CN111067764A - 一种脊柱损伤患者助行训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脊柱损伤患者助行训练装置，包括助行器行进架、上肢支承升降组件、水平驱动组件和脚踏板组件，其中上肢支承升降组件设于所述的助行器行进架上；水平驱动组件设于所述的助行器行进架上，水平驱动组件包括前滑块固定块、前滑块固定块驱动件、后滑块固定块、后滑块固定块驱动件，所述的前滑块固定块驱动件和后滑块固定块驱动件分别驱动前滑块固定块和后滑块固定块进行水平位移；脚踏板组件通过前滑块固定块和后滑块固定块的协同运行，使得脚踏板组件获得行走式的起伏位移。与现有技术相比，本发明为脊柱损伤患者提供驱动力，规范患者步态，使患者可以通过该发明进行正常行走步态的训练，并辅助患者正常行走。

Description

一种脊柱损伤患者助行训练装置

技术领域

本发明涉及一种用于脊柱损伤患者用医疗器械，尤其是涉及一种脊柱损伤患者助行训练装置。

背景技术

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肌肉萎缩加剧，通常会在恢复期给予康复训练。采用助行器辅助脊柱损伤患者在恢复期进行康复训练是一种常用训练方式。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，第一类只起到简单的支承患者上肢的作用，没有驱动装置，需要依靠患者残存体能自主发力行走，这样会使患者步态严重失真，造成体能大量损耗，不适合大多数脊柱损伤下肢全瘫患者。第二类是一些手动式驱动助行器，其优点是患者可以通过手部控制助行器的行进快慢，但并不能直接对腿部起到驱动作用，腿部肌力无法得到锻炼，患者的步态无法得到规范训练。第三类是动力式外骨骼下肢康复训练装置，外骨骼式助行器能够有效的补偿患者的下肢功能，实现患者的站立行走。但目前国内外的外骨骼式助行器受驱动力制约，下肢全瘫患者需要在医护人员的帮助下站立。所以设计一款下肢采用电机控制的脚踏板驱动助行器，借助健全的上肢支撑，可以解决脊柱损伤患者的站立和步态训练，解决步态失真、提高活动范围等问题，对于脊柱损伤患者助行训练来说意义重大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于脊柱损伤患者在康复训练期间使用的脚踏板驱动式的助行器，为脊柱损伤患者提供驱动力，规范患者步态，使患者可以通过该发明进行正常行走步态的训练，并辅助患者正常行走。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明中脊柱损伤患者助行训练装置，包括助行器行进架、上肢支承升降组件、水平驱动组件和脚踏板组件，其中具体地：

助行器行进架，为脊柱损伤患者助行训练装置的支架，能够进行水平位移；

上肢支承升降组件，设于所述的助行器行进架上，对患者的上肢进行支承和固定；

水平驱动组件，设于所述的助行器行进架上，水平驱动组件包括前滑块固定块、前滑块固定块驱动件、后滑块固定块、后滑块固定块驱动件，所述的前滑块固定块驱动件和后滑块固定块驱动件分别驱动前滑块固定块和后滑块固定块进行水平位移；

脚踏板组件，其前端通过连杆活动连接于所述的前滑块固定块上，后端铰接于所述的后滑块固定块上，通过前滑块固定块和后滑块固定块的协同运行，使得脚踏板组件获得行走式的起伏位移。

进一步地，所述的后滑块固定块驱动件包括丝杆、丝杆螺母、丝杆直线导轨、丝杆电机、踏板滑块；所述的丝杆电机的输出轴与所述的丝杆的端部连接；所述的踏板滑块设于所述的丝杆直线导轨上，并可沿丝杆直线导轨进行水平滑动；所述的丝杆螺母上设有与丝杆匹配的内螺纹，所述的丝杆螺母穿套于所述的丝杆螺母上；所述的后滑块固定块同时与所述的丝杆螺母和踏板滑块连接。

