一种脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器

摘要

本申请公开一种脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器，包括左侧机构、右侧机构，左侧机构与右侧机构左右对称设置，左侧机构的左上转轴固定左手柄杆和摩擦轮，左下转轴固定左下摩擦轮，左下转轴通过齿轮传动机构和左单向滚针轴承驱动单向传动轴单向转动，单向传动轴通过曲柄滑块机构驱动左滑块沿着前后方向往复移动，左滑块铰接左连杆，左连杆铰接左脚踏板，左下转轴固定左脚摆杆，左脚摆杆铰接左脚踏板，中间摩擦轮位于左侧机构与右侧机构中间，右侧机构的右上摩擦轮在右侧机构右上转轴上的固定位置可调整，左上摩擦轮、左下摩擦轮、右上摩擦轮、右下摩擦轮均与中间摩擦轮摩擦接触传动，实现下肢脚部运动姿态变化的的步态四肢运动康复训练。

说明书

技术领域

本发明涉及一种脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器，属于康复医疗器械技术领域。

背景技术

脑卒中患者通常表现为单侧肢体运动功能受限，甚至完全不能自主运动，通过康复运动训练，提高患者的生活质量是安全有效的手段之一，目前的四肢康复训练器下肢运动状态是不能出现多种运动姿态的，不能模拟日常生活中下肢多种运动姿态，影响康复效果，且下肢运动过程中运动范围不变化，以及统一姿态多次重复的运动，运动过程枯燥乏味。

另外，四肢康复训练器的上肢和下肢运动通常需要步态运动，一方面步态运动的实现同侧上肢与下肢运动方向相反，以及两侧上肢、两侧下肢运动方向均相反，采用连杆机构实现传动效率低，且力量随着连杆角度变化也在变化，而采用齿轮传动时，患者运动功能障碍的上肢运动范围受限，健康侧上肢运动范围也会受限，即两侧上肢前后运动范围不能调整，影响健康侧上肢运动的舒适性。

发明内容

本发明目的在于：提供一种一侧肢体运动，通过摩擦轮传动实现另一侧肢体步态康复训练，双侧上肢运动传动比可调节，通过单向滚针轴承驱动单向传动轴始终朝向一个方向转动，通过曲柄滑块机构使左脚踏板连接一个连杆支点位置变化实现下肢脚部运动姿态变化的的脑卒中患者康复训练器。

本发明的技术方案是这样实现的：一种脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器，包括底座2、左侧机构3、右侧机构4、中间机构5、同步轴6、单向传动轴7，所述的底座2呈左右对称的结构，所述的左侧机构2与右侧机构4关于底座2的左右对称平面对称设置，所述的左侧机构3包括左下转轴306、左上转轴311、左上摩擦轮316、左下摩擦轮317，所述的左上转轴311的左端固定左手柄杆308下端，左手柄杆308上端固定左手柄309，左上转轴311右端固定左上摩擦轮316，左下转轴306的右端固定左下摩擦轮317，左下转轴306的左端固定左后齿轮305；

所述的左后齿轮305与左前齿轮307啮合，左前齿轮307通过左单向滚针轴承安装在单向传动轴7的左端，左单向滚针轴承和右侧机构4中的右单向滚针轴承在单向传动轴7上的安装方向相同，单向传动轴7向左穿过左前齿轮307后固定左固定环319，左固定环319设置有向左固定环319外侧伸出的凸台，凸台上固定左铰接轴转动连接左驱动杆304的前端，所述的左驱动杆304后端转动安装同步轴6的左端，同步轴6左部固定在左滑块312上，左滑块312滑动安装在左导轨302上，左导轨302沿着前后方向水平设置，左导轨302固定在底座2上，所述的左下转轴306、左上转轴311、同步轴6、单向传动轴7均沿着左右方向水平设置；

所述的左滑块312铰接左连杆303的下端，左连杆303上端铰接左脚踏板310的下侧后端，所述的左下转轴306的左部固定左脚摆杆315的下端，左脚摆杆315上端铰接脚踏板310的下侧前端；

