[发明专利]一种踏板式步态矫正与本体感觉训练平台

说明书

本发明公开一种踏板式步态矫正与本体感觉训练平台，该平台主要包含并联同步带模块、倒立侧装的旋转移动模块、防护与减重模块三个模块。其中并联同步带模块具有结构紧凑、电机同时出力运行平稳的特点，能够以更快的速度与加速度带动人腿部运动；旋转移动模块具有脚踩踏板高度低，能够降低训练者心理负担的优点。两个模块相互配合，带动人运动实现步态纠正与步行、上下楼梯等日常活动的训练，增强步行与平衡能力。在训练的同时，防护与减重模块可以提供支撑保护，保证训练安全。本平台具有脚踩高度低、结构紧凑与自由度多等优点。

技术领域

本发明属于助老助残康复机器人技术领域，设计一种踏板式步态矫正与本体感觉训练平台。

背景技术

人体的运动平衡是由本体感觉、前庭感觉、视觉等感受器感受位置与运动信息，并经神经中枢整合感受信息，控制肌肉效应器产生动作维持平衡。其中任何一个环节出现问题或存在异常步态都会产生跌倒的风险。随着年龄的增长，身体机能也在不断退化，其平衡能力减弱与步态产生异常，因此进行针对性训练，提高本体感觉与纠正异常步态能够有效防止跌倒，保证老人的日常活动安全。

本发明对人体运动平衡机理进行分析，针对本体感觉的训练方法与正常步态运动的自由度及行程要求，根据不同运动方向速度、加速度的不同要求，将训练所需的五个自由度分为两个模块，并辅以防护减重模块，设计了一种踏板式步态矫正与本体感觉训练平台。

发明内容

本发明设计了一种踏板式步态矫正与本体感觉训练平台，以解决上述背景技术中提到的问题。

本发明为解决上述技术问题，提出了以下方案：两只脚分别分配两个踏板(205)，在训练时踏板与鞋底固定，踏板带动人体运动从而达到步态矫正与本体感觉训练的目的。每个踏板具有五个自由度，分别为三个方向的移动和两个方向的旋转，在满足基础二维步态训练的同时还具有根据不同训练者调整脚间距、步行时实现内翻外翻的优点，能够更好的贴合人体步态轨迹，增强训练舒适感与训练效果。

作为发明的进一步方案，所述的并联同步带模块，其驱动电机(102)固定不动，减轻了运动部件的重量；电机同向/反向转动能够实现沿着x/y方向的运动，与传统串联结构相比其加速特性更好，运动更平稳；此外，其结构相对紧凑，在相同长度的情况下其行程更大。

作为发明进一步的方案，所述的旋转移动模块(2)倒立吊装，能够最大程度上降低脚踩踏板(205)的高度，减轻训练者的恐惧感。此外，脚踩踏板(205)存在一定偏距，防止在训练时机构与人腿部产生干涉发生危险。偏距过大结构动力学特性差，偏距过小则与人腿部产生干涉，因此设定脚踩踏板中心与动平台中心距离为250mm。

作为发明进一步的方案，所述的铰链连接点(202、204)关于其分布圆对称，且靠近人腿部的连接点为两个，此种布置能够在很大程度上实现对训练者重量的平摊；此外还可以在相同偏距的情况下把干涉降到最小，保证了结构的合理性。

作为发明进一步的方案，所述的防护与减重模块(3)，具有防护和减重的功能。在训练时，其扶手(301)可以为训练者提供支撑，此外配以弹力吊绳，在发生意外时能够吊起训练者，防止其受到损伤。

本发明的结构根据人体运动特性，按照不同方向上的行程与加速度要求分为两个模块，旋转移动模块倒立偏心安装，从而保证了机构不与训练者产生干涉且降低脚踩踏板高度；并联同步带结构保证了结构的紧凑型。从而使得平台具有脚踩踏板高度低、结构紧凑与自由度多等优点。

附图说明

图1为本发明中平台训练时的示意图。

图2为本发明中单侧踏板五自由度结构示意图。

图3为本发明中并联同步带模块。

图4为本发明中倒立吊装的旋转移动模块。

图5为本发明中防护与减重模块。