一种上下肢训练装置的制作方法

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种上下肢训练装置。

背景技术：

近年的医学统计数据表明，脊椎损伤患者、脑卒中疾病患者数量都呈现大幅度增长的趋势，且上述损伤都能引起人体肢体运动功能丧失，因此，恢复肢体运动功能是肢体运动障碍患者康复治疗的关键环节。医学理论和临床医学数据表明，运动训练在肢体运动障碍疾病患者的功能恢复过程中，起到了非常重要的作用，康复设备辅助康复训练的方法应运而生。

然而，现有技术中的上下肢康复设备普遍采用下肢康复脚踏板和上肢旋转曲柄配合结构或者下肢康复脚踏板和上下肢联动结构，该设备在训练时患肢肢体做往复直线运动或往复圆周运动。但使用这种设备训练时只有一个维度的动作可控，训练方式单一，只能重复做单调运动，训练模式简单，且缺少人与脚踏车的互动，从而导致患者使用此类设备进行康复训练时，容易疲劳或者失去训练兴趣，训练效果不佳。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种上下肢训练装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种上下肢训练装置，包括：

底盘；

下肢训练部件，固定于所述底盘上；

升降机构；

上肢训练部件，通过升降机构连接所述下肢训练部件，以通过所述升降机构对所述上肢训练部件进行高度调整；其中，

所述上肢训练部件包括上肢训练握把、扭动机构、以及与所述升降机构连接的上肢固定结构；

所述上肢固定结构一端具有腔体，所述腔体内固定有所述扭动机构，并且所述上肢训练握把和所述扭动机构弹性连接，以使所述上肢训练握把能够在预设扭动方向上按照预设角度偏转。

在一个具体实施方式中，所述下肢训练部件包括：

轮带机构、脚踏机构、以及与所述升降机构固定连接的下肢固定结构；

所述轮带机构固定在所述下肢固定结构上，其具有盘毂轮，且所述脚踏机构与所述盘毂轮铰接，以使所述脚踏机构转动时带动所述盘毂轮转动。

在一个具体实施方式中，所述下肢训练部件还包括小腿固定机构，连接所述脚踏机构。

在一个具体实施方式中，所述下肢训练部件还包括脚部固定机构，连接所述脚踏机构。

在一个具体实施方式中，该装置还包括：设置在底盘上的电机和控制器；所述电机电连接所述控制器和所述轮带机构，用于根据所述控制器发送的控制信号驱动所述轮带机构转动。

在一个具体实施方式中，所述下肢训练部件还包括设置在所述轮带机构上的位置传感器，所述位置传感器电连接所述控制器，用于检测所述盘毂轮的转动位置信息，并将所述位置信息发送至所述控制器。

在一个具体实施方式中，所述上肢训练部件还包括设置在所述扭动机构上的角度传感器，所述角度传感器电连接所述控制器，用于检测所述上肢训练握把的转动角度信息，并将所述角度信息发送至所述控制器。

在一个具体实施方式中，所述腔体内还设置有急停单元，所述急停单元电连接所述控制器，用于发送急停信号至所述控制器以对所述电机停止供电。

在一个具体实施方式中，所述上肢训练部件还包括水平调整机构，以调整所述上肢固定结构在水平方向上的伸缩。

在一个具体实施方式中，所述底盘为u型结构，所述u型结构两侧分别设置有卡接件，以当轮椅通过所述u型结构内侧时，通过所述卡接件对轮椅进行固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型的上下肢训练装置通过在上肢训练部件中设置扭动机构使得用户在训练上肢时能够完成多方向大角度的移动动作，克服了现有技术中训练角度单一的缺陷，从而能够完成多种类型训练任务，增强了用户的训练兴趣，提高了训练效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种上下肢训练装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的下肢训练部件结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种扭动机构结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种扭动机构结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种控制部分模块框图；

图6为本发明实施例提供的又一种控制部分模块框图；

图7为本发明实施例提供的再一种控制部分模块框图；

图8为本发明实施例提供的再又一种控制部分模块框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本发明实施的一种上下肢训练装置结构示意图，包括：

底盘10；

下肢训练部件20，固定于所述底盘10上；

升降机构30；

上肢训练部件40，通过升降机构30连接所述下肢训练部件20，以通过所述升降机构30对所述上肢训练部件40进行高度调整；其中，

所述上肢训练部件40包括上肢训练握把401、扭动机构402、以及与所述升降机构30连接的上肢固定结构403；

所述上肢固定结构403一端具有腔体404，所述腔体404内固定有所述扭动机构402，并且所述上肢训练握把401和所述扭动机构402弹性连接，以使所述上肢训练握把401能够在预设扭动方向上按照预设角度偏转。

优选的，底盘10为u型结构，以便用户在使用轮椅等辅助工具时，轮椅能从u型结构内侧通过。为了进一步地增强本装置的便利性，在u型结构底部还可以安装有移动轮，使装置能够方便的移动。此外，u型结构底部还可以安装有用于支撑底盘10的脚垫，使装置更加稳固。为了避免用户使用安全以及防止装置损伤，还可以在底座突出的地方(例如u型结构两端部)安装保护垫。

