CN210145027U - 床式步态康复训练*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种床式步态康复训练***，包括床体、驱动机构、传动机构、腿部支撑模块和/或足部运动模块；所述腿部支撑模块包括大腿支撑模块和小腿支撑模块，其可拆卸地安装于所述床体的至少一侧，用于支撑患者的大腿和小腿；所述足部运动模块为跑步机，其可拆卸地安装于所述床体的一端部；所述驱动机构用于驱动所述足部运动模块运动，并通过所述传动机构驱动所述腿部支撑模块沿床体上下运动。本实用新型的床式步态康复训练***，将腿部和足部的康复训练装置做成单独的模块，各模块可拆卸地与床体连接，可以根据患者的需求增加或去除某一模块，实现了康复训练***多功能、低成本、适用范围广、能适用于不同康复训练阶段的目标。

Description

床式步态康复训练***

技术领域

本实用新型涉及康复训练设备技术领域，具体涉及一种床式步态康复训练***。

背景技术

目前出现的康复训练机器人大多针对患者特定的康复阶段进行康复训练，并且已经在临床上取得了初步的康复治疗效果，但是由于其功能单一，无法应用于康复训练的整个过程，康复机器人的使用率较低，导致康复周期较长。

现有的下肢康复训练机器人还存在一些不足之处。有些康复机器人由于驱动器较少，运动效果不理想，或只能进行单一的踏步训练，康复训练的步态曲线与正常人行走的步态曲线差别较大；驱动器较多的康复机器人，一个电机驱动一个机器人关节，进而带动人体进行康复训练，康复训练效果较好，但成本高，造价昂贵，经济性差且控制较复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种床式步态康复训练***，将腿部和足部的康复训练装置做成单独的模块，各模块通过快速拆装接口与床体连接，可以根据患者的需求增加或去除某一模块，实现了康复训练***多功能、低成本、适用范围广、能适用于不同康复训练阶段的目标。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种床式步态康复训练***，包括床体、驱动机构、传动机构、腿部支撑模块和/或足部运动模块；所述腿部支撑模块包括大腿支撑模块和小腿支撑模块，所述大腿支撑模块和小腿支撑模块可拆卸地安装于所述床体的至少一侧，用于支撑患者的腿部；所述足部运动模块为跑步机，其可拆卸地安装于所述床体的一端部；所述驱动机构用于驱动所述足部运动模块运动，并通过所述传动机构驱动所述腿部支撑模块沿床体上下运动。

本实用新型中，驱动机构和传动机构设置于床体的内部，用于驱动腿部支撑模块按正常人行走时的步态规律沿床体上下运动，从而带动患者腿部按正常人行走时的步态轨迹运动，达到康复训练的目的。

进一步地，所述腿部支撑模块、足部运动模块通过快快速拆装接口安装在床体上，从而可以实现各模块的快速拆装。

进一步地，所述腿部支撑模块包括竖支撑板、横支撑杆以及腿部支撑座，所述竖支撑板的下端可拆卸地连接于所述传动机构上，上端与所述横支撑杆固定连接；所述腿部支撑座的固连于所述横支撑杆上。

进一步地，所述竖支撑板的上端通过蝶形螺母与横支撑杆固定连接；优选地，竖支撑板的上端设有多个安装孔，用以调整横支撑杆的相对位置，以适应不同腿长的患者。

进一步地，所述横支撑杆包括第一横支撑杆和第二横支撑杆，所述第一横支撑杆和第二横支撑杆通过调整套筒连接。调整套筒用于调节第一横支撑杆和第二横支撑杆在轴向的相对位置，进而调节腿部支撑座的位置，以适应不同腿间距的患者。

进一步地，所述横支撑杆上设有转动件，所述腿部支撑座的下部设有导轨，所述转动件上设有与所述导轨配合滑动的第一滑块。导轨与第一滑块相对滑动，转动件与横支撑杆相对转动，以实现人机柔顺连接，避免患者被过度约束而产生二次伤害。