进一步地，所述的前滑块固定块驱动件包括齿条电机、减速电机、齿条、减速器齿轮、丝杆滑块；所述的齿条电机的输出轴与所述的减速电机的输入轴连接；所述的减速器齿轮设于所述的减速电机的输出轴上；所述的丝杆滑块设于所述的丝杆直线导轨上，并可沿丝杆直线导轨进行水平滑动；所述的前滑块固定块与所述的丝杆滑块连接，所述的齿条固定于所述的滑块固定块上；减速器齿轮上的齿与所述的齿条上的齿啮合。

进一步地，所述的脊柱损伤患者助行训练装置还包括主控计算机，主控计算机中的微处理器与所述的丝杆电机和齿条电机电连接，微处理器向丝杆电机和齿条电机发出启停指令信号、转向指令信号和转速指令信号；微处理器将预加载的指令信号发送至丝杆电机和齿条电机，丝杆电机带动丝杆转动，使得丝杆螺母带动踏板滑块位移，进一步使得后滑块固定块产生周期性往复位移运动；齿条电机将输出的扭转力通过减速电机进行减速，之后带动减速器齿轮进行旋转，减速器齿轮带动齿条水平位移，进一步使得前滑块固定块产生不同于后滑块固定块的周期性往复位移运动。

进一步地，所述的脚踏板组件包括电机安装板、脚踏板安装轴、上脚踏板、下脚踏板；脚踏板安装轴的一端与所述的上脚踏板和下脚踏板连接；另一端连接于所述的电机安装板上。

进一步地，所述的电机安装板上设有踝部电机；所述的踝部电机的输出端设有小锥齿轮；所述的电机安装板上还设有锥齿轮轴承座，所述的锥齿轮轴承座上贯穿设有锥齿轮轴；所述的锥齿轮轴上穿套设有大锥齿轮，所述的小锥齿轮与大锥齿轮相啮合；所述的锥齿轮轴与脚踏板安装轴连接，踝部电机与所述的微处理器电连接，微处理器向踝部电机发出启停指令信号、转向指令信号和转速指令信号，踝部电机将传动扭力依次通过小锥齿轮、大锥齿轮、锥齿轮轴传递至脚踏板安装轴，通过脚踏板安装轴实现对上脚踏板和下脚踏板相对于水平面的倾角实时调节。

进一步地，所述的脚踏板安装轴的一端与所述的锥齿轮轴连接，另一端设有连接部，所述的连接部包括上端面和下端面；

所述的上端面上设有固定键，所述的上脚踏板上设有与固定键匹配的凹槽，所述的上端面通过固定键与上脚踏板连接；

所述的下端面通过螺栓与所述的下脚踏板连接。

进一步地，所述的助行器行进架包括安装底板，所述的安装底板下方设有前轮和后轮；所述的前轮上设有转向器，所述的后轮上连接有后轮轮毂电机；

所述的转向器与后轮轮毂电机与所述的微处理器电连接。所述的齿条电机、丝杆电机、丝杆直线导轨固定于所述的安装底板上；所述的安装底板还垂直设有支撑梁，所述的支撑梁上设有支承直线导轨，所述的支承直线导轨上设有靠背，所述的靠背可通过支承直线导轨进行竖直方向的调节。

进一步地，所述的上肢支承升降组件设于所述的安装底板上；所述的上肢支承升降组件包括支承支架，支承支架下方设有支承电动缸，支承电动缸与微处理器电连接；所述的支承支架上设有扶手和穿戴式牵拉跨步绑带，患者固定于所述的穿戴式牵拉跨步绑带中。

进一步地，所述的穿戴式牵拉跨步绑带包括的轴固定带、跨步裤、跨步带、环固定带、绑带、腰带环和轴固定带。

进一步地，左右对称的助行器行进架包括有靠背、轮毂电机组、底板等。行进架安装底板上安装了前轮固定支架、侧板、后轮轮毂电机、轮毂电机轴承座、支撑梁；前轮固定支架上端有一内螺纹孔，通过前轮上端的外螺纹与其连接；侧板固定安装在安装底板后端的左右两侧，侧板下部有一个圆形孔，用以配合轮毂电机的安装；后轮轮毂电机安装在轮毂电机轴承座上，轴承座固定安装在行进架的安装底板上；支撑梁外侧设有直线导轨，导轨与上肢支撑升降装置中的移动托台部分的滑块连接。