在一个具体实施方式中，该u型结构两侧分别设置有卡接件，以当轮椅通过所述u型结构内侧时，通过所述卡接件对轮椅进行固定。具体的，为了能够更好的对轮椅进行固定，本实施例中u型结构的两侧间距大于轮椅的宽度，以便能够直接将轮椅推入，方便用户坐在轮椅上进行上下肢训练。在实施时，轮椅进入u型结构，并调整好位置，卡接件对两侧的轮椅分别进行固定，从而保证用户使用安全性和稳定性。

具体的，请参见图2，图2为本发明实施例的下肢训练部件结构示意图，所述下肢训练部件20可以包括：

轮带机构201、脚踏机构202、以及与所述升降机构30固定连接的下肢固定结构203；

所述轮带机构201固定在所述下肢固定结构203上，其具有盘毂轮204，且所述脚踏机构202与所述盘毂轮204铰接，以使所述脚踏机构202转动时带动所述盘毂轮204转动。

在一个具体示例中，盘毂轮204可以是皮带轮，轮带机构201可以是由皮带轮和皮带构成的传动机构，脚踏机构202可以是由踏板和连杆构成的转动机构，踏板和连杆通过轴承进行固定，从而保证连杆旋转时脚蹬仍可以位置任意旋转自由度，以配合训练时脚踝关节的运动。连杆和皮带轮通过螺栓进行固定，以保证连杆能够绕皮带轮做圆周运动。用户踩在踏板上，实施蹬腿动作，此时，踏板带动连杆绕皮带进行转动。

在一个具体实施方式中，所述下肢训练部件20还可以包括小腿固定机构205和脚部固定机构206，均连接所述脚踏机构202。具体的，脚部固定机构206连接在踏板上，当用户脚部踩在踏板上时，脚部固定机构206对用户脚部进行固定，防止用户在进行蹬腿动作时滑落受伤，同时小腿固定机构205连接在连杆上，且距离踏板一定位置的处，以便当用户脚部踩在踏板上时，小腿固定机构205对用户小腿进行固定，优选的，小腿固定机构205在连杆上的位置可调(例如小腿固定机构205与连杆可滑动连接)，以便针对不同用户都能准确的对小腿进行固定，以保证下肢运动训练时腿部的位置合适不会外翻或内翻。

示例性的，升降机构30可以是t型结构，该t型结构上端套入上肢固定结构403的腔体404内，其下端伸入下肢固定结构203的壳体内，以通过该t型结构连接并固定上肢训练部件40。为了方便进行升降调节，在t型结构伸入下肢固定结构203的壳体处设置有升降调节件，具体的，升降调节件可以是调整旋钮，当调整旋钮松开时，t型结构可以沿下肢固定结构203的壳体内上下移动，当调整旋钮紧固时，t型结构则无法移动，实现固定的作用。例如，可以在t型结构上不同位置可以设置多个调节孔，当调整旋钮插入对应的调节孔时，即定位至对应的位置，当调整旋钮转出调节孔时，t型结构则可以上下移动，以便重新选择调节孔；又或者，可以为滑动方式进行调整，让t型结构能够固定在任一位置处，从而起到升降调节的功能。

进一步地，为了方便进行水平调节，上肢训练部件40还可以包括水平调整机构407，以调整所述上肢固定结构403在水平方向上的伸缩。

示例性的，上肢固定结构403的腔体404下部也可以设置多个调节孔，当水平调整机构407的调整旋钮插入对应的调节孔时，即定位至对应的位置，当调整旋钮转出调节孔时，上肢训练部件40则可以沿t型结构方向水平移动，以便重新选择调节孔；又或者，可以为滑动方式进行调整，让上肢训练部件40能够固定在任一位置处，从而起到水平调节的功能。

示例性的，上肢训练握把401的形状也可以根据训练场景的不同而调整或更换，例如，训练场景为自行车模拟训练，则上肢训练握把401可以为自行车形状，以便用户有真实的体验，又比如，训练场景为驾驶汽车模拟训练，则上肢训练握把401可以为汽车方向盘形状。

对应的，扭动机构402的调整方式也可以根据训练场景的不同而改变，例如，训练场景为自行车模拟训练，则扭动机构402的可控角度、扭动方向和转动力矩则调整为自行车模拟场景一致(如预设扭动方向可以为水平方向和竖直方向，其中，水平方向预设角度为180°，竖直方向预设角度为10°)，又比如，训练场景为驾驶汽车模拟训练，则扭动机构402的可控角度、扭动方向和转动力矩则调整为汽车模拟场景一致(如扭动机构402根据实际情况固定角度倾斜设置，预设扭动方向只能是水平方向，水平方向预设角度为540°)。

