康复用自适应变刚度跑步机系统的制作方法

技术特征：
1.一种康复用自适应变刚度跑步机系统，其特征在于：包括两套跑步机模块(1)、两个变角度剪刀叉机构(2)、两个变刚度机构(3)、机架(4)和体重支撑系统(5)；所述跑步机模块(1)安装在变角度剪刀叉机构(2)上端，在其驱动电机(101)的驱动下实现跑带的连续旋转从而提供连续的移动表面作为跑步表面；所述变角度剪刀叉机构(2)对跑步机模块(1)进行竖直方向的导向支撑以及实现俯仰角度变化；所述变刚度机构(3)固定于机架(4)上，并与变角度剪刀叉机构(2)的剪刀叉轴五(211)保持接触连接，从而提供作用力使剪刀叉轴五(211)维持在一定位置，进而使变角度剪刀叉机构(2)保持一定的高度，当作用力发生改变时变刚度机构(3)会发生弹性变形，使剪刀叉轴五(211)的位置发生变化，进而使变角度剪刀叉机构(2)的高度发生变化，进一步地改变跑步机模块(1)的高度；所述体重支撑系统(5)固定于机架立柱(402)上，在恒力弹簧(503)的恒定弹力作用下经过杠杆臂(507)及钢索(510)传动，通过体重支撑带(513)为使用者提供恒定的体重支撑力，辅助患者站立以及防止跌倒。2.根据权利要求1所述的康复用自适应变刚度跑步机系统，其特征在于：所述两套跑步机模块(1)分别并排安装在该系统的左右两侧的变角度剪刀叉机构(2)上，独立实现跑带的速度控制以及跑步机模块(1)的高度变化；跑步机模块(1)包括驱动电机(101)、跑带(102)、跑板(103)、跑带滚筒(104)、带轮轴(105)、轴承(106)、立式支撑座(107)、连接块(108)、同步带(109)、同步带轮(110)和底座(111)；其中驱动电机(101)固定在底座(111)上，并在控制器的控制下通过同步带(109)传动驱动与主动跑带滚筒(104)相固定连接的同步带轮(110)旋转，进而驱动主动跑带滚筒(104)旋转；跑带(102)环绕在两个跑带滚筒(104)上，由主动跑带滚筒(104)驱动跑带(102)旋转；跑带滚筒(104)通过一对轴承(106)安装在带轮轴(105)上，带轮轴(105)通过一对立式支撑座(107)固定在底座(111)上；连接块(108)固定在底座(111)上，跑板(103)安装在连接块(111)上方，与跑带(102)内侧紧密贴合，通过跑板(103)承托跑带(102)并支撑人体的重量。3.根据权利要求1所述的康复用自适应变刚度跑步机系统，其特征在于：所述两个变角度剪刀叉机构(2)左右并排安装在机架(4)上，能够独立运动；所述变角度剪刀叉机构(2)包括：剪刀叉臂一(204)、剪刀叉臂二(203)、折臂(201)、带座轴承(208)、槽孔座(207)、带法兰轴承(205)、剪刀叉轴一(206)、剪刀叉轴二(209)、剪刀叉轴三(212)、剪刀叉轴四(214)、剪刀叉轴五(211)、销轴(202)、滑动轴承(210)和电推杆(213)；所述剪刀叉臂一(204)的下端与剪刀叉轴一(206)固定连接，剪刀叉轴一(206)两端安装有带法兰轴承(205)，带法兰轴承(205)能够在固定于机架座(401)上的槽孔座(207)的槽孔中沿直线滚动；剪刀叉臂一(204)的上端同样与剪刀叉轴三(212)固定连接，剪刀叉轴三(212)与固定在跑步机模块底座(111)上的一对带座轴承(208)铰接；剪刀叉臂二(203)下端与剪刀叉轴二(209)固定连接，剪刀叉轴二(209)与固定在机架座(401)上的带座轴承(208)铰接，剪刀叉臂二(203)上端与折臂(201)下端通过销轴(202)铰接；折臂(201)上端与剪刀叉轴四(214)固连，剪刀叉轴四(214)两端安装有带法兰轴承(205)，能够在固定于跑步机模块底座(111)上的槽孔座(207)的槽孔中沿直线滚动；剪刀叉臂一(204)与剪刀叉臂二(203)通过剪刀叉轴五(211)及滑动轴承(210)铰接。4.根据权利要求3所述的康复用自适应变刚度跑步机系统，其特征在于：所述变角度剪刀叉机构(2)还包括变角度机构，一个电推杆(213)的一端通过铰链座与剪刀叉臂二(203)