进一步地，所述传动机构包括连杆滑块机构、凸轮以及滚子推杆；其中，所述连杆滑块机构包括连杆固定座、第一连杆、第二连杆、竖直导轨、连杆连接块以及滑接于所述竖直导轨上的第二滑块，所述连杆固定座和竖直导轨均固连于床体上，第一连杆和第二连杆相互铰接，其两端再分别铰接于连杆固定座和连杆连接块上，所述第二滑块固定于连杆连接块上；所述竖支撑板的下端可拆卸地连接于所述连杆连接块上；所述凸轮通过所述驱动机构驱动旋转，凸轮上开设有曲线槽，所述滚子推杆的一端于所述曲线槽内运动，另一端固定于所述连杆滑块机构的第一连杆上。

本实用新型中，所述凸轮通过驱动机构驱动而绕其中心转动，进而带动滚子推杆在凸轮的曲线槽内运动；滚子推杆的运动会带动第一连杆绕其与连杆固定座的铰接点转动，进而带动连杆连接块沿竖直导轨上下运动。连杆连接块通过快速拆装接口与腿部支撑模块的竖支撑板连接，因此，连杆连接块得以带动腿部支撑模块沿床体上下运动。

腿部支撑模块的运动轨迹由凸轮的转动速度和凸轮上曲线槽的形状确定。由于人体在正常行走时大腿和小腿的摆动不一致，所以大腿支撑模块和小腿支撑模块的传动机构的凸轮曲线不一致，其它结构一致。

由于人体在正常行走时左右两条腿的步态周期始终保持50％的相位差，所以床体左右两侧的大腿支撑模块和小腿支撑模块的传动机构，其凸轮转动周期始终保持50％的相位差。

将大腿支撑模块的传动机构中的凸轮命名为大腿凸轮，小腿支撑模块的传动机构中的凸轮命名为小腿凸轮。进一步地，床体左右两侧的大腿凸轮分别连接在大腿凸轮传动轴的两端，转动周期相差50％；床体左右两侧的小腿凸轮分别连接在小腿凸轮传动轴的两端，转动周期相差50％。两根传动轴同步转动，由同一个电机驱动。

进一步地，足部运动模块采用左右对称结构，其包括左右两侧板以及位于两侧板之间的跑步带；跑步带下方安装踏板，以承受患者体重，踏板固连在两侧板上。在左右两侧板上安装主动轴和从动轴，跑步带缠绕在主动轴与从动轴上，由主动轴为其提供转矩。

左右两侧板之间还设有跑步机第一传动轴和跑步机第二传动轴，跑步机第一传动轴和跑步机第二传动轴上分别安装有相互啮合的跑步机第一齿轮和跑步机第二齿轮；足部运动模块的动力输入机构是跑步机第一齿轮，跑步机第一齿轮与床体内部的驱动机构的齿轮相啮合，床体内部的驱动机构带动跑步机第一齿轮转动，跑步机第一齿轮带动跑步机第二齿轮转动，进而带动跑步机第二传动轴转动。跑步机第二传动轴两端安装第二同步带轮，第二同步带轮通过同步带驱动第一同步带轮转动，两个第一同步带轮分别安装在主动轴两端，带动主动轴转动，从而使跑步带绕主动轴和从动轴转动。

由于人在正常行走时，腿部运动速度与足部运动速度有确定的匹配关系，所以跑步带的运行速度与大腿运动模块和小腿运动模块的运行速度相匹配；而跑步带的运行速度与大腿运动模块和小腿运动模块的运行速度之间的匹配关系由床体的传动机构确定。由于各运动模块的运动速度有确定的匹配关系，所以腿部运动模块和足部运动模块的运动可以由同一个电机驱动。

