一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅
阅读说明：本技术 一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅 (Intelligent wheelchair based on flexible impedance training ) 是由 疏达 孙际超 高传康 徐慧敏 赵垒 王建彬 江本赤 吴路路 肖平 吴文专 李维汉 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅,包括轮椅,所述轮椅由轮椅架、坐垫、滚轮、扶手和靠背组成,所述坐垫设置于轮椅架的上方,且所述坐垫一侧与轮椅架转动连接,所述滚轮设置有两个,对称设置于轮椅架的两侧,所述扶手设置有两个,对称固定连接于轮椅架顶部的两侧。本发明一是可以对患者手部进行康复训练,且在训练的过程中提供合适的阻抗,达到带有柔性阻抗康复训练的效果,而且还可以进行大小的调整,二是还可以对患者腿部进行康复训练,三是可以起到提供阻抗的作用,迫使患者加大对自己手臂肌肉的使用来完成康复训练动作,从而可以加快患者的肌肉恢复时间,四是起升机构以气压缸作为动力源,在气压缸的作用下带动人体完成起立动。(The invention discloses an intelligent wheelchair based on flexible impedance training, which comprises a wheelchair, wherein the wheelchair comprises a wheelchair frame, a cushion, two idler wheels, two handrails and a backrest, the cushion is arranged above the wheelchair frame, one side of the cushion is rotationally connected with the wheelchair frame, the two idler wheels are symmetrically arranged on two sides of the wheelchair frame, and the two handrails are symmetrically and fixedly connected to two sides of the top of the wheelchair frame. The invention can firstly carry out rehabilitation training on the hand of a patient, provides proper impedance in the training process, achieves the effect of flexible impedance rehabilitation training, and can also carry out size adjustment, secondly can carry out rehabilitation training on the leg of the patient, thirdly can play a role of providing impedance to force the patient to increase the use of the arm muscle of the patient to finish the rehabilitation training action, thereby accelerating the muscle recovery time of the patient, fourthly, the lifting mechanism takes the pneumatic cylinder as a power source and drives the human body to finish the standing action under the action of the pneumatic cylinder.)
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，具体地说，本发明涉及一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅。
背景技术
近年来人口的老龄化，交通事故、工伤、体育运动性损伤以及其他各种致伤因素造成的脊髓损伤都呈增长趋势，由此引起的肌无力甚至下肢瘫痪患者的人数也在不断增加，而持续被动运动锻炼有助于使丧失的神经功能得以重新改善或恢复，轮椅作为一种常用的医疗器械，是肢体伤残者和行动不便人士的主要代步工具，能够使他们借助轮椅进行身体锻炼或参与社会活动。