进一步地，左右对称的助行器行进架后轮为轮毂电机，是行进架的驱动轮，可以通过改变其运动方向和速度，来控制整个行进架装置的运动状态，使患者在康复训练过程中，可以根据自己的行进需求，改变行进架的前进方向，后轮轮毂电机配合轮毂电机轴承等配件配合完成整个助行器的前行后退等运动，帮助患者在一定范围活动。

进一步地，靠背安装在支撑梁的背侧，与两根靠背导管通过卡扣连接。因患者由于脊柱损伤，下肢肌力不足无法用力，在训练过程中可能会发生失去平衡向后倾倒的情况。该靠背是一种保护装置，能够保证患者在运动过程中的安全。可以有效的提高运动安全性。所述左右对称的上肢支承升降装置包括有直流伺服电机控制的电动缸以及通过外螺纹与其连接的移动托台和通过内螺纹与移动托台连接的扶手；直流伺服电机控制的电动缸，固定安装在行进架的安装底板上；移动托台设有不锈钢盖，不锈钢盖内部设置了主控计算机安装空间，移动托台内侧设有绑带固定轴，用于固定穿戴式牵拉跨步绑带。不锈钢盖通过螺栓与两个滑块连接，滑块与助行器行进架支撑梁的直线导轨相互配合，构成一个移动副，滑块带动移动托台上下运动，患者上肢支撑在移动托台上。所述左右对称的上肢支承升降装置，患者利用健康的上肢，通过扶手，上肢支撑在移动托台上，与升降架和穿戴式跨步牵拉绑带一起，起支撑患者作用，使患者在站立状态下，进行一些下肢康复训练。上肢支承升降装置，通过电动缸来控制其在导轨方向的上下移动，可以根据患者的实际身高调整支承架的高度，以适应不同患者的身高，使患者能够在最佳的支承位置进行站立康复训练。

进一步地，穿戴式牵拉跨步绑带包括有跨步带，跨步裤，绑带等。穿戴式牵拉跨步绑带是一种牵拉和保护装置。患者使用时，需在医护人员协助下，将其穿戴好，同时把绑带一端的轴固定带与上肢支承升降装置上的绑带固定轴连接起来，使绑带可以跟随升降装置一起运动。其功能是能够与上肢支承升降装置以及扶手同时辅助患者站立，保证患者在站立康复训练过程中不会因为失去平衡而受到伤害。

进一步地，左右对称的步行轨迹驱动装置的水平运动机构包括有丝杆、齿轮齿条、2个直线导轨、2个滑块安装块、丝杆螺母。其驱动方式是电机驱动，两个直流伺服电机通过联轴器分别与丝杆和齿轮连接，通过控制电机转向与转速，可以改变齿轮和丝杆的转向和转速。齿轮与齿条配合，使齿条实现水平运动，齿条另一端与前滑块固定块固定连接，前滑块固定块下部装有两个滑块，分别与左右两边的直线导轨配合，构成移动副，在水平面前后方向运动，使前滑块固定块也实现前后运动。丝杆与丝杆螺母配合，丝杆螺母固定安装在后滑块安装块上，后滑块安装块下部固定安装了两个滑块，分别与左右两边的直线导轨配合，构成移动副，使后滑块固定块也实现水平面上前后方向的运动。所述步行轨迹驱动装置的水平运动机构模拟人前行运动。

进一步地，左右对称的步行轨迹驱动装置的脚踏板机构包括有：连杆、连杆轴、连杆支架、电机安装板、锥齿轮电机、一对锥齿轮、锥齿轮轴承、上下脚踏板。前滑块固定块左右两侧分别通过连杆轴与两个连杆用转动副的形式相连，连杆的另一端也是通过连杆轴与连杆支架用转动副的形式连接，连杆支架安装在电机安装板底部前端，电机安装板的后端与后滑块固定块通过踏板安装轴以转动副的形式连接在一起，前滑块固定块通过连杆与脚踏板前部连接，脚踏板后部与后滑块固定块连接，两个滑块的速度是不同的，实现的是非线性配合，能使脚踏板实现一个模拟人的抬腿和放下的运动。

