本发明涉及医疗器械,具体涉及一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备。
背景技术:
1、目前,关节损伤患者术后康复训练需要依靠康复训练设备进行上肢和下肢的训练。为了避免刚性训练给患者带来损伤,采用电动上肢和下肢训练设备可以进行主动训练和被动训练切换,可明显减轻患者疼痛,加快关节功能康复。下肢训练的目的在于提高腿部肌力,现有的康复训练设备,大多采用类似自行车一样的机械结构,患者在使用时下肢做圆周运动,如cn109966111a、cn210698661u、cn204319202u和cn211300959u等康复训练设备均为圆周运动设备。
2、在训练中发现,患者在下肢进行训练时,会有需要进行类似踏步的训练需求。目前现有的康复训练设备由于下部左、右脚蹬和连轴固定连接,因此无法实现踏步训练,而单独的踏步训练设备,需要患者单独移动到设备上训练,由于患者腿部运动不便,因此转移不方便。
3、为了实现便捷的踏步训练亟需一种带有踏步训练功能的下肢康复训练设备。
技术实现思路
1、本发明为解决现有下肢康复训练设备不具备踏步训练功能的问题,提出一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备包括第一电机和第二电机以及分别与第一电机和第二电机传动连接的左下肢训练机构和右下肢训练机构,通过控制器分别控制第一电机和第二电机有序工作,从而带动左下肢训练机构和右下肢训练机构分别运动实现圆周运动和踏步运动。
2、为了实现上述目的本发明一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,包括上肢康复训练机、机架、地脚、控制屏、伸缩套管和下肢训练机,所述上肢康复训练机和控制屏靠近伸缩套管上部设置,所述下肢康复训练机和机架靠近伸缩套管的下部设置,所述机架的下部设置地脚,所述机架内设置有第一电机和第二电机,所述下肢康复训练机包括左下肢训练机构和右下肢训练机构,所述第一电机与左下肢训练机构传动连接,所述第二电机与右下肢训练机构传动连接,所述左下肢训练机构和右下肢训练机构均包括脚蹬,所述脚蹬上设置有感应传感器,所述感应传感器连接有控制器;
3、所述控制器电性连接有驱动电路,所述驱动电路分别连接第一电机和第二电机,控制器通过驱动电路控制第一电机和第二电机分别或同时工作,第一电机和第二电机均设置有光电编码器,所述光电编码器与控制器电性连接。
4、设置感应传感器,感应患者的脚部是否处于脚蹬位置,避免错误使用带来损伤。设置光电编码器用于检测第一电机和第二电机的转速和旋转角度。圆周运动时控制器控制第一电机和第二电机采用位置控制,第一电机和第二电机同方向、同速工作。踏步训练时控制器控制第一电机和第二电机分别周期运动,实现踏步。
5、进一步地,所述机架包括第一支撑部、第二支撑部、横向连接部和竖向连接部,所述第一支撑部和第二支撑部通过横向连接部连接呈工字形机构,第一支撑部呈内部中空的圆柱状结构,第一支撑部内固定设置第一电机和第二电机,且对应第一电机和第二电机的输出轴位置在第一支撑部的侧面分别开设有通孔;
6、所述竖向连接部的下端与横向连接部的上端面固定,竖向连接部的上端设置有安装座,所述安装座包括上部和下部,所述下部为倒置的凹字型板体,下部凹槽与竖向连接部接触,且通过螺栓与竖向连接部连接。
7、进一步地,所述右下肢训练机构包括右皮带、右带轮、右转动轴和外层轴承,所述右皮带穿过所述通孔,所述右带轮通过右皮带与第二电机传动连接,所述右带轮与右转动轴固定,所述右转动轴的端部向内开设有圆形槽,右转动轴的外侧面与外层轴承的内侧面固定,所述外层轴承设置于所述上部内,且外层轴承的外侧面与上部固定。
8、右下肢训练机构通过右带轮、右皮带和第二电机传动连接,结合外层轴承实现圆周运动。右下肢训练机构和左下肢训练机构分设于机架的两侧。
9、进一步地,所述右带轮上圆周阵列开设有多个圆形通孔,所述脚蹬和圆形通孔固定。
10、进一步地,所述左下肢训练机构包括左皮带、左带轮、左转动轴和内层轴承,所述左皮带穿过所述通孔,所述左带轮通过左皮带与第一电机传动连接,所述左带轮与左转动轴固定,所述左转动轴的端部与所述内层轴承的内侧面固定,所述内侧轴承设置于圆形槽内,且与右转动轴固定。
11、内侧轴承设置于右转动轴的内部,内侧轴承的内侧面又与左转动轴固定,右转动轴和左转动轴相当于同轴。右下肢训练机构和左下肢训练机构位于同一高度。
12、进一步地,所述左带轮上圆周阵列开设有多个圆形通孔,所述脚蹬和圆形通孔固定。
13、进一步地,所述第一支撑部和第二支撑部的下部固定设置地脚。
14、设置地脚增加设备与地面的摩擦力。
15、进一步地,所述控制器包括mcu芯片,所述驱动电路包括驱动芯片,所述mcu芯片的输入端与感应传感器和光电编码器的输出端连接,所述驱动芯片连接第一电机和第二电机,第一电机和第二电机通过驱动芯片连接电源。
16、进一步地,所述mcu芯片与所述控制屏通信连接。设置控制屏便于人机交互。便于运动模式调节和运动方式的切换。
