减重式手脚协调趣味训练装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种减重式手脚协调趣味训练装置，该装置包括训练床、手动控制装置，控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；在床架与床座之间设有床板角度调节机构，实现各种不同程度的背部支撑减重。训练床的一端设有左右脚踏板组件等下肢平衡训练机构；床架一侧设有手动控制装置，手动控制与下肢平衡训练结合实现手脚协调训练。患者显示装置主要实时显示游戏过程，实现游戏互动。主显示屏提供训练参数及静态姿势图，供医生参考。该装置首次将手脚协调训练应用于下肢康复训练领域，使患者在任意减重程度下，利用视觉、听觉反馈做游戏，提高患者的综合康复训练能力。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种下肢平衡功能障碍患者的康复训练装置，尤其涉及一种减重 式手脚协调趣味训练装置。
技术介绍
据统计，我国脑血管病、帕金森病、颅脑外伤、脊髓损伤年发病率在逐年增加。这些 疾病和损伤会造成平衡功能障碍，乃至残疾。以目前存活的320 400万脑血管病重残患 者为例，平衡功能障碍是主要致残因素之一。多个循证医学证据表明，平衡功能练习是改善 功能障碍的重要方式。对于平衡功能障碍患者来说，运动协调能力训练可以改善神经系统募集运动单位 的机能能力，改善对抗肌之间及肌纤维之间的协调关系，提高肌肉收缩力量的效能，有利于 获得更高的训练效应，完成一定的操作技能。运动协调能力包括手-脚之间的协调能力。人 体在利用手脚进行有目的的相关操作过程中，手、脚动作与目测的信息进行匹配，匹配的准 确性、敏捷性、连贯性极大地依赖于人的协调能力，因此手脚协调能力训练意义重大。国内外平衡训练系统发展多年，下肢康复产品品种繁多，如Ultracare和Biodex 平衡测试训练系统，但不足之处是训练功能单一，尤其缺乏手脚协调训练功能。目前康复功能训练产品的第二大缺点是训练趣味性不够，缺乏视觉、听觉反馈系 统，造成患者和康复仪器之间互动困难，容易使患者对长期的重复简单动作产生厌烦和抵 触情绪，无法激发患者训练的兴趣，影响康复进程。目前康复训练产品的第三大缺点是减重方式不合理，主要使用悬吊设备进行减重 训练。悬吊设备使用悬吊带向上牵引患者体重，需束缚患者躯干部，操作较繁琐，且易带来 患者不适，若要患者控制重心移动，尤为困难。
技术实现思路
本技术目的，就是为了解决上述问题，提供一种减重式手脚协调趣味训练装置。为了达到上述目的，本技术采用了以下技术方案一种减重式手脚协调趣味 训练装置，包括训练床、手动控制装置、控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床包括床座、床架和床板，床架安装在床座上并与床座可转动相连，在床架的 前端连接有左、右脚踏板组件，在左右脚踏板组件上分别设有左右足底压力传感装置，在床 架与床座之间设有床板角度调节机构，该床板角度调节机构包含一台直线步进电机；手动控制装置连接在床架的一侧；控制箱内设有传感装置接口电路、手动控制装置信号处理电路和电机驱动模块； 传感装置接口电路与左右足底压力传感装置电信号相连，手动控制装置信号处理电路和手 动控制装置信号相连，电机驱动模块与床板角度调节机构中的直线步进电机电信号相连；主控计算机设置在操作台上，主控计算机内设有数据采集模块和运动控制模块，数据采集模块与控制箱中的传感装置接口电路电信号相连，运动控制模块与控制箱中的电 机驱动模块电信号相连；主控计算机的串口与控制箱中的手动控制装置信号处理电路电信 号相连；患者用显示装置活动设置在训练床的旁边并与主控计算机电信号相连；主显示屏设置在操作台上并与主控计算机电信号相连。所述的左、右脚踏板组件结构对称相同，各包括脚踏板支架、脚前端缓冲器、脚后 跟导向轴和脚踏板；脚踏板支架与床架固定相连；脚前端缓冲器和脚后跟导向轴分别连接 在脚踏板与脚踏板支架之间；在脚踏板周围设有足底压力传感装置，足底压力传感装置与 控制箱内的传感装置接口电路电信号相连。足底压力传感装置由贴有四根应变片的悬臂梁 组成，贴有四根应变片的悬臂梁插装在由脚踏板、脚踏板支架、脚前端缓冲器和脚后跟导向 轴组成的脚底受力部件内。四个足底压力传感装置的安装方法是首先找到正常静止不动时 重心投影作为传感装置的中心位置，然后放置相应的四个足底压力传感装置。所述的手动控制装置包括固定支架、横杆、水平连杆、竖直连杆、支撑底座和游戏 操作柄，固定支架固定安装在床架的一侧，横杆活动套装在固定支架上可以上下升降和水 平转动，水平连杆与横杆套接相连可以水平伸缩，竖直连杆与水平连杆活动相连可以绕水 平连杆沿竖直方向转动，支撑底座与竖直连杆固定相连，游戏操作柄安装在支撑底座上，在 支撑底座上还安装有游戏开始按键和游戏结束按键，游戏开始按键和游戏结束按键分别与 控制箱电信相连，并通过串口线连接到主控计算机。