所述的中间机构5包括中间摩擦轮503，底座2上设置有中间摩擦轮503的转动支撑结构，中间摩擦轮503的轴线沿着竖直方向设置，中间摩擦轮503位于左侧机构3与右侧机构4的中间，中间摩擦轮503右侧上部设置有半圆形活动板5031，半圆形活动板5031沿着上方方向的位置可调整，右侧机构4的右上摩擦轮416在右侧机构4的右上转轴411上的固定位置可调整；

所述的左上摩擦轮316、左下摩擦轮317均与中间摩擦轮503摩擦接触传动，左上摩擦轮316、左下摩擦轮317分别位于中间摩擦轮503的左侧上方、左侧下方，右侧机构4中的右上摩擦轮与半圆形活动板5031摩擦接触传动，右侧机构4中的右下摩擦轮与中间摩擦轮503的右侧下方摩擦接触传动；

所述的底座2上设置有左下转轴306、左上转轴311、单向传动轴7的转动支撑结构。

优选地，所述的半圆形活动板5031沿着上方方向的位置可调整的结构为：所述的中间摩擦轮503右侧上部设置有半圆形的空腔5033，活动板5031与空腔5033形状相适应，活动板5031的的半圆形直径边上设置有两个导向槽5032，两个导向槽5032关于活动板5031的半圆形圆心对称设置，活动板5031的圆形轮廓边缘的中部设置有第三个导向槽5032，空腔5033与活动板5031相适应的位置设置有导向凸起5034，活动板5031位于空腔5033内，且通过导向槽5032沿着导向凸起5034上下方向滑动，活动板5031的圆心位置设置有螺纹圆柱5036，螺纹圆柱5036内孔设置的螺纹与丝杠505旋合，所述的中间摩擦轮503圆心位置设置有容纳槽5035，容纳槽5035直径大于螺纹圆柱5036的直径，所述的丝杠505上端固定手轮504，丝杠505下端与中间摩擦轮503圆心位置的下端转动连接。

优选地，所述的右上摩擦轮416在右上转轴411上的固定位置可调整的结构为：所述的右上摩擦轮416为扇形摩擦轮，右上摩擦轮416位于活动板5031的上方，右上摩擦轮416扇形缺口的轮毂上开设有从外侧贯穿至内孔的螺纹孔，螺纹孔内旋合锁紧手柄420的螺杆部，用以通过放松或旋紧锁紧手柄420实现右上摩擦轮416在右上转轴411上的滑动调整位置或固定。

优选地，所述的左脚摆杆315的中部设置有向后伸出的弯曲段3152，用于左脚摆杆315上端向前摆动时，避让左上转轴311，弯曲段3152形状为向后伸出一定距离方杆后，然后连接向后凸出的半圆弧段方杆，半圆弧段方杆另一端连接向前伸出的一定距离的方杆二，弯曲段3152两端连接的左脚摆杆315部分在同一条直线上

优选地，所述的单向传动轴7位于左下转轴306的前侧，且高于左下转轴306。

优选地，所述的底座2上设置有左下转轴306、左上转轴311转动支撑结构为: 左立柱301下端固定在底座2上，左立柱301上端转动安装左上转轴311中部，左立柱301中部转动安装左下转轴306的中部。

优选地，所述的底座2上设置有单向传动轴7的转动支撑结构为: 所述的单向传动轴7的左部转动安装在左轴承轴承座318内孔中，单向传动轴7的右部转动安装在右侧机构4的右轴承轴承座内孔中，左轴承轴承座318和右轴承轴承座固定在轴承支架8上，轴承支架8固定在底座2上。

