一种自适应减重模块及具有其的天轨悬吊康复训练系统技术方案

一种自适应减重模块及具有其的天轨悬吊康复训练系统，包括天轨水平移动模块、自适应减重模块和人机连接模块，天轨水平移动模块负责系统水平方向的移动，可根据病人训练时的方向和速度调整跟随；自适应减重模块负责提供减重力，可根据病人训练时不同的情况进行自适应的动态调整减重力；人机连接模块负责将系统与病人连接。自适应减重模块中的压缩弹簧起缓冲和提供受力数据的作用，拉伸弹簧用于储存能量，起到省力和减少模块体积的作用，配合减重电机调整吊带使用，可实现病人垂直方向的动态减重；天轨水平移动模块中的角度测量单元可感知吊带的角度变化，配合行走电机使系统可跟随病人移动，两部分结合可以满足行走、坐站、上下楼梯等训练要求。楼梯等训练要求。楼梯等训练要求。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应减重模块及具有其的天轨悬吊康复训练系统


[0001]本专利技术涉及医疗康复设备领域，特别涉及一种自适应减重模块及具有其的天轨悬吊康复训练系统。

技术介绍

[0002]由于下肢运动功能障碍严重影响了患者及其家属的生活和工作质量，因此，针对这些患者进行及时、科学的康复治疗变得非常重要。目前研究发现，除了对这些患者采取传统的手术、药物等治疗方式以外，利用减重步态训练也可以让这些患者达到很好的康复效果。减重步行训练是通过外力来减少病人的部分体重，从而让患者可以进行步行训练，让患者逐步恢复行走能力的一种训练方式。
[0003]国内外应用的减重支撑系统主要有4种：静平衡系统、被动配重系统、被动弹性力减重系统和主动力减重系统。静平衡系统和被动配重系统采用被动减重形式，被动减重采用配重块作为平衡单元，给病人提供一个恒定的拉力，但在实际康复训练中，病人行走时腿部的负载随着重心变化而变化，需要的减重力不是恒定的，另外配重块会随着患者竖直方向的运动而上下做非匀速运动，使得它提供给患者的减重力发生较大幅度的改变而造成减重效果失真，甚至会造成患者的非正常步态。被动弹性力减重系统加入弹黄单元来实现动态减重，但受限于弹簧长度，无法进行大幅度的重心变化训练，如坐站训练。而且模块体积也相对较大，减重精度也不足。而主动减重力系统用电机提供减重力，通过实时返回力传感器值来实现闭环控制，最终实现减重力的恒定与主动减重。
[0004]专利技术专利CN111150615A公开了“一种动态减重步行训练仪”，包括双弹簧的缓冲单元、机头、轨道、吊带、挂架，机头包括行走组件和下箱体，行走组件用于产生动力并沿轨道行走，位于行走组件下方的下箱体上设置有吊带，吊带的另一端连接有挂架，挂架用于病人连接使用。该模块可以实现大范围的垂直和水平运动，但是模块体积较大，小幅度垂直运动时采用被动弹性减重的方式，动态减重性能不够完善。专利技术专利CN111840949A公开了“用于智能减重训练器的减重模块”，包括卷筒电机、螺杆卷筒、螺杆轴、滑轨、拉绳、定滑轮、动滑轮、转向轮、第一安装板、第二安装板和固定板。该专利技术可防止拉绳脱出滑轮，减少模块整体的体积，但是在减重力判定的设计上不够合理，忽略了病人行走时拉绳存在有偏角的情况。
[0005]所以，针对现有技术存在的不足，有必要设计一种自适应减重模块及具有其的天轨悬吊康复训练系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术中的不足，本专利技术目的在于提供一种自适应减重模块及具有其的天轨悬吊康复训练系统，此系统满足病人行走、坐站、上下楼梯等各种训练要求，采用完全的主动减重，根据人体重心变化自适应的调整减重力大小，减重性能可靠，结构简单，模块体积小，安全性能高。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案是：一种自适应减重模