进一步地，所述驱动机构包括一电机，所述电机驱动所述足部运动模块和腿部运动模块同步运动。

进一步地，所述驱动机构具体包括电机以及固定于电机主轴上的齿轮Ⅰ，在大腿凸轮传动轴上分别固定有齿轮Ⅱ以及第一链轮，小腿凸轮传动轴上分别固定有第二链轮和第三链轮；还包括齿轮传动轴以及固定于所述齿轮传动轴上的第四链轮和传动齿轮。

当电机驱动齿轮Ⅰ转动时，齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ啮合传动，齿轮Ⅱ带动大腿凸轮传动轴转动，大腿凸轮传动轴两侧分别安装两个大腿凸轮，两个大腿凸轮随大腿凸轮传动轴转动；同时，大腿凸轮传动轴上安装的第一链轮通过链条带动第二链轮同步转动；第二链轮带动小腿凸轮传动轴转动，小腿凸轮传动轴两侧分别安装两个小腿凸轮，两个小腿凸轮随小腿凸轮传动轴转动；同时，小腿凸轮传动轴上安装的第三链轮通过链条带动第四链轮同步转动，带动齿轮传动轴转动，进而带动足部模块上的传动齿轮转动，以驱动足部模块运动。

腿部支撑模块与足部运动模块同步运动，传动比分配关系由齿轮和链轮的齿数决定。

进一步地，所述床体包括底部框架以及床身，所述底部框架上设有驱动推杆，所述驱动推杆用于推动床身于0～90°范围内转动，以便患者进行平躺、倾斜和站立时的康复训练，以适应不同的康复阶段。优选地，所述驱动推杆为气动弹簧。优选地，床面分为两部分，在进行康复训练时，下床面可以向下翻转一定角度，避免床板与患者腿部干涉。

进一步地，所述床身的两侧安装有扶手，以便患者在进行康复训练时稳定身体。

进一步地，所述床身相对于足部运动模块的另一端安装有悬吊机构，以便患者在进行倾斜或接近站立姿态下的康复训练时，悬吊患者上身，从而减轻患者下肢所承受的负载，利于患者康复。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型应用模块化的理念，将腿部和足部的康复训练装置做成单独的模块，各模块可拆卸地与床体连接，可以根据患者的需求增加或去除某一模块，实现了康复训练***多功能、低成本、适用范围广、能适用于不同康复训练阶段的目标。

2.本实用新型将凸轮作为腿部支撑模块的运动传递机构，腿部支撑模块的运动状态只与凸轮曲线和电机转速相关，通过改变凸轮曲线就可以改变腿部支撑模块的运动轨迹，即使***在运行时出现故障，也不会对患者造成二次伤害，安全系数高。

3.本实用新型只使用一个电机作为康复训练***的驱动原件，根据正常人腿、足部运动规律将康复训练***腿部支撑模块和足部运动模块设计成联动，康复训练***各模块的运动能够精确符合正常人行走时的运动轨迹。

附图说明

图1是本实用新型的床式步态康复训练***总体效果图；

图2是拆除各运动模块后的床体结构示意图；

图3是床体处于不同倾角时的示意图；

图4是腿部支撑模块的结构示意图；

图5是传动机构的结构示意图；

图6是大腿支撑模块和小腿支撑模块的传动机构在床体上的位置示意图；

图7是足部运动模块的结构示意图；

图8是驱动机构的结构示意图；

图中标号说明：1、床体；11、扶手；12、床面；13、悬吊机构；14、护板；15、脚轮；16、气动弹簧；

2、腿部支撑模块；21、竖支撑板；22、蝶形螺母；23、横支撑杆；231、第一横支撑杆；232、第二横支撑杆；24、调整螺钉；25、调整套筒；26、腿部支撑座；27、导轨；28、第一滑块；29、转动件；

3、足部运动模块；301、连接接口；302、同步带护板；303、侧板；304、跑步带；305、踏板；306、从动轴；307、支座；308、主动轴；309、第一同步带轮；310、同步带；311、同步带张紧装置；312、第二同步带轮；313、跑步机第二齿轮；314、跑步机第一齿轮；315、跑步机第二传动轴；316、跑步机第一传动轴；