进一步地，电机安装板上设置一个直流伺服电机，连接一个锥齿轮，控制其转向和转速，其与另一锥齿轮成90°配合。该锥齿轮通过键与轴配合，该轴两端与两个轴承配合，两个轴承分别安装在轴承座上，轴承座布置在电机安装板上。另外，轴的右端还与脚踏板安装轴配合，脚踏板安装轴布置在上下脚踏板中间，用以调节脚踏板的角度，使脚踏板模拟人踝关节的转动。

进一步地，步行轨迹驱动装置的水平运动机构模拟人前行运动，脚踏板机构模拟人抬腿和放下的运动，脚踏板安装轴模拟人踝关节转动，三种运动综合起来，使脚踏板实现一个模拟正常人行走的轨迹，在脚踏板的驱动下，能够使患者在无外力的站立状态下完成康复训练，对下肢功能起到一定的补偿作用，对下肢肌力起到一定的维持和恢复作用。

进一步地，上下脚踏板之间还设置了两个传感器，用于收集患者运动过程中的一些压力等信号。反应训练状况，提供诊断检测和评估，根据评估，计算机的模式可以进一步为步行训练提供训练程度和训练，也可谓给医生诊断提供参考。

进一步地，助行器行进架和上肢支承升降装置上装有主控计算机与显示器，提供配套系统软件，用于提供可视化页面，实现人机交互，方便使用者控制装置根据自身需要实现合适的助行功能。系统软件提供患者信息管理和助行模式设置，可根据患者自身情况设置步长步速等参数，进而控制机械装置的电机运行轨迹，为患者提供合适的步态助行。患者使用过程中，实时采集传感器信号并在系统软件中直观显示，用于实现闭环控制，方便使用者监测自身状态和评估助行效果，提高机械装置的使用安全性。系统软件提供虚拟场景游戏，患者在使用过程中可以感知场景变化，在增加趣味性的同时可以提高患者的积极性，促进步行功能的康复。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明中的脊柱损伤患者助行训练装置采用脚踏板式驱动，给无法自主行走的患者提供驱动力，步行轨迹驱动组件的水平运动机构模拟人前行运动，脚踏板机构模拟人抬腿和放下的运动，脚踏板安装轴模拟人踝关节转动，三种运动综合起来，使脚踏板实现一个模拟正常人行走的轨迹，在脚踏板的驱动下，能够使患者在站立状态下完成康复训练，辅助患者正常行走，可以使患者在步行训练过程中，调整踝关节的角度，以免受到伤害。

2)本发明中的脊柱损伤患者助行训练装置采用上肢支承升降组件，通过患者健康的上肢，支撑在移动托台上，抓紧扶手，与升降架一起，起支撑患者作用，使患者在站立状态训练；上肢支承升降能根据患者的实际身高调整高度，以适应不同患者的身高，满足不同身高患者的步行需求。

3)本发明中的脊柱损伤患者助行训练装置采用在穿戴式牵拉跨步绑带，与上肢支承升降装置共同作用，增加了支撑点，使患者更舒服，帮助患者实现站立训练。

4)本发明中的脊柱损伤患者助行训练装置采用轮毂电机驱动助行器行，使患者在康复训练过程中，可以根据自己的行进需求，改变行助行的前进方向，帮助患者在一定活动范围训练。

附图说明

图1为本发明中脊柱损伤患者助行训练装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种脊柱损伤患者助行器行进架的结构示意图；

