一種用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療康復(fù)器械領(lǐng)域，特別是涉及一種用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平和物質(zhì)條件的不斷地提高，人們開始越來(lái)越重視自身和家人的健康，由于外傷、意外傷害、腦卒中等原因造成的腿疾患者在治療的中后期需通過(guò)康復(fù)理療才能恢復(fù)功能?，F(xiàn)在對(duì)于腿疾患者的康復(fù)訓(xùn)練主要是有醫(yī)師和醫(yī)護(hù)人員充當(dāng)“人體支架”來(lái)幫助患者訓(xùn)練，這樣一來(lái)對(duì)醫(yī)師和醫(yī)護(hù)人員的體力是一個(gè)極大的考驗(yàn)，由于人的體力和精力以及經(jīng)濟(jì)等原因患者得不到充分的訓(xùn)練，而且在這種訓(xùn)練模式下患者得不到全方面的訓(xùn)練，雖然對(duì)患者的康復(fù)起到了一定的正面作用，但是達(dá)不到理想的程度。這就需要一種康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)來(lái)代替醫(yī)師和醫(yī)護(hù)人員對(duì)患者進(jìn)行訓(xùn)練，減輕醫(yī)師和醫(yī)護(hù)人員的體力勞動(dòng)，并使患者在較經(jīng)濟(jì)的情況下得到充足又全方面的康復(fù)訓(xùn)練。
[0003]由于患者下肢沒(méi)有支撐能力或者只有部分支撐能力但不足以支撐自身的全部重量，這就對(duì)康復(fù)減重系統(tǒng)提出了替患者減重的要求。減重步行訓(xùn)練(Body Weight SupportTraining, BWST)是現(xiàn)在比較好的一種減重方式，它是利用懸吊方式，通過(guò)繩索連接患者穿戴的減重背心上對(duì)患者進(jìn)行減重的。德國(guó)柏林弗朗霍費(fèi)爾研究所(FRANHOFF INSTITUT)研制的繩驅(qū)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人STRING-MAN，患者站于訓(xùn)練機(jī)構(gòu)中上身穿著減重馬甲，馬甲上有若干跟繩索連接實(shí)現(xiàn)減重，繩索分布在馬甲的不同部位。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ΕΤΗ)與Balgrist醫(yī)學(xué)康復(fù)中心聯(lián)合研發(fā)了 L0K0MAT，L0K0MAT的早期產(chǎn)品是有一個(gè)配重塊，通過(guò)配重塊的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)減重的，后期產(chǎn)品是減重系統(tǒng)是通過(guò)螺母絲杠帶動(dòng)一組彈簧實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練中的減重。雖然，現(xiàn)有康復(fù)訓(xùn)練減重系統(tǒng)可以在一定程度上為患者減重，但是，減重操作比較復(fù)雜，并只允許患者在固定的位置運(yùn)動(dòng)，因此限制了患者的運(yùn)動(dòng)空間，影響訓(xùn)練效果。需要一種具有可設(shè)定恒力的減重系統(tǒng)和跟隨患者在較大空間范圍內(nèi)進(jìn)行訓(xùn)練的減重系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)。該減重系統(tǒng)將可跟隨患者運(yùn)動(dòng)的隨動(dòng)減重系統(tǒng)與常用于下肢康復(fù)訓(xùn)練的跑步機(jī)式訓(xùn)練平臺(tái)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了可設(shè)定減重值的恒力減重和對(duì)患者運(yùn)動(dòng)的跟隨功能，同時(shí)能允許患者具有更大幅度的運(yùn)動(dòng)自由，從而提高腿疾患者進(jìn)行訓(xùn)練的理療訓(xùn)練效果Ο
