CN111616717B - 具有反馈功能的智能步态康复训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有反馈功能的智能步态康复训练装置，包括：支座；下肢承载组件，包括动力装置、踏板以及腿部关节支架，踏板和腿部关节支架为两个，动力装置分别与各踏板传动连接，以带动两踏板竖向往复交错移动以及前后往复交错移动，腿部关节支架下端分别与踏板固定连接，腿部关节支架上端与支座铰接；压力传感器，安装于踏板，用于检测人体重量；振动器，分别安装于两腿部关节支架中部，用于接触人体膝盖并提供振动；控制器，接收两压力传感器的重量值信号，比较大小得到差值，当差值超过预设值后，发出驱动信号驱使其中一个振动器振动。本发明能对使用者的康复训练进行反馈，更利于矫正康复训练步态。

Description

具有反馈功能的智能步态康复训练装置

技术领域

本发明涉及康复训练装置，具体来说涉及具有反馈功能的智能步态康复训练装置。

背景技术

一些重病患者在治疗后仍无法独立行走，如脑卒中致残、脊髓受伤、中风的病人，需要康复训练装置来恢复下肢包括站立、行走的能力，另外，对于部分老年人，随着身体机能的衰退，也存在下肢控制、调节等活动障碍。因此需要康复训练装置，来协助下肢机能复健。

目前针对下肢步态复健的康复训练装置，多采用传输带式的装置，驱使人体自主向前步行，有的康复训练装置具备踏板、足托等机构，用于支撑下肢特别是腿部、足部，以使下肢被动做康复训练动作。

但是，这些康复训练装置，不管是使用者主动动作还是使用者被动动作，使用者的在进行步态康复训练的动作时，没有动作是否正确的反馈，使用者若长期处于错误的姿势主动或被动训练，都将带来训练后肌肉群的错误姿态协调，从而阻碍了达到有效的康复训练效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供具有反馈功能的智能步态康复训练装置，能对使用者的康复训练进行反馈，更利于矫正康复训练步态。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

具有反馈功能的智能步态康复训练装置，包括：

支座；

下肢承载组件，包括动力装置、踏板以及腿部关节支架，踏板和腿部关节支架为两个，动力装置分别与各踏板传动连接，以带动两踏板竖向往复交错移动以及前后往复交错移动，腿部关节支架下端分别与踏板固定连接，腿部关节支架上端与支座铰接；

压力传感器，安装于踏板，用于检测人体重量；

振动器，分别安装于两腿部关节支架中部，用于接触人体膝盖并提供振动；

控制器，接收两压力传感器的重量值信号，比较大小得到差值，当差值超过预设值后，发出驱动信号驱使其中一个振动器振动。

优选地，下肢承载组件还包括调节杆、滑座和护膝垫，滑座滑动配合于调节杆，调节杆横向固定于腿部关节支架中部，滑座具有内凹的弧形凹板，护膝垫内嵌于弧形凹板，振动器设于护膝垫内。

优选地，下肢承载组件还包括第一调节螺杆，该第一调节螺杆螺纹配合于滑座，第一调节螺杆的杆端用于抵顶调节杆。

优选地，踏板上设有安装凹槽，该安装凹槽遍布于踏板上表面，压力传感器为薄片式压力传感器，并内嵌填充于安装凹槽。

优选地，踏板与腿部关节支架下端垂直固定连接。

优选地，所述具有反馈功能的智能步态康复训练装置还包括腰部限位组件以及前后调节组件，腰部限位组件用于提供限位人体腰腹部的限位环，腰部限位组件通过前后调节组件安装于支座，前后调节组件安装于支座并用于调节腰部限位组件相对于支座的前后位置。

优选地，腰部限位组件包括背板、软垫以及腰部绑带，背板与前后调节组件连接，软垫固设于背板后侧面，腰部绑带设于软垫两侧，腰部绑带用于与软垫围合形成用于限位人体腰腹的限位环。

