(19)中華人民共和國國家知識產權局
(12)實用新型專利
(10)授權公告號 (45)授權公告日 (21)申請號 201820482917.3
(22)申請日 2018.04.08
(73)專利權人 曹福成
地址 130033 吉林省長春市經開區仙臺大
街2686號
(72)發明人 曹福成 王麗榮 楊洪波 李超
李貞蘭 劉福遷 李文臣
(74)專利代理機構 吉林長春新紀元專利代理有
限責任公司 22100
代理人 王怡敏
(51)Int.Cl.
A61B 5/00(2006.01)
A61B 5/11(2006.01)
A63B 26/00(2006.01)
(ESM)同樣的發明創造已同日申請發明專利
(54)實用新型名稱
雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置
(57)摘要
本實用新型涉及一種雙模態視覺反饋動靜
態平衡訓練裝置，屬于人體動靜態平衡訓練方法
學及人體平衡功能評估技術領域。包括支撐底座
組件，在支撐底座下方四角處安裝有萬向腳輪，
在支撐底座上方設有動靜態運動平臺，在支撐底
座前端設有阻尼可調功能的站立支撐架。本實用
新型根據平衡康復訓練的需求，結合人體工程學
特點，設計阻尼可調式站立支撐架；設計結構緊
湊、安全性較高的運動平臺。可實現各模式下動
靜態站立平衡訓練，滿足患者群各階段站立平衡
姿態穩定性訓練需求。權利要求書2頁 說明書5頁 附圖4頁CN 209091355 U 2019.07.12
C N 209091355
U
1.一種雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：包括支撐底座組件，運動平臺組件和站立支撐架組件，支撐底座組件承載運動平臺組件及站立支撐架組件，在支撐底座組件底部安裝有四個萬向腳輪（4）；運動平臺組件通過基座（5）與支撐底座組件螺栓固定連接；站立支撐架組件通過圓柱底托（25）與支撐底座組件螺栓固定連接。
2.根據權利要求1所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：所述的支撐底座組件是：前支撐底座（1）通過三角固定件（16）安裝在過渡連接件（17）上，所述過渡連接件（17）與中央支撐平臺（2）通過螺栓連接，同時，所述中央支撐平臺（2）的另一端通過過渡連接件（17）與后支撐底座（3）相連接，萬向腳輪（4）通過螺栓固定安裝在前支撐底座（1）和后支撐底座（3）上。
3.根據權利要求1所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：所述的運動平臺組件是：基座（5）與支撐底座組件的中央支撐平臺（2）固定連接，同時，所述基座（5）上呈120°圓周分布設有三個運動鏈單元（6）和一個承重固定鏈單元（7），所述運動鏈單元（6）一端固定安裝在渦輪減速器（18）的輸出端上，形成轉動副，另一端通過球鉸（21）與動平臺（8）的下側相連接，所述渦輪減速器（18）的輸入端與伺服電機（19）的軸相連，所述伺服電機（19）安裝在電機支座（20）上，所述電機支座（20）呈120°圓周分布在基座（5）上；所述承重固定鏈單元（7）下端固定安裝在
基座（5）的中心位置處，上端通過球鉸（21）與中心連接件（22）連接，所述中心連接件（22）通過螺釘固定在動平臺（8）的下側中心位置處；所述動平臺（8）上側設有雙足站立單元（9）。
4.根據權利要求3所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：所述的運動鏈單元（6）是：曲柄（601）通過球鉸（21）與第一連桿（602）一端相連，所述第一連桿（602）的另一端與拉壓力傳感器（603）下端連接，所述拉壓力傳感器（603）的上端與第二連桿（604）相連；所述的曲柄（601）的另一端與渦輪減速器（18）軸連接。
5.根據權利要求3所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：所述的動平臺（8）下側設有三個姿態傳感器（24），所述姿態傳感器（24）分別安裝在三個運動鏈單元（6）與動平臺（8）的連接處。