图3为本发明中上肢升降机构的结构示意图；

图4为本发明中水平驱动组件的结构示意图；

图5为本发明中脚踏板组件的结构示意图；

图6为本发明中脚踏板安装轴的结构示意图；

图7为本发明中穿戴式牵拉跨步绑带示意图；

图中：1、安装底板，2、前轮固定支架，3、前轮，4、轮毂电机轴承座，5、侧板，6、后轮轮毂电机，7、支撑梁，8、支承梁滑块，9、支承直线导轨，10、靠背，11、靠背支架，12、靠背支架卡扣，13、靠背导杆，14、靠背导杆固定扣，15、直流伺服电机，16、电机安装座，17、支承电动缸，18、不锈钢盖，19、急停按钮，20、移动托台，21、穿戴式牵拉跨步绑带，22、扶手，23、穿戴式牵拉跨步绑带，24、显示器，25、丝杆电机，26、联轴器，27、前丝杆轴承座，28、减速电机，29、齿条电机，30、左齿条，31、丝杆滑块，32、前滑块固定块，33、连杆轴，34、连杆轴承，35、丝杆直线导轨，36、丝杆螺母，37、踏板滑块，38、踏板轴，39、踏板轴轴承，40、后滑块固定块，41、丝杆，42、后丝杆轴承座，43、丝杆轴承，44、齿条轴承，45、齿条导向块，46、减速器齿轮，47、减速电机支架，48、右齿条，49、齿条电机斜支架，50、连杆，51、连杆支架，52、锥齿轮轴承座，53、锥齿轮轴，54、电机安装板，55、安装板轴，56、安装板轴承，57，电机安装板安装座，58、踝部电机，59、小锥齿轮，60、大锥齿轮，61、锥齿轮轴承，62、脚踏板安装轴，63、上脚踏板，64、压力传感器，65、下脚踏板，66、固定键，67、上端面，68、下端面，69、跨步裤，70、跨步带，71、环固定带，72、绑带，73、腰带环，74、轴固定带。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

配合参见图1、图2、图3、图4、图5，可知本实施例中脊柱损伤患者助行训练装置的各组件为：助行器行进架、上肢支承升降组件、步行轨迹驱动组件的水平运动机构、步行轨迹驱动组件的脚踏板机构。由图1可知图3上肢支承升降装置和图4步行轨迹驱动装置的水平运动机构和图5的步行轨迹驱动装置的脚踏板结构都安装在图2所示的助行器行进架的安装底板1上。

配合参见图2，本实施例中的助行器行进架包括安装底板1以及固定安装在安装底板1上的前轮固定支架2、侧板5、后轮轮毂电机6、轮毂电机轴承座4、支撑梁7。

前轮固定支架2固定安装在安装底板1前端，前轮固定支架2的上端有一个内螺纹孔，用于和前轮3上端的外螺纹连接，侧板5固定安装在安装底板两侧，并固定在支承梁7下端，后轮轮毂电机6通过侧板5的圆形孔与轮毂电机轴承座4配合，轮毂电机轴承座4固定安装在安装底板1上，支承梁7外侧与支承直线导轨9固定安装，支承直线导轨9上嵌装了两个支承梁滑块8，支承梁7后侧有靠背导杆13，靠背导杆13上下两端通过靠背导杆固定扣14固定，并实现连端的限位功能，靠背10通过靠背支架11连接靠背支架卡扣12与靠背导杆13配合，构成一个可靠的可拆卸靠背装置。助行器行进架行进功能的实现是通过对后轮轮毂电机4的控制，可以实现行进架后驱行进，后轮驱动行进架的前轮在行驶时不产生动力，只起到承重和转向的作用，后轮轮毂电机只驱动后轮，来控制它的前进后退和转向等功能。

配合参见图3与图7，本发明中的上肢支承升降组件包括直流伺服电机15及其控制的支承电动缸17，电机和电动缸都固定安装在电机安装座16上，电机安装座16固定在图2的行进架安装底板1上，支承电动缸17上端通过外螺纹与移动托台20连接，移动托台20外侧设有不锈钢盖18，不锈钢盖18内部设有主控计算机安装空间，主控计算机安装在不锈钢盖18内部，主控计算机采用ARM微处理器。不锈钢盖18内侧设计了绑带固定轴23，用以连接穿戴式牵拉跨步绑带23的轴固定带74，穿戴式牵拉跨步绑带23包括有跨步裤69，跨步带70，环固定带71，绑带72，腰带环73，轴固定带74；能与上肢支承升降装置和扶手一起协助患者站立，并在训练过程中保护患者，避免因为失去平衡而受到二次伤害；不锈钢盖18外侧设置了急停按钮19，急停按钮与直流伺服电机15电连接，可以紧急制动，使直流伺服电机15停止。移动平台20前端与扶手22通过内螺纹连接，扶手22中部连接了显示器24，整个上肢支承升降组件可以通过控制电动机15来调整电动缸17的升降，从而带动移动托台20的升降，以适应不同患者的身高。

