CN205286869U - 外骨骼式移动步行康复训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种外骨骼式移动步行康复训练装置，包括支撑架体、分别安装在支撑架体上的外骨骼机械腿和控制系统模块，外骨骼机械腿成对设置，两外骨骼机械腿之间安装宽度调节装置，控制系统模块分别与外骨骼机械腿和支撑架体连接，外骨骼机械腿包括髋关节连杆、髋关节电机、大腿连杆、膝关节电机、小腿连杆、踝关节电机、脚板和固定架；本装置集步行康复训练与步行辅助于一体，控制系统模块对安装于髋关节、膝关节和踝关节的电机进行转动控制，实现外骨骼机械腿的步态运动，进而分别带动患者大腿、小腿和脚掌进行运动，达到触地式移动步行康复训练的目的；实现对脑卒中患者、神经损伤患者和脊椎损伤患者康复后期的移动步行康复训练。

Description

外骨骼式移动步行康复训练装置

技术领域

本实用新型涉及康复训练装置，特别是涉及一种外骨骼式移动步行康复训练装置。

背景技术

伴随着科学技术的进步和社会经济的发展，老年人及下肢伤残人群迫切希望能够恢复自身的行走能力，摆脱疾病对自己的生理和心理带来的痛苦。从最初的拐杖到普通的手推式轮椅，再到现在市场上常见的电动轮椅，这些均实现了腿部肌无力患者及下半身半身不遂患者的移动功能。但是，绝大多数电动轮椅并不具备步行康复训练的功能，患者在使用电动轮椅之后仍不能真正意义上恢复自身的行走能力。另一方面，医院及康复中心的腿部力量恢复训练系统不仅价格昂贵，而且便携性差、训练时间短、功能单一，很难有效地恢复患者的步行能力。目前，国内外已研制并生产出一批外骨骼穿戴式移动机器人，虽具有一定的协调能力和适应能力，但由于其价格昂贵，并且安全防护机制较弱，因此很难在国内推广开来。所以，将步行康复训练应用于患者的日常生活中，使得下肢伤残患者在日常行走的过程中即可安全地获得步行康复训练，对于患者早日恢复行走能力、降低康复训练费用、提高患者及其家属的生活质量等，具有非常重要的意义。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的提供了一种外骨骼式移动步行康复训练装置。

本实用新型采取的技术方案为：一种外骨骼式移动步行康复训练装置，它包括支撑架体、分别安装在支撑架体上的外骨骼机械腿和控制系统模块，所述外骨骼机械腿成对设置，两外骨骼机械腿之间安装宽度调节装置，所述控制系统模块分别与外骨骼机械腿和支撑架体连接；

所述支撑架体中部两侧横梁上分别设有导杆，所述导杆上插接有底座，所述底座上安装高度微调装置；

所述外骨骼机械腿成对设置，其包括髋关节连杆、髋关节电机、大腿连杆、膝关节电机、小腿连杆、踝关节电机、脚板和固定架；

所述宽度调节装置安装在高度微调装置上方，所述髋关节连杆与宽度调节装置连接，所述髋关节连杆通过安装在髋关节电机上的连接键与大腿连杆连接，所述大腿连杆内插接有大腿伸缩杆，所述大腿伸缩杆通过安装在膝关节电机上的连接键与小腿连杆连接，所述小腿连杆内插接小腿伸缩杆，所述小腿伸缩杆通过安装在踝关节电机上的连接键与脚板连接，所述固定架分别安装在大腿连杆和小腿连杆上。

优选地，所述支撑架体包括车架，分别安装在车架上的驱动电机、后驱动轮和前导向轮，所述车架为ㄇ形，所述驱动电机分别与控制系统模块和后驱动轮连接。

优选地，所述控制系统模块包括电池，通过导线分别与电池连接的控制器和交互显示屏，所述电池安装在车架后方底部的横梁上，所述控制器安装在车架后方中部的横梁上，控制器通过导线分别与髋关节电机、膝关节电机和踝关节电机连接，所述交互显示屏安装在车架前方的竖梁上。

优选地，所述宽度调节装置包括导向槽、轴承座、螺纹导杆、滚动轴承和轴承盖，所述导向槽安装在高度微调装置上，所述轴承座分别安装在导向槽两侧，螺纹导杆两侧通过滚动轴承分别安装在轴承座中，所述轴承盖分别盖装在轴承座的外侧；

