[发明专利]一种复合曲柄连杆机构及下肢康复训练装置

说明书

本发明涉及一种复合曲柄连杆机构及下肢康复训练装置，该下肢康复训练装置由左右两幅复合曲柄连杆机构组成，每幅复合曲柄连杆机构包括曲柄、两个三角形框架以及通过转轴与两个三角形框架及曲柄连接的多根连杆，通过该复合曲柄连杆机构，可以将曲柄的圆周运动转化成二号三角形框架的D顶点的模拟步态运动。与现有技术相比，本发明可以根据病人的高矮按比例调大或调小，且可以模拟人真实行走时的步态轨迹和关节角度特征，是实现下肢康复步行训练的辅助装置，装置避免了目前通用的椭圆机训练中对关节的不良冲击和对肌肉的过度拉伸，保证了使用安全性，提高了康复效果。

技术领域

本发明涉及医疗康复器械，具体涉及一种复合曲柄连杆机构.

背景技术

脑卒中和脑损伤的最常见后遗症之一是肢体功能障碍，此类病人由于长期卧床会导致肌肉萎缩，给疾病的恢复和日后的康复增带来阻碍。前期的运动被动训练和后期的主动训练能保持和恢复病人的关节运动幅度，有利于恢复肢体的主要运动功能，提高病人的日常生活能力。目前市场的下肢康复训练装置主要产品有多关节牵引式下肢康复装置和末端牵引式康复装置两种：多关节牵引式下肢康复装置可以实现单关节训练和多关节协调训练，运动轨迹在工作空间内可自由编程，多关节牵引式下肢康复装置对步态轨迹的模拟准确度高，但是机器结构复杂，成本高昂，不利于普及和惠及广大病患；末端牵引式康复装置对末端运动轨迹进行一定程度的模拟，有史帝飞公司生产的Steel Flex XE-3700型椭圆机与乔山公司生产的JOHNSON MX-E5X型椭圆机等。这些装置以脚踝为转动点，运动轨迹为椭圆，不能准确模拟人行走时的步态轨迹和关节特征，会对关节产生冲击，也使对肌肉产生过度拉伸，治疗效果差，对病人也造成很大的危害。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种步态模拟更加准确的复合曲柄连杆机构及下肢康复训练装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种复合曲柄连杆机构，包括曲柄、两个三角形框架以及通过转轴与两个三角形框架及曲柄连接的多根连杆，其中，一号三角形框架的A顶点与曲柄的G端通过一号连杆连接，一号三角形框架的B顶点通过三号连杆与二号三角形框架的C顶点连接，一号三角形框架的F顶点通过四号连杆与二号三角形框架的E顶点连接，二号三角形框架的E顶点通过二号连杆与曲柄的G端连接，其中，所述一号三角形框架的A顶点高于一号三角形框架的B顶点和F顶点，二号三角形框架的D顶点低于二号三角形框架的C顶点和E顶点，所述曲柄以O端为圆心做圆周运动，所述一号三角形框架的F顶点固定不动。通过该复合曲柄连杆机构，可以将曲柄的圆周运动转化成二号三角形框架的D顶点的模拟步态运动。

所述一号三角形框架的一号边(AB)、二号边(AF)、三号边(BF)与曲柄(OG)的长度比为(5～5.3)：(4～4.2)：(3.7～4)：1，所述二号三角形框架的一号边(CD)、二号边(DE)、三号边(CE)与曲柄(OG)的长度比为(6.4～7.2)：(5.2～5.5)：(3.8～4)：1，所述一号连杆(AG)、二号连杆(EG)、三号连杆(BC)、四号连杆(EF)与曲柄(OG)的长度比为(4.5～5)：(7～7.5)：(4.5～4.8)：(4.3～4.5)：1。通过计算机模拟后发现，在满足上述长度比例的复合曲柄连杆机构，其最终二号三角形框架的D顶点的模拟步态运动的轨迹最符合人走路时的步态轨迹。

一种采用如上所述复合曲柄连杆机构的下肢康复训练装置，该训练装置包括两个复合曲柄连杆机构，每个复合曲柄连杆机构中二号三角形框架的D顶点设有脚踏板，所述复合曲柄连杆机构的曲柄的O端与从动转轮的圆心通过转轴相连，且两个复合曲柄连杆机构的曲柄呈180°分布，两个所述复合曲柄连杆机构中一号三角形框架的F顶点与连接轴的两端轴接，所述从动转轮通过皮带与主动转轮连接，所述主动转轮与电机连接。本发明训练装置的原理如下：当电机带动主动转轮转动，并通过皮带带动从动转轮转动，使得两个复合曲柄连杆机构中曲柄以O端为圆心进行转动，并通过复合曲柄连杆机构的传动，使得二号三角形框架的D顶点呈模拟步态运动，当下肢康复训练者的双脚分别踩在两个复合曲柄连杆机构D顶点处设置的脚踏板上，可以使双脚受到康复训练。