本發明屬于醫療保健器械技術，具體涉及一種用于下肢受傷患者的下肢康復訓練的基于并行連桿的下肢康復訓練機構。

背景技術：

醫學理論實踐證明，對于下肢受傷患者，對其下肢進行康復訓練是十分重要的醫療手段，及早進行康復訓練可以明顯減少殘疾的可能性。在國內傳統的康復治療中，治療師通常手把手地對患者進行單調的一對一的康復訓練，缺乏科學評價訓練參數和康復效果的客觀數據，難以對訓練參數進行優化以獲得最佳治療效果。因此，研制一種滿足下肢主被動康復訓練機構可以提高康復訓練效率和效果，具有重要的應用價值和實際的緊迫性。

目前，現有的一些下肢康復訓練機構存在末端運動軌跡不準確(也可以描述成與正常人體行走步態軌跡不符)、訓練模式單一、體積較大移動不便或者結構復雜成本較高等缺陷，越來越不符合現代醫療的實際需求。

技術實現要素：

發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種基于并行連桿的下肢康復訓練機構。

技術方案：本發明所述的一種基于并行連桿的下肢康復訓練機構，包括機架、兩個連桿運動組件以及座椅，所述兩個連桿運動組件對稱設置于機架前部的兩側，各連桿運動組件中均設有踏板和第一直流電機，機架上設有磁吸式開合門，機架底部設有底盤，底盤上設有Y向移動平臺，Y向移動平臺上豎直安裝有Z向升降平臺；所述座椅裝配于Z向升降平臺；患者打開磁吸式開合門后坐于座椅上，然后通過Y向移動平臺和Z向升降平臺調整定位，接著通過第一直流電機將連桿運動組件調整至適當位置，確保將腳部放置在踏板上時雙腳處于康復訓練機構運動軌跡的最高處，設定好主、被動訓練模式及訓練強度后進行相應的康復訓練。

進一步的，為了便于患者進行訓練，在機架頂部設有懸梁，懸梁上向下設有保護帶，保護帶位于座椅上方，所述底盤下方還設有若干相應的移動輪；Z向升降平臺上安裝有第二直流電機以實現座椅的Z向升降，Y向移動平臺上安裝有步進電機以實現座椅的Y向移動。

進一步的，所述連桿運動組件包括上支架、下支架、傳動連桿以及若干轉動軸，上支架安裝于機架前部中間位置，下支架安裝于機架前部底端；

上支架的一端內側安裝有第一中間固定連桿以及與第一中間固定連桿相連的第一中間連桿，第一中間固定連桿與第一中間連桿之間的兩端分別通過轉動軸向下安裝有第一上擺動連桿和第二上擺動連桿，上支架的另一端固定有第一直流電機，第一直流電機的輸出軸與動力連桿頂端的連接孔連接，動力連桿的另一端通過轉動軸連接于傳動連桿頂端；

傳動連桿的中部兩側通過轉動軸分別連接于第二上擺動連桿底端和第二中間連桿一端，第二中間連桿另一端通過轉動軸依次連接于下擺動連桿頂端和第一上擺動連桿底端，傳動連桿底端連接于第三中間連桿一端，第三中間連桿另一端與下擺動連桿底端相連，且第三中間連桿與傳動連桿和下擺動連桿之間分別通過轉動軸連接于上輔助連桿；

兩個上輔助連桿的底端均通過轉動軸分別連接于第四中間連桿的兩端，第四中間連桿的兩端還分別向下安裝有下輔助連桿，兩個下輔助連桿的底端均通過轉動軸連接于第二中間固定連桿，第二中間固定連桿固定于下支架。

進一步的，所述第三中間連桿的一側還安裝有踏板，踏板的一側邊與第三中間連桿裝配，踏板的底部與第三中間連桿之間安裝有三維力傳感器，第一直流電機上還安裝有光電編碼器，三維力傳感器與光電編碼器共同配合，在被動訓練模式下，直流電機根據設定的訓練強度、光電編碼器得到的位置信息及力傳感器得到的患者腳部受力信息轉動，帶動下肢做行走步態往復運動；踏板上還設有固定鎖扣，便于固定患者腳部，以防訓練過程中滑出脫落。

為了進一步增強安裝的穩定性，第一中間固定連桿設有若干支柱，第一中間固定連桿通過支柱與第一中間連桿相連。

進一步的，所述各個轉動軸包括轉軸，轉軸整體呈圓柱體，該圓柱體中間位置凸起，即轉軸的兩端直徑小于中間凸起的直徑，進而在轉軸兩端分別形成第一臺階和第二臺階，第一臺階和第二臺階分別通過第一軸承和第二軸承插入相應連桿末端的軸承孔。

