一种机械虚拟步行训练助行装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种机械虚拟步行训练助行装置，包括支承减重车、步行轨迹模拟装置、踝关节角度调节装置和脚踏板装置；支承减重车包括安装底板、前轮、前轮转向装置、后轮、后轮联动装置、移动托台及穿戴式跨步牵拉绑带，用于配合移动托台一起支撑患者，辅助患者站立，并进行康复训练；踝关节角度调节装置用于带动脚踏板装置转动一定角度，踝关节角度调节装置安装在步行轨迹模拟装置上，步行轨迹模拟装置用于驱动患者的脚步进行康复训练运动；后轮联动装置与踝关节角度调节装置连接，踝关节角度调节装置为后轮联动装置提供驱动力，实现后轮与脚踏板装置同步转动，前轮转向装置用于改变前轮的转动方向，从而改变整个装置的运动方向。

【技术实现步骤摘要】
一种机械虚拟步行训练助行装置
本技术属于康复器械
，尤其是涉及一种机械虚拟步行训练助行装置。
技术介绍
大多数脊柱损伤患者，上肢健全，下肢全瘫，下肢由于长期缺乏训练引起肢体肌肉萎缩，为了防止患者在恢复过程中进一步肌肉萎缩，通常会在恢复期给予康复训练。助行器是辅助脊柱损伤患者或行走不便的人在恢复期进行康复训练的一种步行器具。使用助行器可以保证使用者身体平衡，下肢承重减少，缓解疼痛，通过训练改善步态。目前国内外助行器，根据其结构和功能，可将其分为三类：无动力式助行器、功能性电刺激助行器和动力式助行器。第一类主要用于辅助人体支撑体重、保持平衡，并不能进行真正意义上被动康复下肢训练，第二类主要利用电刺激进行康复训练助行器，第三类动力式助行器为动力式外骨骼下肢康复训练装置，外骨骼式助行器在一定程度上能够有效的补偿患者的下肢功能，帮助实现站立与行走。但目前外骨骼式助行器受驱动力制约，无法保证下肢全瘫患者站立以及下地步行助行训练。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述技术问题而提供一种机械虚拟步行训练助行装置。本技术机械虚拟步行训练助行装置为一种用于下肢康复训练与助行的医疗器械，尤其适用于脊柱损伤患者在康复训练期间使用的采用脚踏板与车轮速度联动的机械虚拟助行训练康复器械。本技术装置采用脚踏板与车轮速度联动，为难以自主行走的脊柱损伤患者提供驱动力，规范患者步态，使脚踏板速度和支承减重车的车轮速度匹配起来，让患者进行训练过程中更加具有真实感，并通过该装置进行正常行走步态的训练。>本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种机械虚拟步行训练助行装置，包括支承减重车、步行轨迹模拟装置、踝关节角度调节装置和脚踏板装置；所述支承减重车包括安装底板、前轮、前轮转向装置、后轮、后轮联动装置、移动托台及穿戴式跨步牵拉绑带，所述前轮与前轮转向装置连接，所述后轮与后轮联动装置连接，所述前轮转向装置、后轮联动装置均设置在安装底板上，所述移动托台设在安装底板上，且可改变移动托台的高度，所述穿戴式跨步牵拉绑带连接在移动托台上，所述穿戴式跨步牵拉绑带用于配合移动托台一起支撑患者，辅助患者站立，并进行康复训练；所述脚踏板装置与所述踝关节角度调节装置连接，所述脚踏板装置用于支撑患者的脚，且带动患者的脚与腿运动，所述踝关节角度调节装置用于带动脚踏板装置转动一定角度，所述踝关节角度调节装置安装在步行轨迹模拟装置上，具有模拟人步行的椭圆轨迹；所述步行轨迹模拟装置用于驱动患者的脚步进行康复训练运动；所述后轮联动装置与踝关节角度调节装置连接，所述踝关节角度调节装置为后轮联动装置提供驱动力，实现后轮与脚踏板装置同步转动，所述前轮转向装置用于改变前轮的转动方向，从而改变整个装置的运动方向。