4、传动机构；401、连杆固定座；402、第一铰链销；403、推杆固定销；404、第一连杆；405、第二滑块；406、竖直导轨；407、连杆连接块；408、第二铰链；409、第二连杆；410、第三铰链销；411、滚子推杆；412、凸轮；

501、传动齿轮；502、齿轮传动轴；503、第四链轮；504、小腿凸轮传动轴；505、第三链轮；506、第二链轮；507、电机；508、齿轮Ⅰ；509、齿轮Ⅱ；510、大腿凸轮传动轴；511、第一链轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型的床式步态康复训练***的一实施例，由床体1和各运动模块组成。运动模块包括足部运动模块3和腿部支撑模块2，腿部支撑模块2分为四组结构相同的模块，分别连接患者的大腿和小腿；足部运动模块3为跑步机。

在不进行康复训练时，各运动模块可以通过快速拆装接口很方便的从床体1上拆下来，此时的床体1即为普通病床。拆除各运动模块后的床体1如图2所示。

参见图3，床体1为框架结构，其包括底部框架以及床身，床身的两侧设有护板14，底部框架上安装有脚轮15。底部框架上设有驱动推杆，所述驱动推杆用于推动床身于0～90°范围内转动，以便患者进行平躺、倾斜和站立时的康复训练，以适应不同的康复阶段。床面12分为两部分，在进行康复训练时，下床面12可以向下翻转一定角度，避免床板与患者腿部干涉。驱动推杆优选为气动弹簧16。

床身的两侧安装有扶手11，以便患者在进行康复训练时稳定身体。床身相对于足部运动模块3的另一端安装有悬吊机构13，以便患者在进行倾斜或接近站立姿态下的康复训练时，悬吊患者上身，从而减轻患者下肢所承受的负载，利于患者康复。

腿部支撑模块2由四组结构相同的模块组成，此处以其中一组进行介绍，如图4所示。

具体的，腿部支撑模块2包括竖支撑板21、横支撑杆23以及腿部支撑座26，其中竖支撑板21的下端靠快速拆装接口连接在床体1内部的传动机构4上，上端通过蝶形螺母22连接于横支撑杆23上。竖支撑板21的上端预留三个孔，用以调整横支撑杆23的相对位置，以适应不同腿长的患者。优选地，横支撑杆23包括第一横支撑杆231与第二横支撑杆232，第一横支撑杆231与第二横支撑杆232通过调整套筒25连接，从而能够调节第一横支撑杆231与第二横支撑杆232在轴向的相对位置，进而调节腿部支撑座26的位置，以适应不同腿间距的患者。第二横支撑杆232上设有转动件29，所述腿部支撑座26的下部设有导轨27，所述转动件29上设有与所述导轨27配合滑动的第一滑块28。导轨27与第一滑块28相对滑动，转动件29与第二横支撑杆232相对转动，以实现人机柔顺连接，避免患者被过度约束而产生二次伤害。

床体1内部放置驱动机构和传动机构4，驱动四个腿部支撑模块2按正常人行走时的步态规律沿床体1上下运动，从而带动患者腿部按正常人行走时的步态轨迹运动，达到康复训练的目的。

参见图5，腿部支撑模块2的传动机构4位于床体1内部，也由四组结构相似的模块组成，分别驱动左右两侧的大腿和小腿运动模块，此处拿其中一组进行介绍。

传动机构4包括连杆滑块机构、凸轮412以及滚子推杆411；其中，连杆滑块机构包括连杆固定座401、第一连杆404、第二连杆409、竖直导轨406、连杆连接块407以及滑接于所述竖直导轨406上的第二滑块405，连杆固定座401和竖直导轨406均固连于床体1上，第一连杆404通过第一铰链销402铰接于连杆固定座401上，第二连杆409通过第二铰链408销铰接于连杆连接块407上，第一连杆404和第二连杆409通过第三铰链销410铰接，竖支撑板21的下端通过快拆接口连接于所述连杆连接块407上。凸轮412通过驱动机构驱动旋转，凸轮412上开设有曲线槽，滚子推杆411的一端于所述曲线槽内运动，另一端通过推杆固定销403连接于连杆滑块机构的第一连杆404上。