块，所述自适应减重模块由机壳，导向轴、活动板组、拉伸弹簧、压缩弹簧、光栅尺、拉力传感器、定滑轮、减重电机、卷筒、吊带和转向轮组构成，所述机壳至少包括底板、侧板a和侧板b，所述侧板a和所述侧板b固设于所述底板的两个相对侧，所述导向轴水平架设于所述侧板a和所述侧板b之间并用于连接所述侧板a和所述侧板b，所述活动板组包括活动板a和活动板b，所述活动板a和所述活动板b均通过直线轴承滑设于所述导向轴上且与所述侧板a以及所述侧板b一一对应设置，所述拉伸弹簧沿所述导向轴轴向布置并用于连接所述活动板a和所述侧板b，所述压缩弹簧套设于所述导向轴上，所述压缩弹簧的一端和所述活动板a固定连接，所述压缩弹簧的另一端和所述活动板b固定连接，所述光栅尺固设于所述机壳中并用于检测所述活动板a和所述活动板b的位移量，所述拉力传感器固设于所述活动板b上，所述定滑轮安装于所述拉力传感器的检测端，所述减重电机设于所述机壳的外部并用于驱动所述卷筒转动，所述吊带绕设于所述卷筒上且端部经所述侧板a上的开孔穿入所述机壳，所述转向轮组设置于所述机壳中并用于引导所述吊带沿所述导向轴轴向部分绕设于所述定滑轮上再经所述底板上的开孔穿出所述机壳。
[0008]优选的技术方案为：还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套设于所述导向轴上并位于所述活动板b和侧板b之间。
[0009]优选的技术方案为：所述导向轴具有两根且相互平行设置，所述拉伸弹簧、所述压缩弹簧和所述缓冲弹簧均对应设置为两组；所述拉伸弹簧和所述压缩弹簧的劲度系数相同。
[0010]优选的技术方案为：所述导向轮组由导向轮a、导向轮b和导向轮c构成，所述导向轮a设置于所述底板上并与所述侧板a上的开孔对应布置，所述导向轮a的底侧和所述卷筒的底侧齐平；所述导向轮b设置于所述底板上，所述导向轮b的顶侧和所述定滑轮的顶侧齐平；所述导向轮c设置所述底板上并与所述底板上的开孔对应布置，所述导向轮c的顶侧和所述定滑轮的底侧齐平。
[0011]优选的技术方案为：还包括机械保护单元，所述机械保护单元由转轴、转动盘、棘轮、棘爪、棘轮安装座、支撑弹簧和销柱构成，所述转轴的一端和所述卷筒同轴固定连接，所述转轴的另一端和所述转动盘同轴固定连接，所述棘轮安装座固设于所述侧板a上，所述棘轮固设于所述棘轮安装座中，所述转动盘设于所述棘轮中并与所述棘轮同轴布置，多个所述棘爪等角度设置于所述转动盘的边缘处且一端和所述转动盘转动连接，所述棘爪另一端内侧设有销柱，所述转动盘上设有导向座，所述导向座上设有销孔，所述销柱穿设于所述销孔中，所述支撑弹簧套设于所述销柱上，所述支撑弹簧一端和所述导向座相抵，所述支撑弹簧的另一端和所述销柱的端部相抵。
[0012]一种天轨悬吊康复训练系统，包括天轨水平移动模块、人机连接模块以及上述的自适应减重模块，所述天轨水平移动模块由轨道和行走单元构成，所述人机连接模块由挂架和步行训练衣构成，所述轨道铺设于天花板上，所述行走单元用于产生动力并沿所述轨道行走，所述自适应减重模块固定连接于所述行走模块的底侧，所述挂架和所述自适应减重模块中的所述吊带相连并用于安装所述步行训练衣。
[0013]优选的技术方案为：所述轨道构成为方管结构并于底侧中间位置开设有沿轴向分布的条形开口，所述条形开口将所述轨道底侧分隔为两个相互平行布置的条形悬吊平台。
[0014]优选的技术方案为：所述行走单元由从动机构、连接柱和驱动机构构成；所述从动