优选地，前后调节组件包括固定座、调节板、紧固螺杆、导柱和第二调节螺杆，导柱一端固定于所述背板，导柱另一端滑动穿入调节板后侧，第二调节螺杆由调节板的前侧穿入并螺纹配合于导柱内；紧固螺杆由调节板顶部穿入调节板与调节板螺纹配合，且紧固螺杆的杆端与固定座相抵顶，固定座固定于支座。

优选地，所述具有反馈功能的智能步态康复训练装置还包括上肢限位组件以及联动杆，联动杆一端与上肢限位组件铰接，联动杆另一端与下肢承载组件铰接。

优选地，上肢限位组件包括滑动机构以及供人手握持的握持部，握持部固定于滑动机构并位于下肢承载组件上方，滑动机构与支座沿前后方向滑动配合，联动杆一端与滑动机构铰接，联动杆另一端与下肢承载组件铰接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过压力传感器获得的人体重量，再结合比较两个踏板获得的重量的大小差值，来驱使振动器振动，从而给予使用者重心偏移的反馈，因为当使用者重心偏移后，其对应偏移方向的所在的踏板获得的重量值相对于另一个踏板更大，而当该差值当超过设定值后，则认为使用者产生了重心偏移，而通过振动器的振动反馈，能及时提醒康复训练过程中的使用者，使用者得以及时矫正重心偏移的训练步态，更为智能地提升康复训练的效果。

附图说明

图1为本发明具有反馈功能的智能步态康复训练装置的立体结构示意图之一；

图2为图1中的A处放大示意图；

图3为本发明具有反馈功能的智能步态康复训练装置的立体结构示意图之二(省去调节板)；

图4为图3中的B处放大示意图。

图中：1、支座；2、下肢承载组件；21、动力装置；22、踏板；221、安装凹槽；23、腿部关节支架；24、调节杆；25、滑座；251、弧形凹板；26、护膝垫；27、第一调节螺杆；3、腰部限位组件；31、背板；32、软垫；33、腰部绑带；34、限位环；4、前后调节组件；41、固定座；42、调节板；43、紧固螺杆；44、导柱；45、第二调节螺杆；5、上肢限位组件；51、滑动机构；52、握持部；6、联动杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示的具有反馈功能的智能步态康复训练装置，包括：支座1、下肢承载组件2、压力传感器(图未示)、振动器(图未示)和控制器(图未示)；其中：

支座1；

下肢承载组件2，包括动力装置21、踏板22以及腿部关节支架23，踏板22和腿部关节支架23为两个，动力装置21分别与各踏板22传动连接，以带动两踏板22竖向往复交错移动以及前后往复交错移动，腿部关节支架23下端分别与踏板22固定连接，腿部关节支架23上端与支座1铰接；

压力传感器，安装于踏板22，用于检测人体重量；

振动器，分别安装于两腿部关节支架23中部，用于接触人体膝盖并提供振动；

控制器，接收两压力传感器的重量值信号，比较大小得到差值，当差值超过预设值后，发出驱动信号驱使其中一个振动器振动。

通过压力传感器获得的人体重量，再结合比较两个踏板22获得的重量的大小差值，来驱使振动器振动，从而给予使用者重心偏移的反馈，因为当使用者重心偏移后，其对应偏移方向的所在的踏板22获得的重量值相对于另一个踏板22更大，而当该差值当超过设定值后，则认为使用者产生了重心偏移，而通过振动器的振动反馈，能及时提醒康复训练过程中的使用者，使用者得以及时矫正重心偏移的训练步态，更为智能地提升康复训练的效果。

其中，重心偏移时，可以通过控制器的预设选择，以使重心偏移所偏向的振动器发生振动，如此能及时提醒使用者重心偏移的方向是振动的一边方向。当然，也可设置为与前述反方向的振动器振动，如此能及时提醒使用者往振动器振动的一边方向倾斜调整重心。本实施例的控制器为常规具备比较和判断的IC芯片，也可采用CPU、MCU、或单片机等进行比较、判断、存储预设值的操作，以及时使振动器反馈至人体膝盖。动力装置21可采用电机带动丝杆螺母传动，实现的二轴滑移机构，通过配置两个动力装置21来实现两踏板22的交错运动。振动器可采用微型振动器，例如应用于手机振动的振动马达。

