專利名稱：一種下肢智能康復訓練裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于康復訓練器械，具體是一種下肢智能康復訓練裝置。
背景技術(shù)：
康復機器人作為一種自動化康復醫(yī)療設(shè)備，它以醫(yī)學理論為依據(jù)，幫助患者進行科學而有效的康復訓練，可以使患者的運動技能得到更好的回復?？祻蜋C器人由計算機控制，并配有相應的傳感器和安全系統(tǒng)，可以自動評價康復訓練效果，根據(jù)病人的實際情況實現(xiàn)最佳訓練。這種機器人也可以作為健康老年人的體育運動訓練器材。在傳統(tǒng)康復訓練機的設(shè)計中，儀器主要提供患者主動行走的平臺。如果重癥患者由于功能喪失無法正常進行主動行走，就要先借助理療師的幫助進行人工輔助的被動行走，直到患者有能力自我行走能力之后，才繼續(xù)進行主動式康復訓練。被動式下肢康復訓練機主要指一些被動式下肢康復機器人，這些康復機器人能夠在一定程度上給患者提供簡單·的訓練方案。市場上現(xiàn)有的傳統(tǒng)下肢康復器材一般缺乏機械被動訓練模式，訓練前期大多需要治療師的外界輔助力量，治療師必須花費很多的體力從而經(jīng)常抱怨疲勞或過重身體壓力。因此治療的次數(shù)以及患者重復的次數(shù)將會有限。實驗室研制的含有被動資料模式的下肢康復機器人多數(shù)為帶有動力的仿生雙足，模態(tài)單一，機構(gòu)笨重復雜，并且控制調(diào)節(jié)繁瑣。傳統(tǒng)的下肢康復器械對治療師依賴性強，方案的多樣化很大程度取決于治療師的經(jīng)驗與水平，且一般只有被動訓練模式，訓練比較單一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種便捷，且訓練方式多樣化的下肢智能康復訓練裝置。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種下肢智能康復訓練裝置，包括控制系統(tǒng)、輔助支架、橢圓機放置平臺、跑步機平臺，輔助支架位于橢圓機放置平臺的前方，跑步機平臺位于橢圓機放置平臺的后方，所述輔助支架的下端設(shè)置有伺服電機，上部設(shè)置有頂部承重機構(gòu)；所述橢圓機放置平臺上設(shè)置有電動橢圓機、3D多媒體模擬系統(tǒng)；所述跑步機平臺上設(shè)置有仿生雙足系統(tǒng)；所述橢圓機放置平臺及跑步機平臺的外側(cè)設(shè)置有手扶桿，所述手扶桿通過升降桿設(shè)置于橢圓機放置平臺及跑步機平臺的外側(cè)；所述控制系統(tǒng)分別與伺服電機、電動橢圓機、3D多媒體模擬系統(tǒng)連接。所述頂部承重機構(gòu)的下端設(shè)置滑塊及扣環(huán)，扣環(huán)通過繩索與滑塊連接，滑塊通過絲桿與伺服電機連接。所述3D多媒體模擬系統(tǒng)包括3D頭戴顯示器、屏幕。所述手扶桿的后端部設(shè)置有伸縮桿。所述跑步機平臺的后端還連接有一塊斜踏板。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于(I)本發(fā)明所述的3D多媒體模擬系統(tǒng)，通過3D模擬環(huán)境的顯示讓高真實度的人機交互變成可能。3D多媒體系統(tǒng)主要負責顯示3D環(huán)境的3D頭戴顯示器以及負責進行數(shù)據(jù)顯示和訓練參數(shù)設(shè)置的屏幕(觸摸屏)。3D多媒體模擬系統(tǒng)可以逼真的模擬人日常生活的行走環(huán)境，并且能以3D顯示的方式展示在平臺用戶的眼前。當患者穿戴好仿生雙足，戴上3D頭戴顯示器2之后，眼前就會顯示3D的行走環(huán)境，當用戶開始行走之后，仿真環(huán)境也將會進行相應的動作，就仿佛人在現(xiàn)實環(huán)境中行走一樣。通過屏幕可以進行訓練參數(shù)(例如行走速度)的設(shè)置，也可以顯示訓練評估數(shù)據(jù)。(2)本發(fā)明訓練多樣化，傳統(tǒng)的下肢康復器械對治療師依賴性強，方案的多樣化很大程度取決于治療師的經(jīng)驗與水平，且訓練比較單一。 (3)本發(fā)明的3D多媒體模擬系統(tǒng)，在訓練中真實的模擬現(xiàn)實環(huán)境?；颊哒咴谟柧氝^程中有身臨其境之感，真實地感覺自己在真實環(huán)境中行走，不僅給訓練增加了娛樂性，更加強了對神經(jīng)的刺激，提高了康復訓練的效果。(4)仿生雙足系統(tǒng)設(shè)置有大腿、小腿、髖關(guān)節(jié)部位、膝關(guān)節(jié)部位及踝關(guān)節(jié)部位的調(diào)節(jié)機構(gòu)，可以調(diào)節(jié)其長度角度等，從而使器械可以進行個性化設(shè)置，完全適應每個患者的生理要求。(5)本發(fā)明結(jié)合橢圓機來近似模擬行走步態(tài)，機構(gòu)簡單，控制方便，只需控電機的制旋轉(zhuǎn)速度即可。本發(fā)明技術(shù)手段簡便易行，具有積極的技術(shù)效果與推廣應用價值。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進行。實施例如圖I所示。本發(fā)明下肢智能康復訓練裝置，包括控制系統(tǒng)、輔助支架4、橢圓機放置平臺5、跑步機平臺12，輔助支架4位于橢圓機放置平臺5的前方，跑步機平臺12位于橢圓機放置平臺5的后方，其特征在于所述輔助支架4的下端設(shè)置有伺服電機6，上部設(shè)置有頂部承重機構(gòu)7 ;所述橢圓機放置平臺5上設(shè)置有電動橢圓機3、3D多媒體模擬系統(tǒng)；所述跑步機平臺12上設(shè)置有仿生雙足系統(tǒng)11 ;所述橢圓機放置平臺5及跑步機平臺12的外側(cè)設(shè)置有手扶桿10，所述手扶桿10通過升降桿13設(shè)置于橢圓機放置平臺5及跑步機平臺12的外側(cè)；所述控制系統(tǒng)分別于伺服電機6、電動橢圓機3、3D多媒體模擬系統(tǒng)連接。所述頂部承重機構(gòu)的下端設(shè)置滑塊8及扣環(huán)9，扣環(huán)9通過繩索與滑塊8連接，滑塊8通過絲桿與伺服電機6連接。通過對伺服電機6的轉(zhuǎn)動控制，可以控制滑塊8的前后移動，從而調(diào)整扣環(huán)9的前后位置及調(diào)整繩索的長度，滿足不同患者的身高要求。電動橢圓機3的滾輪內(nèi)部增加了電機設(shè)備,用于驅(qū)動整個系統(tǒng)的工作，患者無需自身發(fā)力。
仿生雙足系統(tǒng)11，主要給患者提供主動式的康復訓練。模擬了人體的骨骼結(jié)構(gòu)，可通過仿生雙足系統(tǒng)11內(nèi)設(shè)置的諸多角度傳感器，可以捕捉患者腿部各個關(guān)節(jié)的動態(tài)角度，再根據(jù)輸入系統(tǒng)的腿長，就可以推算出人腿部的實時空間坐標。利用這些坐標信息，就可以對患者的行走動作作出分析評估，同時給3D多媒體模擬系統(tǒng)提供提示依據(jù)。仿生雙足系統(tǒng)11，可以根據(jù)每個患者獨特的身體特征進行機構(gòu)的長度調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)的部分以及可調(diào)范圍分別是髖關(guān)節(jié)高度，可調(diào)范圍160mm;大腿長度，可調(diào)范圍105mm;小腿長度，可調(diào)范圍105mm ;踝關(guān)節(jié)高度，可調(diào)范圍36mm ;足底中心離大腿側(cè)邊距離，可調(diào)范圍30_。其中髖關(guān)節(jié)高度是通過氣缸升降進行調(diào)節(jié)的，其余都是通過插銷調(diào)檔調(diào)節(jié)。此外，通過跑步機平臺12處的髖關(guān)節(jié)一段橫臂的旋轉(zhuǎn)檔位的調(diào)節(jié)，以及髖關(guān)節(jié)二段橫臂的配合旋轉(zhuǎn)，就可以調(diào)節(jié)兩腿間的寬度。也可在二段橫臂處還設(shè)有緩沖彈簧，可以補償行走時髖關(guān)節(jié)的上下波動。