配合参见图4，本发明中的水平驱动组件包括有丝杆电机25、联轴器26、前丝杆轴承座27、丝杆41、丝杆螺母36、后滑块固定块40、踏板滑块37、踏板轴轴承39、后丝杆轴承座42、齿条电机29、减速电机28、齿条电机斜支架49、减速电机支架47、减速器齿轮46、齿条、齿条导向块45、齿条轴承44、前滑块固定块32、连杆轴承34、连杆轴33、丝杆滑块31、丝杆直线导轨35。

丝杆41通过前丝杆轴承座27和后丝杆轴承座42进行支承，踏板轴38贯穿于踏板轴轴承39中，踏板轴轴承39设于后滑块固定块上，踏板轴38得两端与电机安装板安装座57的后端连接，参见图4与图5，丝杆电机25启动时，会带动联轴器26转动，联轴器26另一端连接着丝杆41，从而带动丝杆41转动，丝杆41与丝杆螺母36配合，丝杆螺母36固定安装在后滑块固定块40上，后滑块固定块40下部固定连接了踏板滑块37，踏板滑块37与直线导轨34配合形成一个移动副，使后滑块固定块40及连接在其上的其他部件都能够具有一个水平面前后方向的直线运动。齿条电机29与减速电机28配合，实现转动扭矩的输出，齿条电机29与减速电机28固定连接在减速电机支架47上，减速电机支架47固定安装在齿条电机斜支架49上，减速电机28的轴与齿轮46通过键连接，其中齿条包括左齿条30和右齿条48，带动减速器齿轮46转动，减速器齿轮46与齿条啮合，带动齿条在齿条导向块45的限位下水平运动，齿条与前滑块固定块32固定连接，前滑块固定块31下部固定安装了两个丝杆滑块31，丝杆滑块31与丝杆直线导轨35装配在一起，使得前滑块固定块32及安装在其上的其它部件在齿条前后运动的驱动下，在丝杆直线导轨35上实现一个水平面上前后方向的直线运动。

配合参见图4、图5、图6，本实施例中的脚踏板组件包括连杆轴33、连杆轴承34、连杆50、连杆支架51、电机安装板54、锥齿轮轴承座52、锥齿轮轴承61、锥齿轮轴53、小锥齿轮59、大锥齿轮60、踝部电机58、电机安装板安装座57、安装板轴承56、安装板轴55、脚踏板安装轴62、上脚踏板63、下脚踏板65、压力传感器64。连杆轴33与连杆轴承34配合与图4的前滑块固定块32连接，连杆50铰接在连杆轴33上，构成一个转动副，连杆50另一端与另一连杆轴33铰接，该连杆轴33和连杆轴承34配合，与连杆支架51连接，连杆支架51通过螺栓连接在电机安装板54底部前端，电机安装板54底部后端固定安装了电机安装板安装座57，安装板轴55与安装板轴承56配合，通过螺栓连接在电机安装板安装座57上，电机安装板54的上侧，固定布置了踝部电机58，用以调节踏板角度。电机与小锥齿轮59连接，带动大锥齿轮60转动，大锥齿轮60与小锥齿轮59啮合，从而带动大锥齿轮60转动，大锥齿轮60装在锥齿轮轴53上，带动锥齿轮轴53转动，轴齿轮轴53的一端与踏板安装轴62配合，带动踏板安装轴62随其转动一定角度，踏板安装轴62设计为上下端面都为水平切面，上端面67设有一个如图6所示的固定键66与上脚踏板63底部的凹槽固定配合，踏板安装轴62的下端面68与下脚踏板65的上面板通过螺栓紧密配合。