所述髋关节连杆分别螺接在螺纹导杆上，髋关节连杆的背部设有与导向槽相适配的滑块。

优选地，所述螺纹导杆一端安装有手轮。

优选地，所述髋关节连杆的外侧分别安装扶手。

优选地，所述螺纹导杆上设有两段旋向相反的螺纹。

优选地，所述髋关节电机通过两个半圆形的安装套安装在髋关节连杆前方，髋关节电机的电机轴通过滚动轴承安装在髋关节连杆内侧。

优选地，所述膝关节电机通过两个半圆形的安装套安装在大腿伸缩杆下方，膝关节电机的电机轴通过滚动轴承安装在大腿伸缩杆内侧，滚动轴承通过轴承盖和膝关节电机的电机轴阶梯固定横向位置。

优选地，所述踝关节电机通过两个半圆形的安装套安装在小腿伸缩杆下方，踝关节电机的电机轴通过滚动轴承安装在小腿伸缩杆内侧，所述滚动轴承通过轴承盖和踝关节电机的电机轴阶梯固定横向位置。

优选地，所述高度微调装置为伸缩套筒。

优选地，所述固定架包括固定框、挡板座和挡板，所述固定框分别安装在大腿杆和小腿杆的后方，所述挡板座分别安装在大腿杆和小腿杆的前方，所述挡板一端铰接在挡板座中，另一端与固定框连接。

采用上述技术方案，本实用新型产生的技术效果有：

(1)结构紧凑，稳定性好；该发明占地面积小，重心低，并通过对驱动电机和各关节电机的控制使得该移动步行康复训练装置能够按照预定的速度进行移动，让患者能够平稳地进行步行康复训练。

(2)使用方便，机动性好；利用高度微调装置和宽度调节装置可以方便地调节康复训练装置各个部件的位置和高度，使之与患者的体型相匹配；患者在使用时只需将自己的腿部与康复训练装置的外骨骼机械腿固定在一起，即可进行行走或康复训练，康复训练装置采用的轮式移动方式也大大增强了该训练装置的机动性。

(3)安全度高；重心较低的结构设计使得步行康复训练装置很难发生倾翻；机械腿固定架装置使得患者在使用时始终固定在训练装置内而避免摔倒；扶手为患者在进行康复训练时提供了支撑点；控制系统对移动平台驱动电机的控制保证了康复训练装置的匀速行驶，防止患者在上坡、下坡以及其他复杂路面行走时出现意外情况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型支撑架体的结构示意图；

图3为本实用新型高度微调装置的结构示意图；

图4为本实用新型宽度调节装置的结构爆炸图；

图5为本实用新型髋关节电机安装的结构爆炸图；

图6为本实用新型膝关节电机安装的结构爆炸图；

图7为本实用新型踝关节电机安装的结构爆炸图；

图8为本实用新型小腿连杆的局部示意图；

图9为本实用新型固定架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

如图1-图7所示，本实用新型的结构示意图，它包括支撑架体1、分别安装在支撑架体1上的外骨骼机械腿2和控制系统模块3，外骨骼机械腿2成对设置，两外骨骼机械腿2之间安装宽度调节装置4，控制系统模块3分别与外骨骼机械腿2和支撑架体1连接；

支撑架体1中部两侧横梁上分别设有导杆11，导杆11上插接有底座12，底座12上安装高度微调装置51；导杆11上开设有间距为10mm的销钉孔20，底座12通过销钉40安装在导杆11上，改变销钉40在导杆11上的安装位置即可调节高度微调装置4的高度，高度微调装置4为伸缩套筒，通过高度微调装置4事先在患者行走时自动将外骨骼机械腿2的高度与患者腰部重心的高度保持一致；

外骨骼机械腿2成对设置，其包括髋关节连杆21、髋关节电机22、大腿连杆23、膝关节电机24、小腿连杆25、踝关节电机26、脚板27和固定架28；

宽度调节装置4安装在高度微调装置41上方，髋关节连杆21与宽度调节装置4连接，髋关节连杆21通过安装在髋关节电机22上的连接键5与大腿连杆23连接，大腿连杆23内插接有大腿伸缩杆6，大腿伸缩杆6通过安装在膝关节电机24上的连接键5与小腿连杆25连接，小腿连杆25内插接小腿伸缩杆7，小腿伸缩杆7通过安装在踝关节电机26上的连接键5与脚板27连接；固定架28分别安装在大腿连杆23和小腿连杆25上。