本实用新型中，凸轮412通过驱动机构驱动而绕其中心转动，进而带动滚子推杆411在凸轮412的曲线槽内运动；滚子推杆411可绕推杆固定销403转动，滚子推杆411通过推杆固定销403带动第一连杆404绕第一铰链销402转动，进而带动连杆连接块407沿竖直导轨406上下运动。连杆连接块407通过快速拆装接口与腿部支撑模块2的竖支撑板21连接，因此，连杆连接块407得以带动腿部支撑模块2沿床体1上下运动。

腿部支撑模块2的运动轨迹由凸轮412的转动速度和凸轮412上曲线槽的形状确定。由于人体在正常行走时大腿和小腿的摆动不一致，所以大腿支撑模块和小腿支撑模块的传动机构4的凸轮412曲线不一致，其它结构一致。

参见图6，由于人体在正常行走时左右两条腿的步态周期始终保持50％的相位差，所以床体1左右两侧的大腿支撑模块和小腿支撑模块的传动机构4，其凸轮412转动周期始终保持50％的相位差。

将大腿支撑模块的传动机构4中的凸轮412命名为大腿凸轮412，小腿支撑模块的传动机构4中的凸轮412命名为小腿凸轮412。床体1左右两侧的大腿凸轮412分别连接在大腿凸轮传动轴510的两端，转动周期相差50％；床体1左右两侧的小腿凸轮412分别连接在小腿凸轮传动轴504的两端，转动周期相差50％。两根传动轴同步转动，由同一个电机507驱动。

参见图7，足部运动模块3为跑步机，其可以通过快速拆装接口方便地安装在床体1上或从床体1上拆下。

足部运动模块3采用左右对称结构，其包括左右两侧板303以及位于两侧板303之间的跑步带304；跑步带304下方安装踏板305，以承受患者体重，踏板305固连在两侧板303上。在左右两侧板303上安装主动轴308和从动轴306，跑步带304缠绕在主动轴308与从动轴306上，由主动轴308为其提供转矩。

左右两侧板303之间还设有跑步机第一传动轴316和跑步机第二传动轴315，跑步机第一传动轴316和跑步机第二传动轴315上分别安装有相互啮合的跑步机第一齿轮314和跑步机第二齿轮313；足部运动模块3的动力输入机构是跑步机第一齿轮314，跑步机第一齿轮314与床体1内部的驱动机构的齿轮相啮合，床体1内部的驱动机构带动跑步机第一齿轮314转动，跑步机第一齿轮314带动跑步机第二齿轮313转动，进而带动跑步机第二传动轴315转动。跑步机第二传动轴315两端安装第二同步带轮312，第二同步带轮312通过同步带驱动第一同步带轮309转动，两个第一同步带轮309分别安装在主动轴308两端，带动主动轴308转动，从而使跑步带304绕主动轴308和从动轴306转动。

由于人在正常行走时，腿部运动速度与足部运动速度有确定的匹配关系，所以跑步带304的运行速度与大腿运动模块和小腿运动模块的运行速度相匹配；而跑步带304的运行速度与大腿运动模块和小腿运动模块的运行速度之间的匹配关系由床体1的传动机构4确定。由于各运动模块的运动速度有确定的匹配关系，所以腿部运动模块和足部运动模块3的运动可以由同一个电机507驱动。

