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【摘 要】针对目前下肢康复器械不适用于腰部康复训练的问题，设计了一种下肢康复训练机。该机具有结构简单、操作方便、体积小，适合家庭及医院使用，能为使用者提供了有效的康复训练。
【关键词】下肢康复；腰部训练；机械结构
引言
随着我国人口老龄化社会的到来，心脑血管病使用者的数量有所增加，使用者需要持久性的训练，防止肌肉“废用性”萎缩进而关节僵硬，因此需要医护人员、家庭成员和使用者本人付出大量的时间和艰辛的努力。住院以及恢复期间医护人员任务重，病人运动时间和强度得不到保障人工护理费用高，且受多种人为因素影响，护理难以做到长期的效果，影响护理质量，有碍后期康复。康复训练机要求使用者能较为自主的进行使用，并能安全稳定的帮助使用者尽快恢复。为了帮助需要做下肢康复训练的患者进行拉伸肌肉等运动，设计了一种能支撑上体，减轻腰部受力防止劳损，同时对下肢产生有效训练的下肢康复训练机。
1.下肢康复训练机的结构
下肢康复训练机包括跑步机、上体支撑机构、斜面调节机构以及动力系统和控制系统。下肢康复训练机的整体结构如图1所示：
跑步机布置在整个训练机的最前方位置，其上方布置上体支撑机构，由固定架和一组左侧支撑架和右侧支撑架以及左腋部支撑架和右腋部支撑架构成，两侧支撑架上分别布置有两组控制板；下方布置有斜面调整机构，由斜面支座、提升斜面、斜面齿轮以及与其配合的提升转轴和旋转手柄组成；后侧设有提升机构，由一组连杆机构、螺杆机构、滑块导轨机构以及减速齿轮机构和支柱等组成；动力系统布置在减速机构之后，电机的动力通过齿轮减速机构增大扭矩传递给提升机构。
2.下肢康复训练机的功能设计
2.1跑步和斜面调整功能设计
跑步和调整功能分别由跑步机和斜面调节机构实现。跑步机可帮助患者进行室内的跑步训练，斜面调节机构设置在跑步机下，如图2所示，与跑步机相连的是提升斜面，其下表面布置斜面导轨，与斜面支座上表面的斜面导軌槽滑动配合；其中部还布置有齿条，齿条与斜面齿轮啮合，斜面齿轮与斜面转轴通过键连接，转轴一端连接在斜面支座上，另一端通过紧固销安装有旋转手柄，通过旋转手柄带动转轴从而带动斜面齿轮沿齿条移动，对斜面高度进行调节。通过两组机构的组合，训练机具有为使用者提供跑步运动的功能并兼有调节提升斜面高度的功能，能够使训练机适用于不同身高的使用者。
2，2上体支撑功能和提升功能设计
上体支撑功能由上体支撑机构和跑步机后的固定架机构实现。左侧支撑架下端固定连接两个互相平行的“L”形状的底架，其水平部分开有底槽，内部固定有左腋部支撑架和左侧转杆，可以通过腋部支撑杆齿条和侧转杆齿轮的啮合，对左腋部支撑架的位置进行调节，右侧功能与左侧对称设计。固定架机构包括底座和垂直固定在底座上的两支柱，两者之间铰接有互相平行的一组连杆，可对其进行紧固，支撑上体。支柱内开有旋转槽，转轴能够在旋转槽内转动，实现将左侧支撑架和右侧支撑架的拉开、合拢的功能，方便使用者站到左侧支撑架和右侧支撑架之间。
提升功能由提升机构实现。底座上的电机通过齿轮减速机构增大力矩后与螺杆1相连接，可对跑步机和斜面机构进行提升，螺杆的自锁功能保证了提升过程的平稳和安全。上体支撑功能和提升功能的实现机构如图3所示。
3.下肢康复训练机的工作方式
3.1拔下紧固销，转动斜面手柄，调节跑步机的高度，使跑步机比使用者所要求的高度略低，插入紧固销，卡住旋转手柄，防止旋转手柄转动。
3.2沿着旋转槽转动左侧支撑架和左侧支撑架，拉开左侧支撑架和右侧支撑架之间的距离，使用者进入到左侧支撑架和右侧支撑架之间，合拢左侧支撑架和右侧支撑架，使用者的两只胳膊分别搭在左腋部支撑架和右腋部支撑架上，分别转动左侧转杆和右侧转杆，调节左腋部支撑架和右腋部支撑架至合适位置。
3.3一手控制电机控制按钮，电机通过减速齿轮1和减速齿轮2带动螺杆1转动，螺杆1推动滑块1运动，滑块1通过连杆3推动螺杆1转动，螺杆1的转动推动滑块2沿着导轨槽2内向上滑动，滑块2推动转轴向上移动，左侧支撑架和右侧支撑架沿着两侧支撑架滑道向上运动，当左侧支撑架和右侧支撑架移动到合适位置，关闭电机控制按钮。
3.4另一手控制跑步机控制按钮，调节跑步机的启停和运动速度。训练完成后，关闭跑步机停止，控制提升电机反转，慢慢将使用者降下，转动左侧转杆和右侧转杆，调节左侧支撑架和右侧支撑架，方便使用者离开跑步机，使用者在康复训练机上完成一次训练。
参考文献：
[1]赵齐林、辛绍杰等.下肢康复训练机.国家实用新型专利.ZL201320407761.X.