当图4所示的前滑块固定块32在直线导轨35上前后运动时，会通过连杆轴33、连杆轴承34、连杆50带动电机安装板54也沿直线导轨35方向具有一个前后的水平运动，而电机安装板54的后端与后滑块固定块40铰连，当前滑块固定块32与后滑块固定块40一起运动时，两个滑块固定块之间的水平距离会变大或减小，从而使连杆50与其所连接的电机安装板54前端抬高或下降，使得电机安装板54的前端在竖直方向上的运动有一个抬高或下降的过程，电机安装板54前端的锥齿轮轴53通过锥齿轮轴承61与锥齿轮轴承座52支撑起来，一端与脚踏板安装轴62连接，所以电机安装板54的抬高或下降动作，也带动了脚踏板，使脚踏板在竖直方向上具有一个抬高与下降的动作，模拟人抬腿和放下的运动。将脚踏板模拟人前行和抬高与放下的运动结合起来，就综合成了一个正常人步行运动轨迹。另外，可以通过踝部电机58，来控制脚踏板的角度，改变脚面与小腿之间的角度，配合患者踩在脚踏板上运动到不同位置时，踝关节的运动，模拟人步行时踝关节的转动。

患者使用该助行器时，在医护人员的辅助下将患者坐的轮椅推行到助行器后部，当助行器行进架上的可拆卸靠背装置拆卸下来后，患者可以在医护人员的帮助下穿戴好穿戴式牵拉跨步绑带，并且需要将绑带的轴固定带连接在助行器上肢支承升降装置上的绑带固定轴上。患者可自主或在医护人员辅助下将脚放置在踏板处合适的位置，也可自主将上肢放置在升降装置台上，当启动升降装置和绑带固定轴时，在穿戴式牵拉绑带和升降装置的共同作用下，可将患者从轮椅上牵拉起来，此时上肢支承升降装置会承载患者大部分身体重量，启动脚踏板训练装置，踏板开始驱动患者的脚步按照主控计算机设定步迹开始进行康复训练运动。助行器行进架的前轮为轮毂电机，是行进架的驱动轮，前轮上设有转向器，转向器与主控计算机中的微处理器电连接，可以通过改变转向器运动方向和速度，来控制整个行进架装置的运动状态，助行器的控制可由医生或患者控制，使患者在康复训练过程中，可以根据行进需求，改变行进架的前进方向，后轮轮毂电机配合轮毂电机轴承等配件配合完成整个助行器的前行后退等运动，帮助患者在一定活动范围活动。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，包括：

助行器行进架，为脊柱损伤患者助行训练装置的支架，能够进行水平位移；

上肢支承升降组件，设于所述的助行器行进架上，对患者的上肢进行支承和固定；

水平驱动组件，设于所述的助行器行进架上，水平驱动组件包括前滑块固定块(32)、前滑块固定块驱动件、后滑块固定块(40)、后滑块固定块驱动件，所述的前滑块固定块驱动件和后滑块固定块驱动件分别驱动前滑块固定块(32)和后滑块固定块(40)进行水平位移；

脚踏板组件，其前端通过连杆(50)活动连接于所述的前滑块固定块(32)上，后端铰接于所述的后滑块固定块(40)上，通过前滑块固定块(32)和后滑块固定块(40)的协同运行，使得脚踏板组件获得行走式的起伏位移。

2.根据权利要求1所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的后滑块固定块驱动件包括丝杆(41)、丝杆螺母(36)、丝杆直线导轨(35)、丝杆电机(25)、踏板滑块(37)；

所述的丝杆电机(25)的输出轴与所述的丝杆(41)的端部连接；

所述的踏板滑块(37)设于所述的丝杆直线导轨(35)上，并可沿丝杆直线导轨(35)进行水平滑动；

所述的丝杆螺母(36)上设有与丝杆(41)匹配的内螺纹，所述的丝杆螺母(36)穿套于所述的丝杆螺母(36)上；

所述的后滑块固定块(40)同时与所述的丝杆螺母(36)和踏板滑块(37)连接。

3.根据权利要求2所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的前滑块固定块驱动件包括齿条电机(29)、减速电机(28)、齿条、减速器齿轮(46)、丝杆滑块(31)；

所述的齿条电机(29)的输出轴与所述的减速电机(28)的输入轴连接；

所述的减速器齿轮(46)设于所述的减速电机(28)的输出轴上；

所述的丝杆滑块(31)设于所述的丝杆直线导轨(35)上，并可沿丝杆直线导轨(35)进行水平滑动；

所述的前滑块固定块(32)与所述的丝杆滑块(31)连接，所述的齿条固定于所述的滑块固定块(32)上；

减速器齿轮(46)上的齿与所述的齿条上的齿啮合。

4.根据权利要求3所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的脊柱损伤患者助行训练装置还包括主控计算机，主控计算机中的微处理器与所述的丝杆电机(25)和齿条电机(29)电连接，微处理器向丝杆电机(25)和齿条电机(29)发出启停指令信号、转向指令信号和转速指令信号；