进一步地，所述步行轨迹模拟装置包括丝杆电机、丝杆电机支架、丝杆前轴承座、联轴器、丝杆轴承、丝杆、齿轮、丝杆螺母、后滑块固定块、踏板安装轴、踏板安装座、导轨滑块、丝杆后轴承座、直线导轨、踝关节电机安装板、连杆轴、齿条电机、连杆轴承、连杆支架、连杆、减速电机、减速电机支架、前滑块固定块及齿条，所述丝杆电机的轴与丝杆电机前轴承座连接，所述丝杆电机前轴承座安装在丝杆电机支架上，所述丝杆电机支架固定安装在安装底板上，所述丝杆电机的轴与联轴器连接，联轴器与丝杆连接，丝杆与丝杆轴承连接，丝杆轴承安装在丝杆前轴承座上，丝杆尾端与丝杆后轴承座连接，丝杆与一丝杆螺母配合，丝杆螺母固定在后滑块固定块上，后滑块固定块下端固定安装了两个导轨滑块，分别为左滑块与右滑块，分别与两个直线导轨配合，后滑块固定块的上端与一个踏板安装轴连接，踏板安装轴两端与踏板安装座配合，踏板安装座固定在踝关节电机安装板底面后端，踝关节电机安装板底面前端固定安装了一个连杆支架，连杆支架上安装了连杆轴承，连杆轴与连杆轴承配合，连杆轴与连杆一端连接，连杆另一端也与连杆轴连接，连杆轴承安装在前滑块固定块的上端，前滑块固定块的下端左侧固定安装了齿条，齿条与左滑块固定连接，前滑块固定块下端右侧与右滑块固定连接，齿条与齿轮啮合，齿轮安装在减速电机的轴上，减速电机固定安装在减速电机支架上，减速电机与齿条电机连接，整个步行轨迹模拟装置安装在安装底板上；所述的整个步行轨迹模拟装置布置在支承减重车的安装底板上，当步行轨迹模拟装置启动时，丝杆电机带动丝杆转动，丝杆螺母在丝杆上运动，与丝杆螺母连接的后滑块固定块也在丝杆上运动，踝关节电机安装板后端连接在后滑块固定块上，所以踝关节电机安装板一样在丝杆通过减速电机与齿轮连接，齿轮、齿条啮合，齿条发生位移，齿条与前滑块固定块连接，前滑块固定块具有和齿条一样的速度和位移，前滑块固定块通过连杆与踝关节电机安装板前端连接，所以踝关节电机安装板前端具有和齿条一样的位移和速度，由于前滑块固定块的移动速度不同，所以它们之间的距离会发生变化，当两滑块靠近时，前滑块固定块会通过连杆使踝关节电机安装板前端抬起；当两滑块远离时，前滑块固定块会通过连杆使踝关节电机安装板前端放下，使整个步行轨迹模拟装置能够实现模拟人迈步和抬腿的运动。进一步地，所述踝关节调整装置包括踝关节电机、踝关节电机支架、第二小锥齿轮、第二大锥齿轮、踝关节轴、踝关节轴承、踝关节轴承座，所述踝关节电机通过踝关节电机支架布置在踝关节电机安装板上，与第二小锥齿轮连接，第二小锥齿轮与第二大锥齿轮成90°啮合，第二大锥齿轮安装在踝关节轴上，踝关节轴上装配了两个踝关节轴承，踝关节轴承安装在踝关节轴承座上，所述脚踏板装置与踝关节轴连接，当需要调整踝关节角度时，控制踝关节电机，使踝关节电机转动一定角度，带动安装在其上的第二小锥齿轮转动一定角度，与第二小锥齿轮啮合的第二大锥齿轮也会转动一定角度，第二大锥齿轮装配在踝关节轴上，所以踝关节轴也会被带动，转动一定角度，以此来调节脚踏板装置的角度，改变踝关节角度，配合患者在康复训练过程中的运动。进一步地，所述脚踏板装置包括上脚踏板、传感器、下脚踏板，所述上脚踏板的底面有一个安装槽，用于和踝关节角度调节装置的踝关节轴上的凸块连接，所述下脚踏板用于与踝关节轴的底面固定连接，所述下脚踏板顶面的前后部分别设置了传感器安装区域，用于安装传感器。进一步地，所述后轮联动装置包括椭圆形轨迹板、滑槽、支撑杆、滑槽齿轮、传递齿轮36)、转动轴、轴承、轴承座、轮毂齿轮及后轮毂固定支架，所述椭圆形轨迹板安装在安装底板上，所述滑槽安装在支撑杆上，所述支撑杆安装在安装底板上，所述滑槽在支撑杆外侧的部分固连滑槽齿轮，滑槽齿轮随着滑槽作圆周运动而转动，滑槽齿轮与传递齿轮啮合，传递齿轮的另一边与轮毂齿轮啮合，轮毂齿轮与轮毂轴固连在一起，轮毂轴通过一安装在安装底板上的后轮毂固定支架与后轮相连，所述传递齿轮安装在一个转动轴上，所述转动轴的两端分别有一个轴承，轴承安装在一个轴承座上，所述轴承座安装在安装底板上；当滑槽齿轮转动时，传递齿轮通过齿轮啮合一起转动，传递齿轮安装在转动轴上，通过轴承座的支撑作用可以实现平稳转动，当传递本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械虚拟步行训练助行装置，其特征