊、支撐架均能夠通過第一步進電機的轉(zhuǎn)動在導軌上滑動，從而帶動固定在支撐架末端的吊帶實現(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。

所述移動底盤用于患者移動時跟隨運動，由一個U型底座支架、兩個步進電機驅(qū)動輪和四個萬向支撐輪組成，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)，所述步進電機驅(qū)動輪安裝在U型底座支架的中部，包括第二步進電機、第二電機固定板、小帶輪、大帶輪、同步帶，所述第二步進電機由第二電機固定板固定在U型底座支架上，第二步進電機的輸出軸連接小帶輪，所述大帶輪與驅(qū)動輪同軸安裝，小帶輪和大帶輪通過同步帶傳遞運動，U型底座支架的轉(zhuǎn)向控制通過兩個步進電機驅(qū)動輪的差速實現(xiàn)。

所述控制系統(tǒng)包括一個嵌入式主機，四個控制器，一個無線通信模塊和兩個S型力傳感器，四個控制器分別與四個步進電機相連，嵌入式主機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)的第一步進電機轉(zhuǎn)動，直到S型力傳感器的輸入與設定值相同，同時，嵌入式主機通過比較兩個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底盤的第二步進電機轉(zhuǎn)動，實現(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質(zhì)性特點和顯著的優(yōu)點：

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

附圖說明

圖1是本發(fā)明跟隨式康復訓練機器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是減重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是移動底盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。

如圖1所示，一種隨動式減重下肢康復訓練移動平臺，包括減重系統(tǒng)1–1、豎直支架、移動底盤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底盤1–3上，所述減重系統(tǒng)1–1和移動底盤1–3連接控制系統(tǒng)進行控制。

如圖2所示，所述減重系統(tǒng)1–1包括第一步進電機1、第一電機固定板2、聯(lián)軸器4、絲杠5、螺母工作臺6、連接板7、連接塊8、S型力傳感器9、支撐架10、導軌11和滑塊12，所述第一步進電機1通過第一電機固定板2安裝在豎直支架上，第一步進電機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連接在導軌11上，所述螺母工作臺6安裝在絲杠5上組成絲杠螺母副，所述螺母工作臺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連接在導軌11上，所述導軌11通過螺栓固定在豎直支架上，除第一步進電機1外，所述絲杠5、連接塊8、支撐架10均能夠通過第一步進電機1的轉(zhuǎn)動在導軌11上滑動，從而帶動固定在支撐架10末端的吊帶實現(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，所述移動底盤1–3用于患者移動時跟隨運動，由一個U型底座支架13、兩個步進電機驅(qū)動輪和四個萬向支撐輪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)，所述步進電機驅(qū)動輪安裝在U型底座支架13的中部，包括第二步進電機15、第二電機固定板18、小帶輪16、大帶輪19、同步帶17，所述第二步進電機15由第二電機固定板18固定在U型底座支架13上，第二步進電機15的輸出軸連接小帶輪16，所述大帶輪19與驅(qū)動輪同軸安裝，小帶輪16和大帶輪19通過同步帶17傳遞運動，U型底座支架13的轉(zhuǎn)向控制通過兩個步進電機驅(qū)動輪的差速實現(xiàn)。

所述控制系統(tǒng)包括一個嵌入式主機，四個控制器，一個無線通信模塊和兩個S型力傳感器9，四個控制器分別與四個步進電機相連，嵌入式主機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的第一步進電機1轉(zhuǎn)動，直到S型力傳感器9的輸入與設定值相同，同時，嵌入式主機通過比較兩個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底盤1–3的第二步進電機15轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)跟隨功能。

本發(fā)明隨動式減重下肢康復訓練移動平臺的控制系統(tǒng)中實現(xiàn)跟隨功能的具體流程是：首先啟動控制裝置，待穩(wěn)定后，兩個減重系統(tǒng)中的S型力傳感器9會測出兩個壓力值，分別為a和b，患者在行走時隨著抬腳的過程重心上下移動，a和b呈現(xiàn)周期性變化，當患者停止行走時，a和b為常數(shù)，正常向前行走時，a和b的變化周期在一定的范圍內(nèi)波動，當要左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時，a和b的變化周期會相應地增大或減小，從而判斷出患者的前進速度和方向，并通過控制器控制移動底盤的步進電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)跟隨功能。