现在的轮椅，仅仅是起到代步的功能，方便患者的行动，使用方式也是简单的将患者扶持到轮椅上，从而对其进行推动。
但是上述的轮椅存在以下缺点：
一、现在的轮椅结构较为简单，只能够给患者提供移动工具的效果，对患者康复没有什么效果；
二、医院现在有用于患者康复训练结构，但是患者需要去特定的场合进行训练，并且在训练的患者可以控制自己的肌体后，所起到的康复效果便不再明显。
三、现在的轮椅坐垫是固定的，但是有些患者的腰椎可能受到损伤，导致患者可能较难从轮椅上坐起。
发明内容
本发明提供一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅，解决了上述背景技术中所提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅，包括轮椅，所述轮椅由轮椅架、坐垫、滚轮、扶手和靠背组成，所述坐垫设置于轮椅架的上方，且所述坐垫一侧与轮椅架转动连接，所述滚轮设置有两个，对称设置于轮椅架的两侧，所述扶手设置有两个，对称固定连接于轮椅架顶部的两侧，所述靠背转动连接于轮椅架顶部的后侧，两个所述扶手的顶部均安装有手部训练结构，所述轮椅架的前侧转动连接有两组腿部训练结构，所述坐垫的底部与轮椅架之间设置有起升结构。
优选的，每个所述手部训练结构均包括液压控制系统和两个机械支撑架，所述液压控制系统由油箱、滑阀、空气过滤器、换向阀、液压缸和减压阀组成，所述油箱的出油口与滑阀的进油口通过油管连接，所述滑阀的出油口分别与空气过滤器的进油口和换向阀的P口通过油管连接，所述换向阀的A口与液压缸的无杆腔通过油管连接，所述换向阀的B口与液压缸的有杆腔通过油管连接，且所述换向阀的A口和B口均与减压阀相连接。
优选的，两个所述机械支撑架分别安装于液压缸的两端，所述机械支撑架包括棉质垫片和松紧绑带，所述松紧绑带设置于棉质垫片的外侧。
优选的，所述换向阀设置为三位四通电磁换向阀，且换向阀的左位机能为H型，右位机能为X型。
优选的，所述腿部训练结构包括液压控制系统和两个转动杆，两个所述转动杆之间分别安装有踏板和支撑板，且踏板设置于支撑板的上方，所述液压控制系统设置于支撑板的顶部。
优选的，所述起升结构包括液压控制系统和支撑件，所述支撑件的表面套设有剪叉杠，所述剪叉杠顶部与坐垫相连接。
优选的，所述扶手的前侧安装有存放瓶，所述靠背的后侧设置有存放袋。
采用以上技术方案的有益效果是：
一、将液压缸的活塞杆向外顶出，使活塞杆收缩带动小臂向上完成手臂抬起动作，此时患者的肌肉会有效的得到康复训练，小臂肌肉的运动会同时引起大臂肌肉的运动，再通过液压缸的有杆腔将油经过换向阀的B口进入换向阀，使液压缸收缩，从而带动小臂从竖直状态到水平状态完成肌肉放松的动作，从而对患者进行康复训练，且在训练的过程中提供合适的阻抗，达到带有柔性阻抗康复训练的效果，所谓柔性阻抗，即指阻抗的柔和性，不仅阻抗大小适宜，符合人体所需，而且还可以进行大小的调整。
二、将患者的腿放在腿部训练结构中踏板的上方，再打开腿部训练结构中的液压控制系统，液压控制系统的操作过程如上述过程一样，即带动患者的腿部不断向上抬起和放下，从而使病人能够坐在轮椅上对腿部关节和肌肉进行活动，便于病人在轮椅上进行腿部康复训练。
三、在患者的手臂恢复到一定程度时，患者可以自主的进行手臂运动，此时的该装置可以起到提供阻抗的作用，阻抗的存在，迫使患者加大对自己手臂肌肉的使用来完成康复训练动作，从而可以加快患者的肌肉恢复时间，同时当患者的手臂肌肉恢复到新的程度时，还可以改变气压缸内气体的压强，使气体推动活塞杆的力发生改变，从而达到在患者不同的恢复阶段提供不同大小阻抗的作用，更有利于缩短患者恢复健康所需要的时间，极大方便了患者的生活。
四、通过起升机构中的剪叉杠纵向运动和横向收放，剪叉杠的运动的同时，会有角度的变化，角度的变化会与剪叉杠的运动形成一定的关系，从而可以判断人体起升的高度，根据人体从坐姿到起立完整动作所需上升的高度来对剪叉杠设计，起升机构可以很有效的辅助患者完成起身动作。
附图说明
图1是本发明提供的智能轮椅的装配图；
图2是智能轮椅的另一种装配图；
图3是液压控制系统的装配图；
图4是机械支撑架的装配图；
图5是腿部训练结构的装配图；
图6是起升结构的装配图；
其中：
1、轮椅；11、轮椅架；12、坐垫；13、滚轮；14、扶手；15、靠背；2、手部训练结构；21、液压控制系统；211、油箱；212、滑阀；213、空气过滤器；214、换向阀；215、液压缸；216、减压阀；22、机械支撑架；221、棉质垫片；222、松紧绑带；3、腿部训练结构；31、转动杆；32、踏板；33、支撑板；4、起升结构；41、支撑件；42、剪叉杠；5、存放瓶；6、存放袋。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图6所示，本发明是一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅，通过康复机构带动患者完成康复训练，同时在训练的过程中提供合适的阻抗，达到带有柔性阻抗康复训练的效果。