优选地，转盘架502下端固定在底座2上，转盘架502上端转动安装转动盘501，转动盘501同轴固定中间摩擦轮503。

优选地，所述的左上摩擦轮316位于中间摩擦轮503中部与左侧边缘的中间位置，左下摩擦轮317位于左上摩擦轮316的正下方。

优选地，左后齿轮305与左前齿轮307齿数相同，且均为圆柱齿轮。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本申请采用了一侧上肢运动机构驱动摩擦轮带动中间摩擦轮转动，驱动另一侧摩擦轮带动另一侧上肢反向运动的四肢康复训练器；中间摩擦轮上侧的左、右侧分别驱动左、右上肢连接的摩擦轮转动，而中间摩擦轮下侧的左、右侧分别驱动左、右下肢连接的摩擦轮转动，实现四肢步态运动，方案设计巧妙；一侧上肢摩擦轮位置可以左右调节，且调节时，中间摩擦轮对应的区域采用分体式结构，且分体部分可以升降调节，方便调整该分体部分对应接触的摩擦轮位置，减少摩擦轮在位置调整过程中的磨损，甚至损坏；中间摩擦轮下侧的两个摩擦轮通过齿轮传动以及单向滚针轴承连接的单向传动轴，实现单向传动轴的单向转动，单向传动轴通过曲柄滑块机构驱动滑块沿着前后方向往复运动，滑块通过一根连杆连接的脚踏板后端，脚踏板前端通过摆杆固定连接下侧转轴，下侧转轴固定的摩擦轮转动，实现脚部运动姿态的位置变化，提高康复效果。

附图说明

图1是脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器的总体结构示意图。

图2是左侧机构、右侧机构和中间机构的结构示意图。

图3是左侧机构的左滑块连接单向传动轴的结构示意图一。

图4是左侧机构的的结构示意图。

图5是左侧机构的左滑块连接单向传动轴的结构示意图二。

图6是左侧机构、右侧机构同时与中间机构连接的结构示意图一。

图7是左侧机构、右侧机构同时与中间机构连接的结构示意图二。

图8是中间机构的结构示意图。

图9是右上摩擦轮与右上转轴连接的结构示意图。

图10是左脚摆杆的结构示意图。

附图标记说明：1-座椅、2-底座、3-左侧机构、4-右侧机构、5-中间机构、6-同步轴、7-单向传动轴、8-轴承支架、301-左立柱、302-左导轨、303-左连杆、3031-踏板后轴、304-左驱动杆、305-左后齿轮、306-左下转轴、307-左前齿轮、308-左手柄杆、309-左手柄、310-左脚踏板、311-左上转轴、312-左滑块、313-左铰接轴、315-左脚摆杆、3151-踏板前轴、3152-弯曲段、316-左上摩擦轮、317-左下摩擦轮、318-左轴承轴承座、319-左固定环、411-右上转轴、420-锁紧手柄、501-转动盘、502-转盘架、503-中间摩擦轮、5031-活动板、5032-导向槽、5033-空腔、5034-导向凸起、5035-容纳槽、5036-螺纹圆柱、504-手轮、505-丝杠。

具体实施方式

结合图1-10，本发明的脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器，包括座椅1、底座2、左侧机构3、右侧机构4、中间机构5、同步轴6、单向传动轴7、轴承支架8，以患者的上下、左右、前后方向分别定义本申请的上下、左右、前后方向，以便描述本申请，所述的底座2后端固定座椅1，所述的底座2呈左右对称的结构，所述的左侧机构2与右侧机构4关于底座2的左右对称平面对称设置，所述的左侧机构3包括左立柱301、左导轨302、左连杆303、左驱动杆304、左后齿轮305、左下转轴306、左前齿轮307、左手柄杆308、左手柄309、左脚踏板310、左上转轴311、左滑块312、左铰接轴313、左脚摆杆315、左上摩擦轮316、左下摩擦轮317、左轴承轴承座318、左固定环319、左单向滚针轴承，所述的左立柱301下端固定在底座2上，左立柱301上端转动安装左上转轴311中部，左上转轴311的左端固定左手柄杆308下端，左手柄杆308上端固定左手柄309，左上转轴311右端固定左上摩擦轮316，左立柱301中部转动安装左下转轴306的中部，左下转轴306的右端固定左下摩擦轮317，左下转轴306的左端固定左后齿轮305。