支撑架体1包括车架13，分别安装在车架13上的驱动电机14、驱动后轮15和前导向轮16，车架13为ㄇ形，驱动电机14分别与控制模系统模块3和后驱动轮15连接，驱动电机14和后驱动轮15分别安装在车架13后方，前导向轮16分别安装在车架13前方，通过前导向轮16控车架13的转向功能，驱动电机14通过蜗轮、蜗杆和减速箱的方式与后驱动轮15连接。

控制系统模块3包括电池31，通过导线分别与电池31连接的控制器32和交互显示屏33，电池31安装在车架13后方底部的横梁上，控制器32安装在车架13后方中部的横梁上，控制器32通过导线分别与髋关节电机22、膝关节电机24和踝关节电机26连接，交互显示屏33安装在车架13前方的竖梁上。

宽度调节装置4包括导向槽41、轴承座42、螺纹导杆43、滚动轴承44和轴承盖45，导向槽41安装在高度微调装置51上，轴承座42分别安装在导向槽41两侧，螺纹导杆43两侧通过滚动轴承44分别安装在轴承座42中，轴承盖45分别盖装在轴承座42的外侧；髋关节连杆21分别螺接在螺纹导杆43上，髋关节连杆21的背部设有与导向槽41相适配的滑块421；螺纹导杆43上设有两段旋向相反的螺纹，螺纹导杆43一端安装有手轮8，正向旋转手轮8即可增加机械腿的间距，反向旋转手轮8即可减小机械腿的间距；髋关节连杆21的外侧分别安装扶手9，用于步行训练过程中患者手扶，为患者提供支撑点。

髋关节电机22通过两个半圆形的安装套10安装在髋关节连杆21前方，髋关节电机22的电机轴通过滚动轴承44安装在髋关节连杆21内侧。

膝关节电机24通过两个半圆形的安装套10安装在大腿伸缩杆6下方，膝关节电机24的电机轴通过滚动轴承44安装在大腿伸缩杆6内侧，滚动轴承44通过轴承盖45和膝关节电机24的电机轴阶梯固定横向位置。

踝关节电机26通过两个半圆形的安装套10安装在小腿伸缩杆7下方，踝关节电机26的电机轴通过滚动轴承44安装在小腿伸缩杆7内侧，滚动轴承44通过轴承盖45和踝关节电机26的电机轴阶梯固定横向位置。

大腿连杆23和小腿连杆25均为相同的伸缩结构，如图8所示，以小腿连杆25为例进行说明，小腿连杆25内插接有小腿伸缩杆7，小腿连杆25侧面开设有间距为10mm的销钉孔20，小腿伸缩杆7通过销钉40插接在小腿连杆25内，改变销钉40的位置即可调节小腿伸缩杆7插接在小腿连杆25内的长度。

如图9所述，固定架28包括固定框281、挡板座282和挡板283，固定框281安装在小腿连杆25的后方，挡板座282安装在小腿杆25的前方，挡板283一端铰接在挡板座282中，另一端与固定框281上开设的凹槽连接，实现对患者腿部的二次固定，防止患者发生摔倒现象；固定架28安装在大腿连杆23上的方式与上述一致。

本实用新型集步行康复训练与步行辅助于一体，通过控制系统模块对安装于髋关节、膝关节和踝关节的电机的转动控制，实现外骨骼机械腿的步态运动，进而分别带动患者大腿、小腿和脚掌进行运动，达到触地式移动步行康复训练的目的；该装置可实现对脑卒中患者、神经损伤患者和脊椎损伤患者康复后期的移动步行康复训练。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：它包括支撑架体(1)、分别安装在支撑架体(1)上的外骨骼机械腿(2)和控制系统模块(3)，所述外骨骼机械腿(2)成对设置，两外骨骼机械腿(2)之间安装宽度调节装置(4)，所述控制系统模块(3)分别与外骨骼机械腿(2)和支撑架体(1)连接；