具体的说，如图1至图6所示，一种基于柔性阻抗训练的智能轮椅，包括轮椅1，所述轮椅1由轮椅架11、坐垫12、滚轮13、扶手14和靠背15组成，所述坐垫12设置于轮椅架11的上方，且所述坐垫12一侧与轮椅架11转动连接，所述滚轮13设置有两个，对称设置于轮椅架11的两侧，所述扶手14设置有两个，对称固定连接于轮椅架11顶部的两侧，所述靠背15转动连接于轮椅架11顶部的后侧，其特征在于：两个所述扶手14的顶部均安装有手部训练结构2，所述轮椅架11的前侧转动连接有两组腿部训练结构3，所述坐垫12的底部与轮椅架11之间设置有起升结构4。
每个所述手部训练结构2均包括液压控制系统21和两个机械支撑架22，所述液压控制系统21由油箱211、滑阀212、空气过滤器213、换向阀214、液压缸215和减压阀216组成，所述油箱211的出油口与滑阀212的进油口通过油管连接，所述滑阀212的出油口分别与空气过滤器213的进油口和换向阀214的P口通过油管连接，所述换向阀214的A口与液压缸215的无杆腔通过油管连接，所述换向阀214的B口与液压缸215的有杆腔通过油管连接，且所述换向阀214的A口和B口均与减压阀216相连接。
两个所述机械支撑架22分别安装于液压缸215的两端，所述机械支撑架22包括棉质垫片221和松紧绑带222，所述松紧绑带222设置于棉质垫片221的外侧。
所述换向阀214设置为三位四通电磁换向阀，且换向阀96的左位机能为H型，右位机能为X型。
所述腿部训练结构3包括液压控制系统21和两个转动杆31，两个所述转动杆31之间分别安装有踏板32和支撑板33，且踏板32设置于支撑板33的上方，所述液压控制系统21设置于支撑板33的顶部。
所述起升结构4包括液压控制系统21和支撑件41，所述支撑件41的表面套设有剪叉杠42，所述剪叉杠42顶部与坐垫12相连接。
所述扶手14的前侧安装有存放瓶5，所述靠背15的后侧设置有存放袋6。
以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：
实施例1：
使用时，首先使患者坐在轮椅1上，然后将患者的手臂放进手部训练结构2的内部，使棉质垫片221与手臂相贴合，再通过松紧绑带222将其与手臂绑在一起，初始状态，整个手臂成水平状态，通过减压阀216使液压缸245内的气体达到一定压强，再打开液压控制系统21，即使液压油从油箱211的出油口通过油管进入滑阀212，再打开滑阀212从而通过油管进入过滤器92，对液压油进行过滤，再通过过滤器213的出油口通过油管换向阀214的P口进入换向阀214，再通过换向阀214的A口进入液压缸215的无杆腔，从而将液压缸215的活塞杆向外顶出，使活塞杆收缩带动小臂向上完成手臂抬起动作，此时患者的肌肉会有效的得到康复训练，小臂肌肉的运动会同时引起大臂肌肉的运动，再通过液压缸215的有杆腔将油经过换向阀214的B口进入换向阀214，使液压缸215收缩，从而带动小臂从竖直状态到水平状态完成肌肉放松的动作，从而对患者进行康复训练，且在训练的过程中提供合适的阻抗，达到带有柔性阻抗康复训练的效果，所谓柔性阻抗，即指阻抗的柔和性，不仅阻抗大小适宜，符合人体所需，而且还可以进行大小的调整。
实施例2：
在实施例1的基础上，将患者的腿放在腿部训练结构2中踏板32的上方，再打开腿部训练结构2中的液压控制系统21，液压控制系统21的操作过程如上述过程一样，即带动患者的腿部不断向上抬起和放下，从而使病人能够坐在轮椅上对腿部关节和肌肉进行活动，便于病人在轮椅上进行腿部康复训练。
实施例3：
在实施例1的基础上，在患者的手臂恢复到一定程度时，患者可以自主的进行手臂运动，此时的该装置可以起到提供阻抗的作用，推动活塞杆向外拉伸，患者想要完成手臂的康复训练，就必须客服活塞杆向外的力，这个力即承担起装置所需要的阻抗，阻抗的存在，迫使患者加大对自己手臂肌肉的使用来完成康复训练动作，从而可以加快患者的肌肉恢复时间，同时当患者的手臂肌肉恢复到新的程度时，还可以通过改变减压阀216的大小，来改变气压缸内气体的压强，使气体推动活塞杆的力发生改变，从而达到在患者不同的恢复阶段提供不同大小阻抗的作用，更有利于缩短患者恢复健康所需要的时间，极大方便了患者的生活。
实施例4：
在实施例1的基础上，起升机构4采用气压缸和剪叉装置，气压缸提供动力，带动剪叉杠42纵向运动和横向收放，剪叉杠42的运动的同时，会有角度的变化，角度的变化会与剪叉杠42的运动形成一定的关系，从而可以判断人体起升的高度，根据人体从坐姿到起立完整动作所需上升的高度来对剪叉杠42设计，起升机构4可以很有效的辅助患者完成起身动作。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
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