[0005]本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，提供一種用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)，包括系統(tǒng)支架裝置、跑步機(jī)訓(xùn)練平臺(tái)裝置和控制裝置，系統(tǒng)支架裝置固定在跑步機(jī)訓(xùn)練平臺(tái)裝置的兩側(cè)，系統(tǒng)支架裝置包括豎直支架、減重平臺(tái)支架、扶桿和調(diào)節(jié)支撐架，扶桿通過(guò)相應(yīng)的調(diào)節(jié)支撐架安裝在相應(yīng)的豎直支架的內(nèi)側(cè)，豎直支架的上方連接有減重平臺(tái)支架，減重平臺(tái)支架為矩形；所述跑步機(jī)訓(xùn)練平臺(tái)裝置包括訓(xùn)練平臺(tái)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)控制裝置進(jìn)行控制；其特征在于該系統(tǒng)還包括跟隨減重平臺(tái)裝置，所述跟隨減重平臺(tái)裝置固定在減重平臺(tái)支架上方；控制裝置用于控制跟隨減重平臺(tái)裝置和跑步機(jī)訓(xùn)練平臺(tái)裝置的運(yùn)動(dòng)，控制裝置設(shè)有恒力減重控制程序以及跑步機(jī)訓(xùn)練平臺(tái)裝置和跟隨減重平臺(tái)裝置的速度控制程序；
[0006]所述跟隨減重平臺(tái)裝置包括移動(dòng)平臺(tái)、第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、繩驅(qū)跟隨機(jī)構(gòu)、繩張力控制恒減重機(jī)構(gòu)、減重馬甲、支撐機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌滑塊；
[0007]所述第一導(dǎo)軌沿扶桿長(zhǎng)度方向固定在減重平臺(tái)支架上方，且第一導(dǎo)軌與減重平臺(tái)支架之間留有間隙；所述第二導(dǎo)軌平行于第一導(dǎo)軌固定在減重平臺(tái)支架的表面上，且第二導(dǎo)軌與第一導(dǎo)軌的上表面在同一水平面上；移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)導(dǎo)軌滑塊安裝在第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上，且移動(dòng)平臺(tái)可在第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上沿扶桿長(zhǎng)度方向前后移動(dòng)；所述移動(dòng)平臺(tái)中心設(shè)有通孔，所述支撐機(jī)構(gòu)為兩個(gè)支撐板，兩個(gè)支撐板沿著扶桿長(zhǎng)度方向相對(duì)安裝在移動(dòng)平臺(tái)的通孔兩側(cè)；所述減重馬甲用于訓(xùn)練者穿戴，所述繩張力控制恒減重機(jī)構(gòu)位于支撐機(jī)構(gòu)的右邊支撐板的左側(cè)，繩驅(qū)跟隨機(jī)構(gòu)位于支撐機(jī)構(gòu)的右側(cè)；
[0008]所述繩張力控制恒減重機(jī)構(gòu)包括減重電機(jī)、減重電機(jī)聯(lián)軸器、兩個(gè)相互嚙合的錐齒輪、繞線輪、導(dǎo)引輪、減重繩、彈簧和繩張力傳感器；所述減重電機(jī)固定在移動(dòng)平臺(tái)上表面邊緣上，減重電機(jī)的軸通過(guò)減重電機(jī)聯(lián)軸器和一個(gè)錐齒輪的軸連接在一起，另一個(gè)錐齒輪的軸與繞線輪的軸連接，兩個(gè)錐齒輪相互嚙合，且減重電機(jī)聯(lián)軸器和兩個(gè)相互嚙合的錐齒輪均位于支撐機(jī)構(gòu)的左端；所述繞線輪和導(dǎo)引輪的軸的兩端分別固定在兩個(gè)支撐板上，繞線輪和導(dǎo)引輪均位于兩個(gè)支撐板之間，且導(dǎo)引輪位于移動(dòng)平臺(tái)的通孔的上方；減重繩一端固定在繞線輪上，另一端經(jīng)導(dǎo)引輪穿過(guò)移動(dòng)平臺(tái)的通孔固定于減重馬甲的上端，與減重馬甲相連的減重繩上從上至下依次連接有彈簧和繩張力傳感器；
[0009]所述繩驅(qū)跟隨機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)電機(jī)、移動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器、牽引輪、滑輪、兩個(gè)吊環(huán)和兩個(gè)壓力傳感器、牽引繩索、壓板、導(dǎo)向板、導(dǎo)向套、角度傳感器、連接軸、軸承、角度傳感器聯(lián)軸器、固定板和墊板；所述移動(dòng)電機(jī)固定在移動(dòng)平臺(tái)上，且位于支撐機(jī)構(gòu)的右端，移動(dòng)電機(jī)通過(guò)移動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器與牽引輪連接，移動(dòng)電機(jī)的軸與減重電機(jī)的軸相互垂直；所述滑輪固定安裝在減重平臺(tái)支架的兩個(gè)短邊上，每個(gè)短邊上均安裝有兩個(gè)滑輪；兩個(gè)吊環(huán)沿扶桿長(zhǎng)度方向分別對(duì)稱安裝在移動(dòng)平臺(tái)上表面邊緣，且位于移動(dòng)平臺(tái)的中線上；所述牽引繩索有兩段，每一段牽引繩索的一端固定在牽引輪上，另一端繞過(guò)一條短邊上的兩個(gè)滑輪固定在相應(yīng)的吊環(huán)上，且從牽