左后齿轮305与左前齿轮307啮合，左后齿轮305与左前齿轮307均为圆柱齿轮，左前齿轮307内孔固定左单向滚针轴承外圈，左单向滚针轴承内圈固定单向传动轴7的左端，单向传动轴7向左穿过左前齿轮307后固定左固定环319，左固定环319设置有向左固定环319外侧伸出的凸台，凸台上固定左铰接轴313右端，左铰接轴313左端转动连接左驱动杆304的前端，单向传动轴7位于左下转轴306的前侧，且高于左下转轴306，所述的左驱动杆304后端圆孔转动安装同步轴6的左端，同步轴6左部固定在左滑块312的后侧，左滑块312滑动安装在左导轨302上，左导轨302沿着前后方向水平设置，左导轨302固定在底座2上。

所述的左滑块312的前端铰接左连杆303的下端，左连杆303上端设置有向右伸出的踏板后轴3031，踏板后轴3031转动安装左脚踏板310的下侧后端，所述的左下转轴306的左部固定左脚摆杆315的下端，左脚摆杆315位于左立柱301与左下摩擦轮317之间，左脚摆杆315上端设置有向左侧伸出的踏板前轴3151，踏板前轴3151转动安装左脚踏板310的下侧前端。

右侧机构4的右驱动杆的后端圆孔转动安装同步轴6的右端，同步轴6的右部固定右侧机构4的右滑块的后侧。

所述的单向传动轴7的左部转动安装在左轴承轴承座318内孔中，单向传动轴7的右部转动安装在右侧机构4的右轴承轴承座内孔中，左轴承轴承座318和右轴承轴承座固定在轴承支架8上，轴承支架8固定在底座2上，所述的单向传动轴7的右端固定右侧机构4的右单向滚针轴承内圈，右单向滚针轴承外圈固定右侧机构4的右前齿轮内孔，左单向滚针轴承、右单向滚针轴承在单向传动轴7上的安装方向相同，即左前齿轮307、右前齿轮转动分别通过左单向滚针轴承、右单向滚针轴承驱动单向传动轴7朝向同一个方向转动。

所述的中间机构5包括转动盘501、转盘架502、中间摩擦轮503、手轮504、丝杠505，所述的转盘架502下端固定在底座2上，转盘架502上端转动安装转动盘501，转动盘501同轴固定中间摩擦轮503，中间摩擦轮503位于左侧机构3与右侧机构4的中间，中间摩擦轮503右侧上部设置有半圆形的空腔5033，活动板5031与空腔5033形状相适应，活动板5031的的半圆形直径边上设置有两个导向槽5032，两个导向槽5032关于活动板5031的半圆形圆心对称设置，活动板5031的圆形轮廓边缘的中部设置有第三个导向槽5032，空腔5033与活动板5031相适应的位置设置有导向凸起5034，活动板5031位于空腔5033内，且通过导向槽5032沿着导向凸起5034上下方向滑动，活动板5031的圆心位置设置有螺纹圆柱5036，螺纹圆柱5036内孔设置的螺纹与丝杠505旋合，所述的中间摩擦轮503圆心位置设置有容纳槽5035，容纳槽5035直径大于螺纹圆柱5036的直径，所述的丝杠505上端固定手轮504，丝杠505下端与中间摩擦轮503圆心位置的下端转动连接。

所述的左上摩擦轮316与中间摩擦轮503上部摩擦接触，所述的左下摩擦轮317与中间摩擦轮503下部摩擦接触，且左上摩擦轮316位于中间摩擦轮503中部与左侧边缘的中间位置，左下摩擦轮317位于左上摩擦轮316的正下方。

右侧机构4的右上摩擦轮416在右侧机构4的右上转轴411上的固定位置可调整，右上摩擦轮416为扇形摩擦轮，右上摩擦轮416位于活动板5031的上方，右上摩擦轮416扇形缺口的轮毂上开设有从外侧贯穿至内孔的螺纹孔，螺纹孔内旋合锁紧手柄420的螺杆部，通过放松或旋紧锁紧手柄420实现右上摩擦轮416在右上转轴411上的滑动调整位置或固定。