6.根據權利要求3所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：所述的雙足站立單元（9）上設有腳部綁帶（23）和薄膜壓力傳感器（31），所述薄膜壓力傳感器（31）設置在雙腳站立的位置上，在薄膜壓力傳感器（31）上覆蓋一層橡膠保護墊（32），以保護薄膜壓力傳感器（31）不受破壞。
7.根據權利要求1所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：所述的站立支撐架組件是：阻尼可調平衡單元（10）通過圓柱底托（25）固定在中央支撐平臺（2）上，另一端與高度可調
立桿（11）相連，所述的高度可調立桿（11）通過口形導套（26）與矩形管（14）相連，所述矩形管（14）分別與膝蓋固定托（12）、扶手桌面（15）相連，所述扶手桌面（15）通過矩形管（14）與臀部固定托（13）相連；通過調整阻尼可調平衡單元（10）的相對位置以及徑向限位擋塊，實現扶手桌面（15）的兩個方向斜切角度0°、6°、11°可調。
8.根據權利要求7所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，其特征在于：所述的膝蓋固定托（12）通過口形導套（26）與矩形管（14）連接，實現高度方向的直線調整，側面通過手輪螺栓（27）實現調節到位并鎖定；同樣，臀部固定托（13）的高度調整方式與膝蓋固定托（12）調整方式一致，二者均能夠進行水平和豎直兩個方向的直線調整；所述膝蓋固定托
（12）、臀部固定托（13）上設有圓角海綿墊（28）；扶手桌面（15）與矩形管（14）螺栓連接，通過矩形管（14）固定連接在高度可調立桿（11）上，同時，扶手桌面（15）在靠近患者部分設有弧形開口（29），弧形開口（29）上粘接有軟墊（30）。
雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及人體動靜態平衡訓練方法學及人體平衡功能評估技術領域，特別涉及一種雙模
態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，具有兩種訓練模式，可實現動靜態多級別視覺反饋平衡能力康復訓練以及訓練效果的精準評估。
背景技術
[0002]人體平衡是指人體自發、無意識或反射性地控制身體構建直立姿態，并在一定時間內保持該姿態穩定的身體功能。良好的站立平衡能力是人們維持日常生活的基礎，如果人體的站立平衡功能出現障礙，不但會嚴重地影響人體的站立機能，降低或喪失獨立生活的能力，還可能引起其它一系列并發癥。人體平衡功能分為靜態平衡、動態平衡以及反應性平衡。靜態平衡是指身體不動時，維持身體處于某種姿勢的能力；動態平衡是指運動過程中調整和控制身體姿勢穩定性的能力，動態平衡從另外一個角度反映了人體隨意運動控制的水平；反應性平衡是指當身體受到外力干擾而使平衡受到威脅時，人體做出保護性調整反應，以維持或建立新的平衡。因此，人體平衡控制是一種復雜的運動技能，人體平衡的維持取決于正常的肌張力、適當的感覺輸入、大腦的整合作用、交互神經支配或抑制、骨骼肌系統，因此平衡過程是一整套錯綜復雜的過程。與靜態平衡控制能力相比，動態平衡控制能力恢復起來難度系數較大，良好的動態平衡控制能力是下肢行走能力的前提和基礎，動態平衡控制能力的康復訓練對恢復行走能力具有重要的意義。
[0003]現有技術中，人體平衡功能康復訓練產品通常分為靜態和動態平衡訓練兩種訓練產品，可對患
有平衡功能障礙患者進行靜態平衡能力訓練和動態平衡能力訓練，主要通過平臺壓力傳感器實時采集平衡訓練過程中人體重心數據，最終通過計算得出人體重心在支撐平面內的投影坐標，這類平衡訓練產品只能對患者靜態平衡控制能力定性分析，不能定量分析出患者平衡能力的好壞程度；而對于人體動態平衡訓練的產品，訓練時患者站立于運動平臺上隨著平臺運動，進行不同狀態下的自動態或他動態運動平衡訓練，但訓練模式較少，動態視覺環境單一，存在人體動態平衡控制能力訓練不充分的情況。