机构由从动架、竖向支撑轮组和横向支撑轮组构成，所述从动架设于所述轨道中，所述竖向支撑轮组转设于所述从动架上并支撑于两个所述条形悬吊平台顶侧，所述横向支撑轮组转设于所述从动架上并支撑于所述轨道的两个侧壁内侧；所述连接柱竖直固设于所述从动架的底侧并经所述条形开口伸出所述轨道；所述驱动单元由驱动架、预紧弹簧、弹簧挡块、驱动轮和行走电机构成，所述驱动架和所述预紧弹簧由上至下依次套设于所述连接柱上，所述弹簧挡块固设于所述连接柱上并位于所述预紧弹簧的下方，所述预紧弹簧的一端和所述驱动架相抵，所述预紧弹簧的另一端和所述弹簧挡块相抵，所述驱动轮转设于所述驱动架顶侧并与所述紧贴所述条形悬吊平台底侧设置，所述行走电机固设于所述驱动架的外侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应减重模块，其特征在于：所述自适应减重模块由机壳，导向轴、活动板组、拉伸弹簧、压缩弹簧、光栅尺、拉力传感器、定滑轮、减重电机、卷筒、吊带和转向轮组构成，所述机壳至少包括底板、侧板a和侧板b，所述侧板a和所述侧板b固设于所述底板的两个相对侧，所述导向轴水平架设于所述侧板a和所述侧板b之间并用于连接所述侧板a和所述侧板b，所述活动板组包括活动板a和活动板b，所述活动板a和所述活动板b均通过直线轴承滑设于所述导向轴上且与所述侧板a以及所述侧板b一一对应设置，所述拉伸弹簧沿所述导向轴轴向布置并用于连接所述活动板a和所述侧板b，所述压缩弹簧套设于所述导向轴上，所述压缩弹簧的一端和所述活动板a固定连接，所述压缩弹簧的另一端和所述活动板b固定连接，所述光栅尺固设于所述机壳中并用于检测所述活动板a和所述活动板b的位移量，所述拉力传感器固设于所述活动板b上，所述定滑轮安装于所述拉力传感器的检测端，所述减重电机设于所述机壳的外部并用于驱动所述卷筒转动，所述吊带绕设于所述卷筒上且端部经所述侧板a上的开孔穿入所述机壳，所述转向轮组设置于所述机壳中并用于引导所述吊带沿所述导向轴轴向部分绕设于所述定滑轮上再经所述底板上的开孔穿出所述机壳。2.根据权利要求1所述的一种自适应减重模块，其特征在于：还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套设于所述导向轴上并位于所述活动板b和侧板b之间。3.根据权利要求2所述的一种自适应减重模块，其特征在于：所述导向轴具有两根且相互平行设置，所述拉伸弹簧、所述压缩弹簧和所述缓冲弹簧均对应设置为两组；所述拉伸弹簧和所述压缩弹簧的劲度系数相同。4.根据权利要求1所述的一种自适应减重模块，其特征在于：所述导向轮组由导向轮a、导向轮b和导向轮c构成，所述导向轮a设置于所述底板上并与所述侧板a上的开孔对应布置，所述导向轮a的底侧和所述卷筒的底侧齐平；所述导向轮b设置于所述底板上，所述导向轮b的顶侧和所述定滑轮的顶侧齐平；所述导向轮c设置所述底板上并与所述底板上的开孔对应布置，所述导向轮c的顶侧和所述定滑轮的底侧齐平。5.根据权利要求1所述的一种自适应减重模块，其特征在于：还包括机械保护单元，所述机械保护单元由转轴、转动盘、棘轮、棘爪、棘轮安装座、支撑弹簧和销柱构成，所述转轴的一端和所述卷筒同轴固定连接，所述转轴的另一端和所述转动盘同轴固定连接，所述棘轮安装座固设于所述侧板a上，所述棘轮固设于所述棘轮安装座中，所述转动盘设于所述棘轮中并与所述棘轮同轴布置，多个所述棘爪等角度设置于所述转动盘的边缘处且一端和所述转动盘转动连接，所述棘爪另一端内侧设有销柱，所述转动盘上设有导向座，所述导向座上设有销孔，所述销柱穿设于所述销孔中，所述支撑弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：支宏法，
申请(专利权)人：昆山福宏康复科技有限公司，
类型：发明
国别省市：