在于，包括支承减重车、步行轨迹模拟装置、踝关节角度调节装置和脚踏板装置；/n所述支承减重车包括安装底板(4)、前轮(2)、前轮转向装置、后轮(42)、后轮联动装置(10)、移动托台(13)及穿戴式跨步牵拉绑带(17)，所述前轮(2)与前轮转向装置连接，所述后轮(42)与后轮联动装置(10)连接，所述前轮转向装置、后轮联动装置(10)均设置在安装底板(4)上，所述移动托台(13)设在安装底板(4)上，且可改变移动托台(13)的高度，所述穿戴式跨步牵拉绑带(17)连接在移动托台(13)上，所述穿戴式跨步牵拉绑带(17)用于配合移动托台(13)一起支撑患者，辅助患者站立，并进行康复训练；/n所述脚踏板装置与所述踝关节角度调节装置连接，所述脚踏板装置用于支撑患者的脚，且带动患者的脚与腿运动，所述踝关节角度调节装置用于带动脚踏板装置转动一定角度，所述踝关节角度调节装置安装在步行轨迹模拟装置上，具有模拟人步行的椭圆轨迹；所述步行轨迹模拟装置用于驱动患者的脚步进行康复训练运动；/n所述后轮联动装置(10)与踝关节角度调节装置连接，所述踝关节角度调节装置为后轮联动装置提供驱动力，实现后轮与脚踏板装置同步转动，/n所述前轮转向装置用于改变前轮的转动方向，从而改变整个装置的运动方向。/n...

【技术特征摘要】
1.一种机械虚拟步行训练助行装置，其特征在于，包括支承减重车、步行轨迹模拟装置、踝关节角度调节装置和脚踏板装置；
所述支承减重车包括安装底板(4)、前轮(2)、前轮转向装置、后轮(42)、后轮联动装置(10)、移动托台(13)及穿戴式跨步牵拉绑带(17)，所述前轮(2)与前轮转向装置连接，所述后轮(42)与后轮联动装置(10)连接，所述前轮转向装置、后轮联动装置(10)均设置在安装底板(4)上，所述移动托台(13)设在安装底板(4)上，且可改变移动托台(13)的高度，所述穿戴式跨步牵拉绑带(17)连接在移动托台(13)上，所述穿戴式跨步牵拉绑带(17)用于配合移动托台(13)一起支撑患者，辅助患者站立，并进行康复训练；
所述脚踏板装置与所述踝关节角度调节装置连接，所述脚踏板装置用于支撑患者的脚，且带动患者的脚与腿运动，所述踝关节角度调节装置用于带动脚踏板装置转动一定角度，所述踝关节角度调节装置安装在步行轨迹模拟装置上，具有模拟人步行的椭圆轨迹；所述步行轨迹模拟装置用于驱动患者的脚步进行康复训练运动；
所述后轮联动装置(10)与踝关节角度调节装置连接，所述踝关节角度调节装置为后轮联动装置提供驱动力，实现后轮与脚踏板装置同步转动，
所述前轮转向装置用于改变前轮的转动方向，从而改变整个装置的运动方向。


2.根据权利要求1所述的一种机械虚拟步行训练助行装置，其特征在于，所述步行轨迹模拟装置包括丝杆电机(57)、丝杆电机支架(58)、丝杆前轴承座(59)、联轴器(60)、丝杆轴承(61)、丝杆(62)、齿轮(63)、丝杆螺母(64)、后滑块固定块(65)、踏板安装轴(66)、踏板安装座(67)、导轨滑块(68)、丝杆后轴承座(69)、直线导轨(70)、踝关节电机安装板(71)、连杆轴(72)、齿条电机(73)、连杆轴承(74)、连杆支架(75)、连杆(76)、减速电机(77)、减速电机支架(78)、前滑块固定块(79)及齿条(80)，
所述丝杆电机(57)的轴与丝杆电机前轴承座(59)连接，所述丝杆电机前轴承座(59)安装在丝杆电机支架(58)上，所述丝杆电机支架(58)固定安装在安装底板(4)上，所述丝杆电机(57)的轴与联轴器(60)连接，联轴器(60)与丝杆(62)连接，丝杆(62)与丝杆轴承(61)连接，丝杆轴承(61)安装在丝杆前轴承座(59)上，丝杆(62)尾端与丝杆后轴承座(69)连接，丝杆(62)与一丝杆螺母(64)配合，丝杆螺母(64)固定在后滑块固定块(65)上，后滑块固定块(65)下端固定安装了两个导轨滑块(68)，分别为左滑块与右滑块，分别与两个直线导轨(70)配合，后滑块固定块(65)的上端与一个踏板安装轴