铰接，另一端通过铰链座与折臂(201)铰接；当电推杆(213)由控制器控制伸出或收缩时，折臂(201)与剪刀叉臂二(203)之间的夹角就会改变，进而导致跑步机模块底座(111)与水平面间的夹角改变，进一步地使跑步机模块(1)中跑带(102)表面与水平面的夹角改变。5.根据权利要求1所述的康复用自适应变刚度跑步机系统，其特征在于：所述变刚度机构(3)安装在机架座(401)上，并分别位于变角度剪刀叉机构(2)内部；变刚度机构(3)包括变刚度电机(308)、直线导轨(307)、滑块(306)、同步带(305)、同步带轮(304)、同步带轮轴(303)、带座导轮(302)、弹簧钢板(301)和弹簧钢板固定座(309)；带座导轮(302)安装在直线导轨(307)的滑块(306)上并与同步带(305)连接；弹簧钢板(301)一端通过弹簧钢板固定座(309)固定在机架座(401)上，另一端与变角度剪刀叉机构(2)的剪刀叉轴五(211)保持接触，带座导轮(302)与弹簧钢板(301)接触提供支撑力并沿弹簧钢板(301)滚动；变刚度电机(308)由控制器控制驱动同步带轮(304)，带动同步带(305)移动进而使带座导轮(302)移动；随着带座导轮(302)在竖直方向的移动，其对钢板弹簧(301)的支撑位置发生改变进一步地改变弹簧钢板(301)的有效悬臂长度进而改变刚度；弹簧钢板(301)的刚度改变通过与之接触的剪刀叉轴五(211)传递到变角度剪刀叉机构(2)，进而实现跑步机模块(1)的竖直刚度改变。6.根据权利要求1所述的康复用自适应变刚度跑步机系统，其特征在于：所述体重支撑系统(5)包括：恒力弹簧(503)、扶手(501)、固定轴(502)、连接滑块(504)、直线模组(505)、支点轴(506)、杠杆臂(507)、钢索连接杆(508)、滑轮轴(509)、钢索(510)、动滑轮(511)、槽形导轨(512)、体重支撑带(513)；体重支撑带(513)下端置于使用者的腋下，上端固定在滑轮轴(509)上，穿过动滑轮(511)的钢索(510)的一端固定在机架立柱(402)上，另一端与杠杆臂(507)一端的钢索连接杆(508)连接，动滑轮(511)通过轴承与滑轮轴(509)连接，滑轮轴(509)在绕过动滑轮(511)的钢索(510)拉力与体重支撑带(513)拉力的共同作用下沿竖直的槽形导轨(512)中上下移动；杠杆臂(507)与固定在机架立柱(402)上的支点轴(506)铰接，杠杆臂(507)的一端通过钢索连接杆(508)连接钢索(510)，靠近另一端的位置上安装有由控制器控制的直线模组(505)，直线模组(505)上的连接滑块(504)与恒力弹簧(503)的伸出端连接，恒力弹簧(503)本体安装在固定轴(502)上，借助恒力弹簧(503)的恒定拉力特性能够通过杠杆臂(507)为体重支撑带(513)提供恒定拉力；通过直线模组(505)上连接滑块(504)的移动改变恒力弹簧(503)距支点轴(506)的距离即力臂长度进而改变体重支撑系统(5)支撑力的大小。

技术总结
本发明公开了一种康复用自适应变刚度跑步机系统。它可以用来对脑卒中患者的偏瘫步态进行康复治疗。它包括跑步机模块、减重支撑系统、变刚度机构、变角度剪刀叉机构。实现对应双侧腿的跑步机模块各自的刚度、倾角、速度的独立变化。采用改变钢板弹簧有效长度原理的变刚度系统可以实现跑步机的跑带在竖直方向刚度的大范围迅速变化，以对患者健康侧下肢实施刚度扰动，通过人体肢间协同耦合机制刺激患侧神经通路以促进康复。采用恒力弹簧的和杠杆机构的减重支撑系统可以对患者进行辅助支撑以防止跌倒。结合变角度剪刀叉机构的变角度机构可以改变跑步机表面的坡度产生坡度刺激辅助康复。本发明属于辅助康复领域。本发明属于辅助康复领域。本发明属于辅助康复领域。


技术研发人员：崔泽 徐浩 钱东海 龚梦宇 包鹏 李奎 赵金治
受保护的技术使用者：山东迈宝赫健身器材有限公司
技术研发日：2021.06.16
技术公布日：2021/9/7