17、通过上述技术方案,本发明的有益效果为:
18、1.本发明实现了踏步运动。设置第一电机和第二电机,第一电机与左下肢训练机构传动连接,第二电机与右下肢训练机构传动连接,控制器控制第一电机可以实现左下肢训练机构的单独动作,控制器控制第二电机可以实现右下肢训练机构的单独动作。设置光电编码器对第一电机和第二电机的转速和旋转角度进行检测,控制器使第一电机不动,第二电机旋转使右下肢训练机构旋转180°,之后控制第一电机正转,第二电机反转实现踏步运动。
19、2.本发明可以实现踏步运动和圆周运动的切换,设置控制屏实现人机交互。通过将内侧轴承设置于右转动轴的内部,内侧轴承的内侧面又与左转动轴固定,右转动轴和左转动轴相当于同轴。在第一电机和第二电机同方向、同速工作时进行圆周运动。右转动轴、内侧轴承、外层轴承和左转动轴之间机械结构配合紧密,实现左下肢训练机构和右下肢训练机构同步或异步控制。
1.一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,包括上肢康复训练机(1)、机架、地脚(2)、控制屏(3)、伸缩套管(4)和下肢训练机,所述上肢康复训练机(1)和控制屏(3)靠近伸缩套管(4)上部(17)设置,所述下肢康复训练机和机架靠近伸缩套管(4)的下部(18)设置,所述机架的下部(18)设置地脚(2),其特征在于,所述机架内设置有第一电机(5)和第二电机(6),所述下肢康复训练机包括左下肢训练机构和右下肢训练机构,所述第一电机(5)与左下肢训练机构传动连接,所述第二电机(6)与右下肢训练机构传动连接,所述左下肢训练机构和右下肢训练机构均包括脚蹬(7),所述脚蹬(7)上设置有感应传感器(8),所述感应传感器(8)连接有控制器(9);
2.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述机架包括第一支撑部(12)、第二支撑部(13)、横向连接部(14)和竖向连接部(15),所述第一支撑部(12)和第二支撑部(13)通过横向连接部(14)连接呈工字形机构,第一支撑部(12)呈内部中空的圆柱状结构,第一支撑部(12)内固定设置第一电机(5)和第二电机(6),且对应第一电机(5)和第二电机(6)的输出轴位置在第一支撑部(12)的侧面分别开设有通孔(16);
3.根据权利要求2所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述右下肢训练机构包括右皮带(19)、右带轮(20)、右转动轴(21)和外层轴承(27),所述右皮带(19)穿过所述通孔(16),所述右带轮(20)通过右皮带(19)与第二电机(6)传动连接,所述右带轮(20)与右转动轴(21)固定,所述右转动轴(21)的端部向内开设有圆形槽(22),右转动轴(21)的外侧面与外层轴承(27)的内侧面固定,所述外层轴承(27)设置于所述上部(17)内,且外层轴承(27)的外侧面与上部(17)固定。
4.根据权利要求3所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述右带轮(20)上圆周阵列开设有多个圆形通孔,所述脚蹬(7)和圆形通孔固定。
5.根据权利要求3所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述左下肢训练机构包括左皮带(23)、左带轮(24)、左转动轴(25)和内层轴承(26),所述左皮带(23)穿过所述通孔(16),所述左带轮(24)通过左皮带(23)与第一电机(5)传动连接,所述左带轮(24)与左转动轴(25)固定,所述左转动轴(25)的端部与所述内层轴承(26)的内侧面固定,所述内侧轴承设置于圆形槽(22)内,且与右转动轴(21)固定。
6.根据权利要求5所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述左带轮(24)上圆周阵列开设有多个圆形通孔,所述脚蹬(7)和圆形通孔固定。
7.根据权利要求2所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述第一支撑部(12)和第二支撑部(13)的下部(18)固定设置地脚(2)。
8.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述控制器(9)包括mcu芯片,所述驱动电路(10)包括驱动芯片,所述mcu芯片的输入端与感应传感器(8)和光电编码器(11)的输出端连接,所述驱动芯片连接第一电机(5)和第二电机(6),第一电机(5)和第二电机(6)通过驱动芯片连接电源。
9.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的下肢左右侧可单独控制的康复训练设备,其特征在于,所述mcu芯片与所述控制屏(3)通信连接。