[0004]目前，市場上成熟的人體平衡功能康復訓練產品有很多，價格昂貴，功能單一，使用范圍受限，多數產品都只適合于有較強的動作協調能力病人，對于下肢活動能力差的患者，則無法進行多功能訓練等問題。因此，十分有必要提出一種簡單、高效、多功能的平衡康復訓練與評估檢測設備。
發明內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，解決了現有技術存在的上述問題。本實用新型根據平衡康復訓練策略的需求和人體工程學特點，設計阻尼可調式站立架；利用并聯機器人結構特點，設計開發結構緊湊、安全性較高的動靜態運動平臺。
[0006]本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現：
[0007]雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，包括支撐底座組件，運動平臺組件和站立支撐架組件，支撐底座組件用于承載運動平臺組件及站立支撐架組件，在支撐底座組件底部安裝有四個可鎖緊固定的萬向腳輪4，便于整個裝置運輸和固定；運動平臺組件通過基座5與支撐底座組件螺栓固定連接；站立支撐架組件通過圓柱底托25與支撐底座組件螺栓固定連接。
[0008]所述的支撐底座組件是：前支撐底座1通過三角固定件16安裝在過渡連接件17上，所述過渡連接件17與中央支撐平臺2通過螺栓連接，同時，所述中央支撐平臺2的另一端通過過渡連接件17與后支撐底座3相連接，萬向腳輪4通過螺栓固定安裝在前支撐底座1和后支撐底座3上。
[0009]所述的運動平臺組件是：基座5與支撐底座組件的中央支撐平臺2固定連接，同時，所述基座5上呈120°圓周分布設有三個運動鏈單元6和一個承重固定鏈單元7，所述運動鏈單元6一端固定安裝在渦輪減速器18的輸出端上，形成轉動副，另一端通過球鉸21與動平臺8的下側相連接，所述渦輪減速器18的輸入端與伺服電機19的軸相連，所述伺服電機19安裝在電機支座20上；所述電機支座20呈120°圓周分布在基座5上；所述承重固定鏈單元7下端固定安裝在基座5的中心位置處，上端通過球鉸21與中心連接件22連接，所述中心連接件22通過螺釘固定在動平臺8的下側中心位置處；所述動平臺8上側設有雙足站立單元9。[0010]所述的運動鏈單元6是：曲柄601通過球鉸21與第一連桿602一端相連，所述第一連桿602的另一端與拉壓力傳感器603下端連接，所述拉壓力傳感器603的上端與第二連桿604相連；所述的曲柄601另一端與渦輪減速器18軸連接。
[0011]所述的動平臺8下側設有三個姿態傳感器24，所述姿態傳感器24分別安裝在三個運動鏈單元6與動平臺8的連接處。
[0012]所述的雙足站立單元9上設有腳部綁帶23和薄膜壓力傳感器31，所述薄膜壓力傳感器31設置在雙腳站立的位置上，在薄膜壓力傳感器31上覆蓋一層橡膠保護墊32，以保護薄膜壓力傳感器31不受破壞。
[0013]所述的站立支撐架組件是：阻尼可調平衡單元10通過圓柱底托25固定在中央支撐平臺2上，另一端與高度可調立桿11相連，所述高度可調立桿11通過口形導套26與矩形管14相連，所述矩形管14分別與膝蓋固定托12、扶手桌面15相連，所述扶手桌面15與臀部固定托13相連；通過調整阻尼可調平衡單元10的相對位置以及徑向限位擋塊，實現扶手桌面15的兩個方向斜切角度0°、6°、11°可調。
[0014]所述的膝蓋固定托12通過口形導套26與矩形管14連接，實現高度方向的直線調整，側面通過手輪螺栓27實現調節到位并鎖定；同樣，臀部固定托13的高度調整方式與膝蓋固定托12調整方式一致，二者均能夠進行兩個方向的直線調整；所述膝蓋固定托12、臀部固定托13上設有圓角海綿墊28；扶手桌面15與矩形管14螺栓連接，通過矩形管14固定連接在高度可調立桿11上，同時，扶手桌面15在靠近患者部分設有弧形開口29，弧形開口29上粘接有軟墊30。
[0015]所述的雙模態視覺反饋動靜態平衡訓練裝置，包括站立支撐架靜態平衡訓練和運動平臺動態平
衡訓練兩種平衡訓練模式：
[0016]所述站立支撐架靜態平衡訓練：在靜態平衡訓練期間，將運動平臺設置為靜止狀態，通過調節阻尼可調平衡單元設置訓練強度級別，患者站立于靜止狀態的運動平臺上，由