如图2所示，本实施例的下肢承载组件2还包括调节杆24、滑座25和护膝垫26，滑座25滑动配合于调节杆24，调节杆24横向固定于腿部关节支架23中部，滑座25具有内凹的弧形凹板251，护膝垫26内嵌于弧形凹板251，振动器设于护膝垫26内。如此，通过滑座25相对于调节杆24的位移调节，可实现护膝垫26的位置调节，以适配不同人群体格、身高。弧形凹板251的配置，使护膝垫26除其弹性力贴紧膝盖外，还更能形成对膝盖的包覆作用，防止膝盖移位。进一步，为便于滑座25的位置调节和固定，下肢承载组件2还包括第一调节螺杆27，该第一调节螺杆27螺纹配合于滑座25，第一调节螺杆27的杆端用于抵顶调节杆24，通过第一调节螺杆27来紧固固定滑座25，进而固定护膝垫26的位置。

为便于压力传感器的安装，踏板22上设有安装凹槽221，该安装凹槽221遍布于踏板22上表面，压力传感器为薄片式压力传感器，并内嵌填充于安装凹槽221。如此，压力传感器能直接接触到人体足底，以检测所受重力的数值及变化。为更好地矫正使用者康复训练的步态，本实施例的踏板22与腿部关节支架23下端垂直固定连接，以使人体脚掌与小腿保持在垂直状态的步态下康复训练。

为进一步适配不同使用者的体格、身高，并更好地辅助使用者矫正正确的训练步态，如图1所示，本实施例的具有反馈功能的智能步态康复训练装置还包括腰部限位组件3以及前后调节组件4，腰部限位组件3用于提供限位人体腰腹部的限位环34，腰部限位组件3通过前后调节组件4安装于支座1，前后调节组件4安装于支座1并用于调节腰部限位组件3相对于支座1的前后位置。通过前后调节组件4的向前向后的移动推力，连带调整腰部限位组件3的前后位置，以更好地适应各种人群的体格；而且腰部限位组件3也对步态训练起到牵制作用，还能防止使用者倾倒。

具体是，如图1所示，本实施例的腰部限位组件3包括背板31、软垫32以及腰部绑带33，背板31与前后调节组件4连接，软垫32固设于背板31后侧面，腰部绑带33设于软垫32两侧，腰部绑带33用于与软垫32围合形成用于限位人体腰腹的限位环34。限位环34具备软垫32提供的弹性，可以进行柔性的位置、大小变化，更能适应不同人的身体大小和身高。

如图1，如图4所示，本实施例的前后调节组件4包括固定座41、调节板42、紧固螺杆43、导柱44和第二调节螺杆45，导柱44一端固定于所述背板31，导柱44另一端滑动穿入调节板42后侧，第二调节螺杆45由调节板42的前侧穿入并螺纹配合于导柱44内；紧固螺杆43由调节板42顶部穿入调节板42与调节板42螺纹配合，且紧固螺杆43的杆端与固定座41相抵顶，固定座41固定于支座1。需要调整腰部限位组件3的前后位置时，先将紧固螺杆43旋松，以使第二调节螺杆45的旋转能够转换成顶推或拉紧导柱44的作用力，进而使背板31在导柱44外表与调节板42滑移的作用下前后移动调整。

如图1，图3所示，本实施例的具有反馈功能的智能步态康复训练装置还包括上肢限位组件5以及联动杆6，联动杆6一端与上肢限位组件5铰接，联动杆6另一端与下肢承载组件2铰接。如此，使用者的上肢能够得到一定牵引限制，在联动杆6的传动下，还能与下肢承载组件2联动，结合腰部限位组件3，以使使用者上肢、腰腹部、下肢均得到有效的被动牵引，康复训练的步态更为准确有效。