所述支撑架体(1)中部两侧横梁上分别设有导杆(11)，所述导杆(11)上插接有底座(12)，所述底座(12)上安装高度微调装置(51)；

所述外骨骼机械腿(2)成对设置，其包括髋关节连杆(21)、髋关节电机(22)、大腿连杆(23)、膝关节电机(24)、小腿连杆(25)、踝关节电机(26)、脚板(27)和固定架(28)；

所述宽度调节装置(4)安装在高度微调装置(51)上方，所述髋关节连杆(21)与宽度调节装置(4)连接，所述髋关节连杆(21)通过安装在髋关节电机(22)上的连接键(5)与大腿连杆(23)连接，所述大腿连杆(23)内插接有大腿伸缩杆(6)，所述大腿伸缩杆(6)通过安装在膝关节电机(24)上的连接键(5)与小腿连杆(25)连接，所述小腿连杆(25)内插接小腿伸缩杆(7)，所述小腿伸缩杆(7)通过安装在踝关节电机(26)上的连接键(5)与脚板(27)连接，所述固定架(28)分别安装在大腿连杆(23)和小腿连杆(25)上。

2.根据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述支撑架体(1)包括车架(13)，分别安装在车架(13)上的驱动电机(14)、后驱动轮(15)和前导向轮(16)，所述车架(13)为ㄇ形，所述驱动电机(14)分别与控制系统模块(3)和后驱动轮(15)连接。

3.根据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述控制系统模块(3)包括电池(31)，通过导线分别与电池(31)连接的控制器(32)和交互显示屏(33)，所述电池(31)安装在车架(13)后方底部的横梁上，所述控制器(32)安装在车架(13)后方中部的横梁上，控制器(32)通过导线分别与髋关节电机(22)、膝关节电机(24)和踝关节电机(26)连接，所述交互显示屏(33)安装在车架(13)前方的竖梁上。

4.根据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述宽度调节装置(4)包括导向槽(41)、轴承座(42)、螺纹导杆(43)、滚动轴承(44)和轴承盖(45)，所述导向槽(41)安装在高度微调装置(51)上，所述轴承座(42)分别安装在导向槽(41)两侧，螺纹导杆(43)两侧通过滚动轴承(44)分别安装在轴承座(42)中，所述轴承盖(45)分别盖装在轴承座(42)的外侧；

所述髋关节连杆(21)分别螺接在螺纹导杆(43)上，髋关节连杆(21)的背部设有与导向槽(41)相适配的滑块(421)。

5.根据权利要求4所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述螺纹导杆(43)一端安装有手轮(8)。

6.根据权利要求1或4所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述髋关节连杆(21)的外侧分别安装扶手(9)。

7.根据权利要求4或5所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述螺纹导杆(43)上设有两段旋向相反的螺纹。

8.据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述髋关节电机(22)通过两个半圆形的安装套(10)安装在髋关节连杆(21)前方，髋关节电机(22)的电机轴通过滚动轴承(44)安装在髋关节连杆(21)内侧。

9.据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述膝关节电机(24)通过两个半圆形的安装套(10)安装在大腿伸缩杆(6)下方，膝关节电机(24)的电机轴通过滚动轴承(44)安装在大腿伸缩杆(6)内侧，滚动轴承(44)通过轴承盖(45)和膝关节电机(24)的电机轴阶梯固定横向位置。

10.据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述踝关节电机(26)通过两个半圆形的安装套(10)安装在小腿伸缩杆(7)下方，踝关节电机(26)的电机轴通过滚动轴承(44)安装在小腿伸缩杆(7)内侧，滚动轴承(44)通过轴承盖(45)和踝关节电机(26)的电机轴阶梯固定横向位置。

11.据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述高度微调装置(51)为伸缩套筒。

12.据权利要求1所述的外骨骼式移动步行康复训练装置，其特征在于：所述固定架(28)包括固定框(281)、挡板座(282)和挡板(283)，所述固定框(281)分别安装在大腿杆(23)和小腿杆(25)的后方，所述挡板座(282)分别安装在大腿杆(23)和小腿杆(25)的前方，所述挡板(283)一端铰接在挡板座(282)中，另一端与固定框(281)连接。