所述的左脚摆杆315的中部设置有向后伸出的弯曲段3152，用于左脚摆杆315上端向前摆动时，避让左上转轴311。弯曲段3152形状为向后伸出一定距离方杆后，例如30厘米，然后连接向后凸出的半圆弧段方杆，半圆弧段方杆另一端连接向前伸出的一定距离的方杆二，弯曲段3152两端连接的左脚摆杆315部分在同一条直线上。

左侧机构3与右侧机构4对称，右侧机构4比左侧机构多了一个锁紧手柄420，且右上摩擦轮416为扇形摩擦轮，而左上摩擦轮316为圆柱形。

脑卒中患者的一侧肢体能够运动，另一侧肢体运动功能出现障碍，脑卒中患者坐在座椅1上，脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器的左手柄309、右手柄初始位置是左手柄309、右手柄距离底座2后端或者座椅1的距离相同，即左手柄309、右手柄前后方向位置相同，此时活动板5031位于中间摩擦轮503的右半部，脑卒中患者的左脚放置在左脚踏板310，左脚踏板310上设置有左脚绑带，绑紧左脚，右脚放置在右脚踏板上，右脚踏板上设置有右脚绑带，绑紧右脚，左手抓握左手柄309，左手柄309上设置有左手绑带，绑紧左手，右手柄上设置有右手绑带，绑紧右手，如果患者一侧肢体能够运动，例如左上肢、左下肢能够自主运动，根据患者的患病情况，如果需要两侧上肢前后推拉运动范围相同时，转动手轮504，丝杠505转动，使螺纹圆柱5036下移，右上摩擦轮416与活动板5031脱离接触，旋松锁紧手柄420，调整右上摩擦轮416在右上转轴上的位置，使右上摩擦轮416到中间摩擦轮503的中心距离与左上摩擦轮到中间摩擦轮503的中心距离相等，实现左上肢与右上肢前后推拉运动范围相同，锁紧所述的锁紧手柄420，将右上摩擦轮416固定在右上转轴411上，且使锁紧手柄420朝向上方，锁紧手柄420螺杆部沿着竖直方向设置，实现右手柄向前和向后推拉运动到极限位置时，右上摩擦轮416的扇形区域始终与活动板5031接触，右上摩擦轮416的扇形区域的圆心角为120度，右手柄向前和向后推拉运动到极限位置时，右上摩擦轮416转动小于半圈，反向转动手轮504，丝杠505转动，使螺纹圆柱5036上移，使活动板5031上移并与右上摩擦轮416摩擦接触，而右下摩擦轮在右下转轴上的固定位置无需调整，脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器下肢运动范围不大，脑卒中患者的下肢患病一侧的运动范围通常能够达到与健康侧相同的运动范围，患者左上肢向前推动左手柄309，左手柄杆308摆动，左上转轴311转动，左上摩擦轮316转动，驱动中间摩擦轮503转动，中间摩擦轮503同时带动左下摩擦轮317、右侧机构4的右上摩擦轮416、右下摩擦轮转动，实现右侧上肢与左侧上肢相反方向的运动，以及左脚摆杆315与右侧机构的右脚摆杆相反方向的运动，且实现左上转轴311与左下转轴306相反方向的转动，右侧机构的右上转轴411与右下转轴相反方向运动，脑卒中患者进行步态的康复训练，提高患者的康复训练舒适性。