具体的，请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种扭动机构结构示意图，扭动机构402可以包括连接上肢训练握把401的上肢转子4021，与该上肢转子4021配合的上肢定子4022，以及设置于上肢转子4021和上肢定子4022之间的扭力弹簧4024和轴承4023，其中，该扭力弹簧4024一端连接上肢转子4021，另一端连接上肢定子4022，角度传感器405设置在上肢转子4021的一端，用于检测该上肢转子4021的转动角度和转动幅度。当上肢训练握把401为初始位置时，扭力弹簧4024不产生作用力。当旋转上肢训练握把401时，上肢训练握把401带动扭力弹簧4024旋转，扭力弹簧4024产生反作用力。

或者，请参见图4，图4为本发明实施例提供的另一种扭动机构结构示意图，扭动机构402可以包括连接上肢训练握把401的上肢转子4021，与该上肢转子4021配合的上肢定子4022，以及设置于上肢转子4021和上肢定子4022之间的拉力弹簧4025和轴承4023，其中，该拉力弹簧4025一端连接上肢转子4021，另一端连接上肢定子4022，角度传感器405设置在上肢转子4021的一端，用于检测该上肢转子4021的转动角度和转动幅度。当上肢训练握把401为初始位置时，拉力弹簧4025不产生作用力并且垂直于旋转平面。当旋转上肢训练握把401时，上肢训练握把401拉动拉力弹簧4025，拉力弹簧4025拉伸并且成对弹簧的位置产生了对称倾斜，成对拉力弹簧4025此时提供了旋转平面上的扭矩，方向与上肢训练握把401旋转方向相反。

本实用新型的上下肢训练装置通过在上肢训练部件40中设置扭动机构402使得用户在训练上肢时能够完成多方向大角度的移动动作，克服了现有技术中训练角度单一的缺陷，从而能够完成多种类型训练任务，增强了用户的训练兴趣，提高了训练效果。

此外，上肢训练部件40还可以设置拖拽设备移动的把手408，优选的，把手408设置在与所述腔体404相对的另一端。

为了更好的配合vr(virtualreality,虚拟现实)、ar(augmentedreality,增强现实)等训练系统完成训练，请参见图5，图5为本发明实施例提供的的一种控制部分模块框图，本实施例的装置还包括：设置在底盘10上的电机50和控制器60；所述电机50电连接所述控制器60和所述轮带机构201，用于根据所述控制器60发送的控制信号驱动所述轮带机构201转动。

其中，控制器60电连接外部计算机控制设备，用于接收外部计算机发送的控制指令，以驱动电机50完成相应速率的转动，从而通过皮带带动皮带轮主动进行转动，以提供辅助动力。电机50和控制器60的供电来源于电源适配器，电源适配器通过电源线与电源插座连接。为了能够更好的对轮带机构201进行控制，本实施还可以包括减速器。

在一个具体实施方式中，请参见图6，图6为本发明实施例提供的又一种控制部分模块框图，所述下肢训练部件20还包括设置在所述轮带机构201上的位置传感器207，所述位置传感器207电连接所述控制器60，用于检测所述盘毂轮204的转动位置信息，并将所述位置信息发送至所述控制器60。

具体的，位置传感器207为能够检测皮带轮转动速率的传感器，位置传感器207将上述检测信息发送至控制器60，从而使训练系统能够根据该检测信息提供真实的反馈画面，例如位置传感器207检测到皮带轮转动速率逐渐增大，则训练系统实时显示画面中用户所操作角色的骑行速度增快。

在一个具体实施方式中，请参见图7，图7为本发明实施例提供的再一种控制部分模块框图，所述上肢训练部件40还包括设置在所述扭动机构402上的角度传感器405，所述角度传感器405电连接所述控制器60，用于检测所述上肢训练握把401的转动角度信息，并将所述角度信息发送至所述控制器60。

具体的，角度传感器405为能够检测握把转动角度和转动方向的传感器，位置传感器207将上述检测信息发送至控制器60，从而使训练系统能够根据该检测信息提供真实的反馈画面，例如角度传感器405检测到握把向左转动一定度数，则训练系统实时显示画面中用户所操作角色的骑行方向对应发送偏转。

本实用新型的上下肢训练装置可以与训练平台进行丰富的场景交互，完成特定的训练任务，改善了传统上下肢训练器训练动作单调的问题，增强了病人训练参与度，同时可配合虚拟现实等训练环境，通过虚拟现实等沉浸场景，诱发病人的主动运动意识，提升康复效果。

在一个具体实施方式中，请参见图8，图8为本发明实施例提供的再又一种控制部分模块框图，所述腔体404内还设置有急停单元406，所述急停单元406电连接所述控制器60，用于发送急停信号至所述控制器60以对所述电机50停止供电，从而保证训练安全。该急停单元406可以为急停按钮，设置在用户手部容易触及的地方，例如设置在握把附近，此外，本实施例中涉及电连接的导线均可以通过下肢训练部件20、升降机构30、上肢训练部件40壳体内部进行走线，从而连接到控制器60或者电机50。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

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