具体地，本实施例的上肢限位组件5包括滑动机构51以及供人手握持的握持部52，握持部52固定于滑动机构51并位于下肢承载组件2上方，滑动机构51与支座1沿前后方向滑动配合，联动杆6一端与滑动机构51铰接，联动杆6另一端与下肢承载组件2铰接。使用者抓握握持部52后，手部可被握持部52往复带动移动，而滑动机构51提供了握持部52往复滑移的能力，联动杆6则为滑动机构51传递了滑移的动力，如此使上肢限位组件5、腰部限位组件3、下肢限位组件共同作用于使用者人体，牵引使用者的康复训练步态和身体姿态，防止使用者长久训练后的姿态变形、移位。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述实施例内容，利用本领域的常规技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想且不冲突的前提下，以上优选实施例还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，所获得的其它实施例均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.具有反馈功能的智能步态康复训练装置，其特征在于，包括：

支座；

下肢承载组件，包括动力装置、踏板以及腿部关节支架，踏板和腿部关节支架为两个，动力装置分别与各踏板传动连接，以带动两踏板竖向往复交错移动以及前后往复交错移动，腿部关节支架下端分别与踏板固定连接，腿部关节支架上端与支座铰接；下肢承载组件还包括调节杆、滑座和护膝垫，滑座滑动配合于调节杆，调节杆横向固定于腿部关节支架中部，滑座具有内凹的弧形凹板，护膝垫内嵌于弧形凹板，振动器设于护膝垫内；

压力传感器，安装于踏板，用于检测人体重量；踏板上设有安装凹槽，该安装凹槽遍布于踏板上表面，压力传感器为薄片式压力传感器，并内嵌填充于安装凹槽；

振动器，分别安装于两腿部关节支架中部，用于接触人体膝盖并提供振动；

控制器，接收两压力传感器的重量值信号，比较大小得到差值，当差值超过预设值后，发出驱动信号驱使其中一个振动器振动；

所述具有反馈功能的智能步态康复训练装置还包括腰部限位组件、前后调节组件、上肢限位组件以及联动杆，腰部限位组件用于提供限位人体腰腹部的限位环，腰部限位组件通过前后调节组件安装于支座，前后调节组件安装于支座并用于调节腰部限位组件相对于支座的前后位置；联动杆一端与上肢限位组件铰接，联动杆另一端与下肢承载组件铰接；

上肢限位组件包括滑动机构以及供人手握持的握持部，握持部固定于滑动机构并位于下肢承载组件上方，滑动机构与支座沿前后方向滑动配合，联动杆一端与滑动机构铰接，联动杆另一端与下肢承载组件铰接。

2.根据权利要求1所述的具有反馈功能的智能步态康复训练装置，其特征在于，下肢承载组件还包括第一调节螺杆，该第一调节螺杆螺纹配合于滑座，第一调节螺杆的杆端用于抵顶调节杆。

3.根据权利要求1所述的具有反馈功能的智能步态康复训练装置，其特征在于，踏板与腿部关节支架下端垂直固定连接。

4.根据权利要求1所述的具有反馈功能的智能步态康复训练装置，其特征在于，腰部限位组件包括背板、软垫以及腰部绑带，背板与前后调节组件连接，软垫固设于背板后侧面，腰部绑带设于软垫两侧，腰部绑带用于与软垫围合形成用于限位人体腰腹的限位环。

5.根据权利要求4所述的具有反馈功能的智能步态康复训练装置，其特征在于，前后调节组件包括固定座、调节板、紧固螺杆、导柱和第二调节螺杆，导柱一端固定于所述背板，导柱另一端滑动穿入调节板后侧，第二调节螺杆由调节板的前侧穿入并螺纹配合于导柱内；紧固螺杆由调节板顶部穿入调节板与调节板螺纹配合，且紧固螺杆的杆端与固定座相抵顶，固定座固定于支座。