所述的训练床的床座上安装有多个万向调节脚轮，并相应设有多个用于调节脚轮 上下伸缩的调节机构。所述的训练床还包括床板角度显示器，该床板角度显示器安装在床架上随床架一 起移动。减重式手脚协调康复趣味训练软件是一套打飞机游戏软件，安装在主控计算机 上，软件功能包含趣味训练和静态姿势图测试结果查看等功能，趣味训练模块提供不同难 度的虚拟现实的打飞机游戏过程，测试查看模块专供医生查看和分析在游戏过程中左右脚 对左右脚踏板的压力平均值和各项静态姿势图参数。本技术减重式手脚协调趣味训练装置具有以下特点1、本技术中的手动控制装置具有折叠收放功能，通过转动横杆等机构实现， 方便患者上下床。同时该手动装置具有左右、前后、上下位置调节功能以适合身高及臂长不 同的各种患者。2、本技术中的手动控制装置一端固定在训练床的一侧，另一端位于患者前 方，便于患者用手操作。手动控制装置包含手动游戏操作柄和两个按键及相关接口电路，通 过患者推动游戏操作柄至相关武器选择挡位，完成游戏武器类型选择、按下游戏操作柄进 行武器发射操作，同时生成相关控制信号，实时发送到主控计算机，参与游戏过程。两个按 键分别完成游戏开始和游戏结束动作，方便患者控制，游戏开始和游戏结束也可由主控计 算机控制。3、游戏中患者根据敌机和敌机发射炮弹的方位来控制双下肢重心投影位置和移 动方向，同时推动游戏操作柄至相关的武器选择挡位，选择武器类型并发射炮弹，努力歼灭 敌机，移动我方战机位置以躲避敌机的炮弹，还要尽量避免与敌机相撞，减少我方战机损失数量。患者主动控制左右下肢的用力，调节人体重心在游戏中的位置，手脚协调并用，尽可 能击中敌机，同时维持站立平衡，在训练下肢平衡的同时合理地训练了患者的手脚协调能 力。4、本技术的装置中设有背部支撑减重方式，实现了患者训练强度可调。5、本技术的游戏综合手脚协调、视觉、听觉融合的训练效果，提高患者康复训 练趣味性和真实性。6、本技术综合打飞机游戏测试结果，可供医生查看和分析在打飞机游戏过程 中左右脚对左右脚踏板的压力平均值和各项静态姿势图参数。附图说明图1是本技术中的减重式手脚协调趣味训练装置的整体结构示意图；图2是手动控制装置示意图；图3是手动控制装置的局部结构示意图；图4是足底压力传感装置放置位置示意图。具体实施方式参见图1，配合参见图2、图3、图4，本技术中的减重式手脚协调趣味训练装 置，包括训练床1、控制箱2、主控计算机3、患者用显示装置4、主显示屏5和手动控制装置 16。控制箱2安装在训练床的床座11上，主控计算机3设置在操作台(操作台未图示出 来)上，患者用显示装置4活动设置在训练床的旁边并与主控计算机电信号相连，主显示屏 5设置在操作台上并与主控计算机电信号相连。训练床1包括床座11、床架12和床板13，床架12安装在床座11上，与床座11通 过转轴6可转动相连，并通过两顶杆9 (分别设置在两侧)支撑在床座11上方。床板13固 定在床架12上，在床架12的前端连接有左、右脚踏板组件14，手动控制装置16连接在训练 床上。在床架12与床座11之间设有床板角度调节机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减重式手脚协调趣味训练装置，其特征在于：包括训练床、手动控制装置、控制箱、主控计算机、患者用显示装置和主显示屏；训练床包括床座、床架和床板，床架安装在床座上并与床座可转动相连，在床架的前端连接有左、右脚踏板组件，在左右脚踏板组件上分别设有左右足底压力传感装置，在床架与床座之间设有床板角度调节机构，该床板角度调节机构包含一台直线步进电机；手动控制装置连接在床架的一侧；控制箱内设有传感装置接口电路、手动控制装置信号处理电路和电机驱动模块；传感装置接口电路与左右足底压力传感装置电信号相连，手动控制装置信号处理电路和手动控制装置信号相连，电机驱动模块与床板角度调节机构中的直线步进电机电信号相连；主控计算机设置在操作台上，主控计算机内设有数据采集模块和运动控制模块，数据采集模块与控制箱中的传感装置接口电路电信号相连，运动控制模块与控制箱中的电机驱动模块电信号相连；主控计算机的串口与控制箱中的手动控制装置信号处理电路电信号相连；患者用显示装置活动设置在训练床的旁边并与主控计算机电信号相连；主显示屏设置在操作台上并与主控计算机电信号相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹任玲，徐秀林，赵展，刘颖，安美君，胡秀枋，崔海坡，王红梅，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]