驱动机构位于床体1的内部，其结构如图8所示。从图中可以看出，驱动机构包括电机507以及固定于电机507主轴上的齿轮Ⅰ508，在大腿凸轮传动轴510上分别固定有齿轮Ⅱ509以及第一链轮511，小腿凸轮传动轴504上分别固定有第二链轮506和第三链轮505；还包括齿轮传动轴502以及固定于所述齿轮传动轴502上的第四链轮503和传动齿轮501。

当电机507驱动齿轮Ⅰ508转动时，齿轮Ⅰ508与齿轮Ⅱ509啮合传动，齿轮Ⅱ509带动大腿凸轮传动轴510转动，大腿凸轮传动轴510两侧分别安装两个大腿凸轮412，两个大腿凸轮412随大腿凸轮传动轴510转动；同时，大腿凸轮传动轴510上安装的第一链轮511通过链条带动第二链轮506同步转动；第二链轮506带动小腿凸轮传动轴504转动，小腿凸轮传动轴504两侧分别安装两个小腿凸轮412，两个小腿凸轮412随小腿凸轮传动轴504转动；同时，小腿凸轮传动轴504上安装的第三链轮505通过链条带动第四链轮503同步转动，带动齿轮传动轴502转动，进而带动足部模块上的传动齿轮501转动，以驱动足部模块运动。

腿部支撑模块2与足部运动模块3同步运动，传动比分配关系由齿轮和链轮的齿数决定。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种床式步态康复训练***，其特征在于，包括床体、驱动机构、传动机构、腿部支撑模块和/或足部运动模块；

所述腿部支撑模块包括大腿支撑模块和小腿支撑模块，所述大腿支撑模块和小腿支撑模块可拆卸地安装于所述床体的至少一侧，用于支撑患者的大腿和小腿；所述足部运动模块为跑步机，其可拆卸地安装于所述床体的一端部；

所述驱动机构用于驱动所述足部运动模块运动，并通过所述传动机构驱动所述腿部支撑模块沿床体上下运动，从而带动患者腿部按正常人行走时的步态轨迹运动。

2.如权利要求1所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述腿部支撑模块、足部运动模块通过快速拆装接口与所述床体连接。

3.如权利要求1所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述腿部支撑模块包括竖支撑板、横支撑杆以及腿部支撑座，所述竖支撑板的下端可拆卸地连接于所述传动机构上，上端与所述横支撑杆固定连接；所述腿部支撑座的固连于所述横支撑杆上。

4.如权利要求3所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述横支撑杆包括第一横支撑杆和第二横支撑杆，所述第一横支撑杆和第二横支撑杆通过调整套筒连接。

5.如权利要求3所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述横支撑杆上设有转动件，所述腿部支撑座的下部设有导轨，所述转动件上设有与所述导轨配合滑动的第一滑块。

6.如权利要求3所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述传动机构包括连杆滑块机构、凸轮以及滚子推杆；

所述连杆滑块机构包括连杆固定座、第一连杆、第二连杆、竖直导轨、连杆连接块以及滑接于所述竖直导轨上的第二滑块，所述连杆固定座和竖直导轨均固连于床体上，第一连杆和第二连杆相互铰接，其两端再分别铰接于连杆固定座和连杆连接块上，所述第二滑块固定于连杆连接块上；所述竖支撑板的下端可拆卸地连接于所述连杆连接块上；

所述凸轮通过所述驱动机构驱动旋转，凸轮上开设有曲线槽，所述滚子推杆的一端于所述曲线槽内运动，另一端固连于所述第一连杆上。

7.如权利要求1所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述驱动机构包括一电机，所述电机驱动所述足部运动模块和腿部运动模块同步运动。

8.如权利要求1所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述床体包括底部框架以及床身，所述底部框架上设有驱动推杆，所述驱动推杆用于推动床身于0～90°范围内转动。

9.如权利要求8所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述床身的两侧安装有扶手。

10.如权利要求8所述的床式步态康复训练***，其特征在于，所述床身相对于足部运动模块的另一端安装有悬吊机构。

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