(66)连接，踏板安装轴(66)两端与踏板安装座(67)配合，踏板安装座(67)固定在踝关节电机安装板(71)底面后端，踝关节电机安装板(71)底面前端固定安装了一个连杆支架(75)，连杆支架(75)上安装了连杆轴承(74)，连杆轴(72)与连杆轴承(74)配合，连杆轴(72)与连杆(76)一端连接，连杆(76)另一端也与连杆轴(72)连接，连杆轴承(74)安装在前滑块固定块(79)的上端，前滑块固定块(79)的下端左侧固定安装了齿条(80)，齿条(80)与左滑块固定连接，前滑块固定块(79)下端右侧与右滑块固定连接，齿条(80)与齿轮(63)啮合，齿轮(63)安装在减速电机(77)的轴上，减速电机(77)固定安装在减速电机支架(78)上，减速电机(77)与齿条电机(73)连接，整个步行轨迹模拟装置安装在安装底板(4)上；
当步行轨迹模拟装置启动时，丝杆电机(57)带动丝杆(62)转动，丝杆螺母(64)在丝杆(62)上运动，与丝杆螺母(64)连接的后滑块固定块(65)也在丝杆(62)上运动，踝关节电机安装板(71)后端连接在后滑块固定块(65)上，所以踝关节电机安装板(71)后端和后滑块固定块(65)一样在丝杆(62)上运动；齿条电机(73)通过减速电机(77)与齿轮(63)连接，齿轮(63)、齿条(80)啮合，齿条(80)发生位移，齿条(80)与前滑块固定块(79)连接，前滑块固定块(79)具有和齿条(80)一样的速度和位移，前滑块固定块(79)通过连杆(76)与踝关节电机安装板(71)前端连接，所以踝关节电机安装板(71)前端具有和齿条(80)一样的位移和速度，由于前滑块固定块(79)的移动速度不同，所以它们之间的距离会发生变化，当两滑块靠近时，前滑块固定块(79)会通过连杆(76)使踝关节电机安装板(71)前端抬起；当两滑块远离时，前滑块固定块(79)会通过连杆(76)使踝关节电机安装板(71)前端放下，使整个步行轨迹模拟装置能够实现模拟人迈步和抬腿的运动。


3.根据权利要求1或2所述的一种机械虚拟步行训练助行装置，其特征在于，所述踝关节调整装置包括踝关节电机(81)、踝关节电机支架(82)、第二小锥齿轮(83)、第二大锥齿轮(84)、踝关节轴(85)、踝关节轴承(86)、踝关节轴承座(87)，
所述踝关节电机(81)通过踝关节电机支架(82)布置在踝关节电机安装板(71)上，与第二小锥齿轮(83)连接，第二小锥齿轮(83)与第二大锥齿轮(84)成90°啮合，第二大锥齿轮(84)安装在踝关节轴(85)上，踝关节轴(85)上装配了两个踝关节轴承(86)，踝关节轴承(86)安装在踝关节轴承座(87)上，所述脚踏板装置与踝关节轴(85)连接，
当需要调整踝关节角度时，控制踝关节电机(81)，使踝关节电机(81)转动一定角度，带动安装在其上的第二小锥齿轮(83)转动一定角度，与第二小锥齿轮(83)啮合的第二大锥齿轮(84)也会转动一定角度，第二大锥齿轮(84)装配在踝关节轴(85)上，所以踝关节轴(85)也会被带动，转动一定角度，以此来调节脚踏板装置的角度，改变踝关节角度，配合患者在康复训练过程中的运动。


4.根据权利要求3所述的一种机械虚拟步行训练助行装置，其特征在于，所述脚踏板装置包括上脚踏板(89)、传感器(90)、下脚踏板(91)，所述上脚踏板(89)的底面有一个安装槽(92)，用于和踝关节角度调节装置的踝关节轴(85)上的凸块(88)连接，所述下脚踏板(91)用于与踝关节轴(85)的底面固定连接，所述下脚踏板(91)顶面的前后部分别设置了传感器安装区域(93)，用于安装传感器(90)。


5.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨辰，周小波，曲春鸽，刘二宁，徐言东，邹任玲，胡秀枋，蒋清锋，李丹，徐秀林，卢旭华，王海滨，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海;31