進一步的，在訓練過程中，所述第一中間連桿、第二中間連桿、第三中間連桿、第四中間連桿、第一中間固定連桿和第二中間固定連桿之間始終保持平行，所述兩個上輔助連桿之間始終保持平行，所述兩個下輔助連桿之間始終保持平行，所述第一上擺動連桿和第二上擺動連桿之間始終保持平行，所述下擺動連桿與傳動連桿始終保持平行。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)鑒于不同患者存在下肢長度差異，本發明可以通過步進電機及第二直流電機調節座椅垂直以及水平位置，使患者下肢能夠無阻礙帶動或跟隨下肢康復訓練機構進行主被動訓練，即通過第二直流電機實現座椅的Z向運動，通過步進電機實現座椅的Y向運動，根據病人具體情況與需求調節座椅位置，調整好后選擇合適的訓練模式即可進行康復訓練。

(2)本發明通過各連桿機構配合，使得踏板的運動軌跡近似正常人體步態軌跡，即為近似的橢圓形，使患者可以獲得更加準確高效的訓練，即通過第一直流電機轉動以及動力連桿帶動傳動連桿、第一上擺動連桿、第二上擺動連桿、第二中間連桿、下擺動連桿及第三中間連桿轉動，使得安裝于第三中間連桿上的踏板運動軌跡近似正常人體步態軌跡，即為近似的橢圓形。

(3)通過在支架上方懸梁設置的保護帶懸掛機構，能夠固定在患者腰部，減輕患者自重，并在訓練過程中對患者提供保護。

(4)具有主動阻尼訓練、被動助力訓練兩種訓練模式，在主動訓練模式下，患者的下肢主動施力，通過腳部拖動踏板做行走步態往復運動，在被動訓練模式下，直流電機根據設定的訓練強度、光電編碼器得到的位置信息及力傳感器得到的患者腳部受力信息轉動，帶動下肢做行走步態往復運動。

(5)本發明中的訓練強度是可調的：在PC上設置訓練模式及訓練強度，通過PC與單片機通信，發送控制指令給單片機，單片機根據接收到的指令控制第一直流電機的轉動速度及轉動方向實現的不同訓練模式及訓練強度，在主動訓練模式下，第一直流電機不輸出力，由患者自身帶動機構進行運動，在被動訓練模式下，第一直流電機輸出大小不同的力帶動患者下肢進行不同速度的康復訓練。踏板與第三中間連桿之間的三維力傳感器能夠測量訓練過程中患者腳部的受力情況，根據受力情況不同，通過單片機控制第一直流電機輸出大小不同的力，對患者提供輔助康復訓練。

(6)本發明中通過兩個上輔助連桿、兩個下輔助連桿以及及第四中間連桿跟隨其上部的連桿運動，能夠極大程度的防止下肢康復訓練機構由于患者自身重量作用在踏板上而導致的X向偏移。

(7)本發明通過底盤下方的移動輪實現整個下肢康復訓練機構的自由移動，滿足多種需求。

綜上所述，本發明結構精巧，便于患者進行多種模式的訓練，訓練過程中能夠實時采集患者的受力信息以調整訓練強度，還可在訓練過程中對患者提供保護，具有廣闊的市場前景。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2位本發明中的連桿運動組件結構示意圖；

圖3為圖2中的局部示意圖；

圖4為本發明中的踏板示意圖；

圖5為本發明中的轉動軸結構示意圖。

具體實施方式

下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。

如圖1所示，本發明的一種基于并行連桿的下肢康復訓練機構，包括機架1、兩個連桿運動組件2以及座椅3，兩個連桿運動組件2對稱設置于機架1前部的兩側，各連桿運動組件2中均設有踏板5和第一直流電機212，機架1上設有磁吸式開合門4，機架1底部設有底盤11，底盤11上設有Y向移動平臺15，Y向移動平臺15上豎直安裝有Z向升降平臺16；座椅3裝配于Z向升降平臺16；患者打開磁吸式開合門4后坐于座椅3上，然后通過Y向移動平臺15和Z向升降平臺16調整定位，接著通過第一直流電機212將連桿運動組件2調整至適當位置，確保將腳部放置在踏板5上時雙腳處于康復訓練機構運動軌跡的最高處，設定好主、被動訓練模式及訓練強度后進行相應的康復訓練。