作者简介：
王居鑫：（1996.1—），男，上海电机学院材料成型及控制工程专业本科生。
郭启盛：（1996.5—），男，上海电机学院电气工程专业本科生。
吴帆：（1992.7—），男，电气工程专业本科生。
范新竹：（1966.3—），男，讲师，上海电机学院机械学院教师。
【关键词】下肢康复；腰部训练；机械结构
引言
随着我国人口老龄化社会的到来，心脑血管病使用者的数量有所增加，使用者需要持久性的训练，防止肌肉“废用性”萎缩进而关节僵硬，因此需要医护人员、家庭成员和使用者本人付出大量的时间和艰辛的努力。住院以及恢复期间医护人员任务重，病人运动时间和强度得不到保障人工护理费用高，且受多种人为因素影响，护理难以做到长期的效果，影响护理质量，有碍后期康复。康复训练机要求使用者能较为自主的进行使用，并能安全稳定的帮助使用者尽快恢复。为了帮助需要做下肢康复训练的患者进行拉伸肌肉等运动，设计了一种能支撑上体，减轻腰部受力防止劳损，同时对下肢产生有效训练的下肢康复训练机。
1.下肢康复训练机的结构
下肢康复训练机包括跑步机、上体支撑机构、斜面调节机构以及动力系统和控制系统。下肢康复训练机的整体结构如图1所示：
跑步机布置在整个训练机的最前方位置，其上方布置上体支撑机构，由固定架和一组左侧支撑架和右侧支撑架以及左腋部支撑架和右腋部支撑架构成，两侧支撑架上分别布置有两组控制板；下方布置有斜面调整机构，由斜面支座、提升斜面、斜面齿轮以及与其配合的提升转轴和旋转手柄组成；后侧设有提升机构，由一组连杆机构、螺杆机构、滑块导轨机构以及减速齿轮机构和支柱等组成；动力系统布置在减速机构之后，电机的动力通过齿轮减速机构增大扭矩传递给提升机构。
2.下肢康复训练机的功能设计
2.1跑步和斜面调整功能设计
跑步和调整功能分别由跑步机和斜面调节机构实现。跑步机可帮助患者进行室内的跑步训练，斜面调节机构设置在跑步机下，如图2所示，与跑步机相连的是提升斜面，其下表面布置斜面导轨，与斜面支座上表面的斜面导軌槽滑动配合；其中部还布置有齿条，齿条与斜面齿轮啮合，斜面齿轮与斜面转轴通过键连接，转轴一端连接在斜面支座上，另一端通过紧固销安装有旋转手柄，通过旋转手柄带动转轴从而带动斜面齿轮沿齿条移动，对斜面高度进行调节。通过两组机构的组合，训练机具有为使用者提供跑步运动的功能并兼有调节提升斜面高度的功能，能够使训练机适用于不同身高的使用者。
2，2上体支撑功能和提升功能设计
上体支撑功能由上体支撑机构和跑步机后的固定架机构实现。左侧支撑架下端固定连接两个互相平行的“L”形状的底架，其水平部分开有底槽，内部固定有左腋部支撑架和左侧转杆，可以通过腋部支撑杆齿条和侧转杆齿轮的啮合，对左腋部支撑架的位置进行调节，右侧功能与左侧对称设计。固定架机构包括底座和垂直固定在底座上的两支柱，两者之间铰接有互相平行的一组连杆，可对其进行紧固，支撑上体。支柱内开有旋转槽，转轴能够在旋转槽内转动，实现将左侧支撑架和右侧支撑架的拉开、合拢的功能，方便使用者站到左侧支撑架和右侧支撑架之间。
提升功能由提升机构实现。底座上的电机通过齿轮减速机构增大力矩后与螺杆1相连接，可对跑步机和斜面机构进行提升，螺杆的自锁功能保证了提升过程的平稳和安全。上体支撑功能和提升功能的实现机构如图3所示。
3.下肢康复训练机的工作方式
3.1拔下紧固销，转动斜面手柄，调节跑步机的高度，使跑步机比使用者所要求的高度略低，插入紧固销，卡住旋转手柄，防止旋转手柄转动。
3.2沿着旋转槽转动左侧支撑架和左侧支撑架，拉开左侧支撑架和右侧支撑架之间的距离，使用者进入到左侧支撑架和右侧支撑架之间，合拢左侧支撑架和右侧支撑架，使用者的两只胳膊分别搭在左腋部支撑架和右腋部支撑架上，分别转动左侧转杆和右侧转杆，调节左腋部支撑架和右腋部支撑架至合适位置。
3.3一手控制电机控制按钮，电机通过减速齿轮1和减速齿轮2带动螺杆1转动，螺杆1推动滑块1运动，滑块1通过连杆3推动螺杆1转动，螺杆1的转动推动滑块2沿着导轨槽2内向上滑动，滑块2推动转轴向上移动，左侧支撑架和右侧支撑架沿着两侧支撑架滑道向上运动，当左侧支撑架和右侧支撑架移动到合适位置，关闭电机控制按钮。
3.4另一手控制跑步机控制按钮，调节跑步机的启停和运动速度。训练完成后，关闭跑步机停止，控制提升电机反转，慢慢将使用者降下，转动左侧转杆和右侧转杆，调节左侧支撑架和右侧支撑架，方便使用者离开跑步机，使用者在康复训练机上完成一次训练。
参考文献：
[1]赵齐林、辛绍杰等.下肢康复训练机.国家实用新型专利.ZL201320407761.X.
作者简介：
王居鑫：（1996.1—），男，上海电机学院材料成型及控制工程专业本科生。
郭启盛：（1996.5—），男，上海电机学院电气工程专业本科生。
吴帆：（1992.7—），男，电气工程专业本科生。
范新竹：（1966.3—），男，讲师，上海电机学院机械学院教师。