微处理器将预加载的指令信号发送至丝杆电机(25)和齿条电机(29)，

丝杆电机(25)带动丝杆(41)转动，使得丝杆螺母(36)带动踏板滑块(37)位移，进一步使得后滑块固定块(40)产生周期性往复位移运动；

齿条电机(29)将输出的扭转力通过减速电机(28)进行减速，之后带动减速器齿轮(46)进行旋转，减速器齿轮(46)带动齿条水平位移，进一步使得前滑块固定块(32)产生不同于后滑块固定块(40)的周期性往复位移运动。

5.根据权利要求4所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的脚踏板组件包括电机安装板(54)、脚踏板安装轴(62)、上脚踏板(63)、下脚踏板(65)；

脚踏板安装轴(62)的一端与所述的上脚踏板(63)和下脚踏板(65)连接；另一端连接于所述的电机安装板(54)上。

6.根据权利要求5所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的电机安装板(54)上设有踝部电机(58)；

所述的踝部电机(58)的输出端设有小锥齿轮(59)；

所述的电机安装板(54)上还设有锥齿轮轴承座(52)，所述的锥齿轮轴承座(52)上贯穿设有锥齿轮轴(53)；

所述的锥齿轮轴(53)上穿套设有大锥齿轮(60)，所述的小锥齿轮(59)与大锥齿轮(60)相啮合；

所述的锥齿轮轴(53)与脚踏板安装轴(62)连接，踝部电机(58)与所述的微处理器电连接，微处理器向踝部电机(58)发出启停指令信号、转向指令信号和转速指令信号，踝部电机(58)将传动扭力依次通过小锥齿轮(59)、大锥齿轮(60)、锥齿轮轴(53)传递至脚踏板安装轴(62)，通过脚踏板安装轴(62)实现对上脚踏板(63)和下脚踏板(65)相对于水平面的倾角实时调节。

7.根据权利要求6所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的脚踏板安装轴(62)的一端与所述的锥齿轮轴(53)连接，另一端设有连接部，所述的连接部包括上端面(67)和下端面(68)；

所述的上端面(67)上设有固定键(66)，所述的上脚踏板(63)上设有与固定键(66)匹配的凹槽，所述的上端面(67)通过固定键(66)与上脚踏板(63)连接；

所述的下端面(68)通过螺栓与所述的下脚踏板(65)连接。

8.根据权利要求4所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的助行器行进架包括安装底板(1)，所述的安装底板(1)下方设有前轮(3)和后轮；

所述的前轮(3)上设有转向器，所述的后轮上连接有后轮轮毂电机(6)；

所述的转向器与后轮轮毂电机(6)与所述的微处理器电连接。

所述的齿条电机(29)、丝杆电机(25)、丝杆直线导轨(35)固定于所述的安装底板(1)上；

所述的安装底板(1)还垂直设有支撑梁(7)，所述的支撑梁(7)上设有支承直线导轨(9)，所述的支承直线导轨(9)上设有靠背(10)，所述的靠背(10)可通过支承直线导轨(9)进行竖直方向的调节。

9.根据权利要求8所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的上肢支承升降组件设于所述的安装底板(1)上；

所述的上肢支承升降组件包括支承支架，支承支架下方设有支承电动缸(17)，支承电动缸(17)与微处理器电连接；

所述的支承支架上设有扶手(22)和穿戴式牵拉跨步绑带(23)，患者固定于所述的穿戴式牵拉跨步绑带(23)中。

10.根据权利要求9所述的一种脊柱损伤患者助行训练装置，其特征在于，所述的穿戴式牵拉跨步绑带(23)包括的轴固定带(74)、跨步裤(68)、跨步带(70)、环固定带(71)、绑带(72)、腰带环(73)和轴固定带(74)。

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