另外，為了便于患者進行訓練，在機架1頂部設有懸梁13，懸梁13上向下設有保護帶14，保護帶14位于座椅3上方，底盤11下方還設有若干相應的移動輪12；Z向升降平臺16上安裝有第二直流電機以實現座椅3的Z向升降，Y向移動平臺15上安裝有步進電機以實現座椅3的Y向移動。

如圖2所示，連桿運動組件2包括上支架201、下支架202、傳動連桿214以及若干轉動軸205，上支架201安裝于機架1前部中間位置，下支架202安裝于機架1前部底端；上支架201的一端內側安裝有第一中間固定連桿203以及與第一中間固定連桿203相連的第一中間連桿206，第一中間固定連桿203與第一中間連桿206之間的兩端分別通過轉動軸205向下安裝有第一上擺動連桿210和第二上擺動連桿211，上支架201的另一端固定有第一直流電機212，第一直流電機212的輸出軸與動力連桿213頂端的連接孔2130連接，動力連桿213的另一端通過轉動軸205連接于傳動連桿214頂端；傳動連桿214的中部兩側通過轉動軸205分別連接于第二上擺動連桿211底端和第二中間連桿207一端，第二中間連桿207另一端通過轉動軸205依次連接于下擺動連桿215頂端和第一上擺動連桿210底端，傳動連桿214底端連接于第三中間連桿208一端，第三中間連桿208另一端與下擺動連桿215底端相連，且第三中間連桿208與傳動連桿214和下擺動連桿215之間分別通過轉動軸205連接于上輔助連桿216；兩個上輔助連桿216的底端均通過轉動軸205分別連接于第四中間連桿209的兩端，第四中間連桿209的兩端還分別向下安裝有下輔助連桿217，兩個下輔助連桿217的底端均通過轉動軸205連接于第二中間固定連桿204，第二中間固定連桿204固定于下支架202。

如圖4所示，第三中間連桿208的一側還安裝有踏板5，踏板5的一側邊與第三中間連桿208裝配，踏板5的底部與第三中間連桿208之間安裝有三維力傳感器51(采用現有相關市售型號即可)，第一直流電機212上還安裝有光電編碼器2120(采用現有相關市售型號即可)，三維力傳感器51與光電編碼器2120共同配合，在被動訓練模式下，第一直流電機212根據設定的訓練強度、光電編碼器2120得到的位置信息及力傳感器51得到的患者腳部受力信息轉動，帶動下肢做行走步態往復運動；踏板5上還設有固定鎖扣52，便于固定患者腳部，以防訓練過程中滑出脫落。

如圖3所示，為了進一步增強安裝的穩定性，第一中間固定連桿203設有若干支柱2030，第一中間固定連桿203通過支柱2030與第一中間連桿206相連。

如圖5所示，各個轉動軸205包括轉軸2050，轉軸2050整體呈圓柱體，該圓柱體中間位置凸起，即轉軸2050的兩端直徑小于中間凸起的直徑，進而在轉軸2050兩端分別形成第一臺階2051和第二臺階2052，第一臺階2051和第二臺階2052分別通過第一軸承2053和第二軸承2054插入相應連桿末端的軸承孔2055。

本發明的具體工作原理為：

使用時，首先將機架1移動到合適位置，鎖緊底盤11下方的萬向移動輪12，患者通過磁吸式開合門4進入機架1，坐到座椅3上，穿戴好減重保護帶14，接通電源，通過Y向移動平臺15及Z向升降平臺16將座椅3調整至適當位置，通過第一直流電機212將康復訓練機構調整至適當位置，確保將腳部放置在踏板5上時雙腳處于康復訓練機構運動軌跡的最高處，設定好主、被動訓練模式及訓練強度后，即可通過康復訓練機構對下肢進行相應的康復訓練。訓練過程中，光電編碼器2120和力傳感器51分別采集位置信息和患者腳部的受力信息，實時調整患者的訓練強度。

在上述訓練過程中，第一中間連桿206、第二中間連桿207、第三中間連桿208、第四中間連桿209、第一中間固定連桿203和第二中間固定連桿204之間始終保持平行，兩個上輔助連桿216之間始終保持平行，兩個下輔助連桿217之間始終保持平行，第一上擺動連桿210和第二上擺動連桿211之間始終保持平行，下擺動連桿215與傳動連桿214始終保持平行。