引輪引出至一個(gè)滑輪的牽引繩索部分與從另一個(gè)滑輪至相應(yīng)吊環(huán)的牽引繩索部分相互平行；所述角度傳感器通過(guò)固定板固定在支撐機(jī)構(gòu)的右邊支撐板外側(cè)上，且位于移動(dòng)電機(jī)的后方；所述角度傳感器的軸通過(guò)角度傳感器聯(lián)軸器與連接軸連接，所述連接軸穿過(guò)右邊支撐板與導(dǎo)向板連接，并通過(guò)軸承固定連接軸；所述導(dǎo)向板中心設(shè)有開孔，導(dǎo)向板的兩端固定在兩個(gè)支撐板的內(nèi)側(cè)，且位于導(dǎo)引輪的下方；導(dǎo)向板中心的開孔處連接有一個(gè)導(dǎo)向套，該導(dǎo)向套一直延伸至移動(dòng)平臺(tái)的通孔且穿過(guò)移動(dòng)平臺(tái)通孔；減重繩穿過(guò)該導(dǎo)向套與減重馬甲連接；每個(gè)壓力傳感器的一端通過(guò)墊板固定在第一導(dǎo)軌所在的減重平臺(tái)支架的邊上，該壓力傳感器的另一端通過(guò)壓板與第一導(dǎo)軌的一端連接，壓板與減重平臺(tái)支架不接觸。
[0010]上述用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)，所述豎直支架的高度為訓(xùn)練者身高的
1.3-2 倍。
[0011]上述用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)，所述繩張力傳感器采用S型張力傳感器。
[0012]上述用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)，控制裝置中恒力減重控制程序的具體流程是:首先要啟動(dòng)控制裝置，在控制裝置穩(wěn)定后開始設(shè)定適合訓(xùn)練的減重值，即減重值為G，這個(gè)設(shè)定的減重值會(huì)存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)作為標(biāo)準(zhǔn)值，繩張力傳感器會(huì)測(cè)出繩子的張力值，這個(gè)張力值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，如果大于標(biāo)準(zhǔn)值，則控制減重電機(jī)放繩，以減小繩子張力；如果繩子張力值不大于標(biāo)準(zhǔn)值，則再次判斷繩子張力是否小于標(biāo)準(zhǔn)值，如果小于標(biāo)準(zhǔn)值則控制減重電機(jī)收繩，以增加繩子張力；如果繩子張力既不大于也不小標(biāo)準(zhǔn)值則減重電機(jī)不做任何處理；在上述三種情況判斷完并且減重電機(jī)也做了相應(yīng)的動(dòng)作以后，再進(jìn)行判斷是否有結(jié)束指令，如果有結(jié)束指令，則訓(xùn)練結(jié)束；如果沒(méi)有結(jié)束指令，則返回繩子張力和標(biāo)準(zhǔn)值比較階段，即最初判斷繩子張力值是否大于標(biāo)準(zhǔn)值G，并一直循環(huán)此過(guò)程。
[0013]上述用于下肢患者康復(fù)訓(xùn)練的減重系統(tǒng)，控制裝置中跑步機(jī)訓(xùn)練平臺(tái)裝置和跟隨減重平臺(tái)裝置的速度控制程序的具體流程是:首先要啟動(dòng)控制裝置，在控制裝置穩(wěn)定后，第一導(dǎo)軌兩端的壓力傳感器會(huì)測(cè)出兩個(gè)壓力值，分別為&和N 2，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這兩個(gè)壓力值&和隊(duì)計(jì)算出移動(dòng)平臺(tái)的位置偏差ΔΧ，然后判斷這個(gè)偏差是否超出允許值，如果超出了允許值，則調(diào)整訓(xùn)練平臺(tái)的跑步機(jī)速度VP，來(lái)減小移動(dòng)平臺(tái)的位置偏差；如果沒(méi)有超出偏差的允許值，則此時(shí)訓(xùn)練平臺(tái)的跑步機(jī)速度VP不需要調(diào)整，當(dāng)訓(xùn)練平臺(tái)的跑步機(jī)速度V卩是否調(diào)整并已作出相應(yīng)動(dòng)作之后，再判斷是否有結(jié)束指令，如果沒(méi)有結(jié)束指令，則返回至壓力傳感器檢測(cè)壓力值階段并一直循環(huán)這個(gè)過(guò)程，如果有結(jié)束指令，則訓(xùn)練結(jié)束；同時(shí)，控制裝置穩(wěn)定后，角度傳感器會(huì)檢測(cè)出減重繩與豎直方向的擺角Θ，控制裝置根據(jù)這個(gè)擺角計(jì)算出角度偏差Α Θ，然后判斷這個(gè)偏差是否超出允許值，如果超出了允許值，則控制移動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整移動(dòng)平臺(tái)速度VT，用來(lái)減小角度偏差，如果沒(méi)有超出偏