如果患者的右侧上肢运动范围达不到健康侧上肢的运动范围，即右侧上肢运动范围小于左侧上肢运动范围，则将脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器的左手柄309、右手柄运动到初始位置，即左手柄309、右手柄距离底座2后端或者座椅1的距离相同，转动手轮504，丝杠505转动，使螺纹圆柱5036下移，右上摩擦轮416与活动板5031脱离接触，旋松锁紧手柄420，调整右上摩擦轮416在右上转轴411上的位置，使右上摩擦轮416到中间摩擦轮503的中心距离小于左上摩擦轮到中间摩擦轮503的中心距离，即将右上摩擦轮416向中间摩擦轮503的圆心方向调整一段距离，调整的距离根据患者的病情进行调整，如果右侧上肢运动范围比左侧上肢运动范围差别大，则向右上摩擦轮416向中间摩擦轮503的圆心方向调整的距离大，反之则小，锁紧所述的锁紧手柄420，将右上摩擦轮416固定在右上转轴411上，反向转动手轮504，丝杠505转动，使螺纹圆柱5036上移，使活动板5031上移并与右上摩擦轮416摩擦接触，实现左上肢运动范围、右上肢运动范围在舒适的范围内进行康复训练。而如果脑卒中患者的左侧肢体运动功能障碍时，右侧肢体主动运动带动左侧肢体运动时，则会出现左侧上肢运动范围小于右侧上肢运动范围，此时，将脚部运动姿态变化的脑卒中患者康复训练器的左手柄309、右手柄运动到初始位置，即左手柄309、右手柄距离底座2后端或者座椅1的距离相同，转动手轮504，丝杠505转动，使螺纹圆柱5036下移，右上摩擦轮416与活动板5031脱离接触，旋松锁紧手柄420，调整右上摩擦轮416在右上转轴411上的位置，使右上摩擦轮416到中间摩擦轮503的中心距离大于左上摩擦轮到中间摩擦轮503的中心距离，即将右上摩擦轮416朝向远离中间摩擦轮503的圆心方向调整一段距离，调整的距离根据患者的病情进行调整，如果右侧上肢运动范围比左侧上肢运动范围差别大，则向右上摩擦轮416朝向远离中间摩擦轮503的圆心方向调整的距离大，反之则小，锁紧所述的锁紧手柄420，将右上摩擦轮416固定在右上转轴411上，反向转动手轮504，丝杠505转动，使螺纹圆柱5036上移，使活动板5031上移并与右上摩擦轮416摩擦接触，实现左上肢运动范围、右上肢运动范围均在舒适的范围内进行康复训练。

在左侧上肢前后运动，右侧上肢与左侧反向的前后运动过程中，通过左侧机构的3的左下转轴306带动左后齿轮305转动，驱动左前齿轮307转动，且左前齿轮307通过左单向滚针轴承与单向传动轴7传动连接，而右侧机构4的右下转轴带动右后齿轮转动，驱动右前齿轮转动，且右前齿轮通过右单向滚针轴承与单向传动轴7传动连接，同时右前齿轮与左前齿轮307的转动方向相反，所以左侧上肢和右侧上肢前后运动的过程中，单向传动轴7始终朝向一个方向转动，左固定环319朝向一个方向转动，左驱动杆304驱动左滑块312前后移动，左侧机构3与右侧机构4对称，右侧机构4的右驱动杆驱动右滑块前后移动，且左滑块312与右滑块前后同步运动，左后齿轮305与左前齿轮307齿数相同，患者左侧上肢或右侧上肢在多次前后运动后，左后齿轮305与左前齿轮307才能转动一圈，左滑块312与右滑块前后滑动，如果左脚摆杆315位于前侧极限位置时，而左滑块312位于后侧极限位置时，踏板前轴3151到踏板后轴3031距离加上踏板后轴3031到左连杆303的后端距离之和大于左脚摆杆315上的踏板前轴3151到左连杆303的后端距离，防止左脚摆杆315向前摆动，左脚踏板310于左连杆303共线而出现卡死的现象。脑卒中患者运动的其中的一种状态：当左滑块312与右滑块位于后侧位置时，如果左脚摆杆315向前摆动极限位置时，患者左脚是上陡坡状态，右脚是下缓坡状态，如果左脚摆杆315向后摆动极限位置时，左脚是下缓坡状态，右脚是上陡坡状态；另一种状态：当左滑块312与右滑块位于前侧位置时，如果左脚摆杆315向前摆动极限位置时，患者左脚是上缓坡状态，右脚是平路状态，如果左脚摆杆315向后摆动极限位置时，左脚是走平路状态，右脚是上缓坡状态；实现患者下肢在运动的过程中出现上坡、下坡、平路状态的变化，实现脚部运动姿态的多种变化，与健康人在日常生活中走路状态相接近，提高康复效果。