所述3D多媒體模擬系統(tǒng)包括3D頭戴顯示器2、屏幕I。3D多媒體模擬系統(tǒng)，通過3D模擬環(huán)境的顯示讓高真實度的人機交互變成可能。3D多媒體系統(tǒng)主要負責顯示3D環(huán)境的3D頭戴顯示器以及負責進行數(shù)據(jù)顯示和訓練參數(shù)設(shè)置的屏幕I (觸摸屏)。3D多媒體模擬系統(tǒng)可以逼真的模擬人日常生活的行走環(huán)境，并且能以3D顯示的方式展示在平臺用戶的眼前。當患者穿戴好仿生雙足，戴上3D頭戴顯示器2之后，眼前就會顯示3D的行走環(huán)境，當用戶開始行走之后，仿真環(huán)境也將會進行相應的動作，就仿佛人在現(xiàn)實環(huán)境中行走一樣。通過屏幕I可以進行訓練參數(shù)(例如行走速度)的設(shè)置，也可以顯示訓練評估數(shù)據(jù)。所述手扶桿10的后端部設(shè)置有伸縮桿14，方便調(diào)節(jié)。為使用更加方便，在跑步機平臺12的后端可增設(shè)一塊斜踏板15。如上所述便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種下肢智能康復訓練裝置，包括控制系統(tǒng)、輔助支架、橢圓機放置平臺、跑步機平臺，輔助支架位于橢圓機放置平臺的前方，跑步機平臺位于橢圓機放置平臺的后方，其特征在于所述輔助支架的下端設(shè)置有伺服電機，上部設(shè)置有頂部承重機構(gòu)；所述橢圓機放置平臺上設(shè)置有電動橢圓機、3D多媒體模擬系統(tǒng)；所述跑步機平臺上設(shè)置有仿生雙足系統(tǒng)；所述橢圓機放置平臺及跑步機平臺的外側(cè)設(shè)置有手扶桿，所述手扶桿通過升降桿設(shè)置于橢圓機放置平臺及跑步機平臺的外側(cè)；所述控制系統(tǒng)分別與伺服電機、電動橢圓機、3D多媒體模擬系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的下肢智能康復訓練裝置，其特征在于所述頂部承重機構(gòu)的下端設(shè)置滑塊及扣環(huán)，扣環(huán)通過繩索與滑塊連接，滑塊通過絲桿與伺服電機連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的下肢智能康復訓練裝置，其特征在于所述3D多媒體模擬系統(tǒng)包括3D頭戴顯示器、屏幕。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下肢智能康復訓練裝置，其特征在于所述手扶桿的后端部設(shè)置有伸縮桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的下肢智能康復訓練裝置，其特征在于所述跑步機平臺的后端還連接有一塊斜踏板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種下肢智能康復訓練裝置，包括控制系統(tǒng)、輔助支架、橢圓機放置平臺、跑步機平臺，輔助支架位于橢圓機放置平臺的前方，跑步機平臺位于橢圓機放置平臺的后方，輔助支架的下端設(shè)置有伺服電機，上部設(shè)置有頂部承重機構(gòu)；橢圓機放置平臺上設(shè)置有電動橢圓機、3D多媒體模擬系統(tǒng)；跑步機平臺上設(shè)置有仿生雙足系統(tǒng)；橢圓機放置平臺及跑步機平臺的外側(cè)設(shè)置有手扶桿，3D多媒體模擬系統(tǒng)，在訓練中真實的模擬現(xiàn)實環(huán)境。患者者在訓練過程中有身臨其境之感，真實地感覺自己在真實環(huán)境中行走，不僅給訓練增加了娛樂性，加強了對神經(jīng)的刺激，提高了康復訓練的效果。橢圓機來近似模擬行走步態(tài)，控制方便，只需控電機的制旋轉(zhuǎn)速度即可。
文檔編號A63B22/04GK102671341SQ201210175098
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者王清輝, 程豪 申請人:華南理工大學