上下肢康复踏车的制作方法

本发明涉及康复训练，具体为上下肢康复踏车。

背景技术：

1、康复训练是指改善上下肢运动障碍或上下肢受到损伤后进行有利于恢复的身体训练，若是仅靠患者自身的能力，训练过程十分困难，恢复期相对较长，最常用的训练器材就是康复训练踏车。

2、传统的康复训练踏车分为两种类型，一种是用于上肢康复训练的，另外一种是用于下肢康复训练的，这两种类型所存在的共同缺点就是使用不便，只能独立的进行上肢康复训练或者下肢康复训练，在使用上不能实现同步工作，不仅占用空间，而且无法达不到理想的训练效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供上下肢康复踏车，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：上下肢康复踏车，包括车体、触控屏，所述车体下端对称安装有两个挂钩，还包括两个踏板、两个臂托，所述车体上方安装有控制箱，所述触控屏安装在控制箱上，所述车体及控制箱内部均安装有电磁阻尼机构，两个所述踏板安装在位于车体内部的电磁阻尼机构两端，两个所述臂托安装在位于控制箱内部的电磁阻尼机构两端，所述臂托上活动安装有把手，所述把手内部安装有压电弹簧，所述压电弹簧及电磁阻尼机构均与控制箱内部的控制系统电连接。

3、所述电磁阻尼机构包括套筒、转动安装在套筒中心位置的内轴，所述套筒两端安装有支架，所述支架安装在车体和控制箱内部，套筒内部周向安装有若干励磁线圈，所述内轴上周向安装有若干永磁体，所述励磁线圈与控制系统电连接，所述内轴两端伸出套筒并与踏板及臂托连接。训练者坐在轮椅上进行训练时，可以通过挂钩对轮椅进行固定，使训练者与上下肢康复踏车之间的距离保持在一定范围。康复训练下肢时，双手握住把手，双脚踩在踏板上，通过脚踩踏板进行康复训练，踏板通过对接轴带动内轴旋转，进而使内轴带动永磁体在套筒内转动；康复训练上肢时，上臂放置在臂托上，双手握住把手，通过转动臂托，使臂托通过对接轴带动内轴旋转，进而使内轴带动永磁体在套筒内转动；在内轴转动过程中，控制系统对所有励磁线圈通入同向电流，通过所有励磁线圈产生的磁场对内轴上的永磁体进行吸引，增加内轴旋转时的阻力或者使相邻两个励磁线圈之间通入的电流方向相反，通过励磁线圈产生的磁场对内轴上的永磁体进行吸引或排斥，减少内轴旋转时的阻力，并为内轴的旋转提供一定的转动助力，进而达到对训练者康复训练的目的。

4、所述内轴上对称安装有两组磁环，每组所述磁环的中间位置安装有线圈，所述线圈的外侧安装有外筒，所述外筒通过支架安装在车体及控制箱内部，所述线圈与控制系统电连接。内轴在旋转时会带动磁环旋转，线圈通过外筒固定在车体及控制箱内，线圈的位置固定，当磁环旋转时，线圈不断切割磁感线并产生实际感应电流且为正整数，内轴旋转越快，线圈产生的实际感应电流越大，反馈系统根据设定的时间间隔定期收集实际感应电流并形成实际感应电流集合ai，反馈系统对相邻两个时间点的实际感应电流和进行实时计算并得出环比感应电流以及对实际感应电流和标准感应电流i'g的大小进行实时计算并得出校正感应电流通过校正感应电流判断是否调整内轴的旋转阻力，校正感应电流越大表明内轴的转速越快，内轴的转速过快，表明内轴旋转时受到的阻力不够，训练者得不到有效的康复训练，校正感应电流越小表明内轴的转速越慢，内轴转速过慢，表明训练者的肢体力量不够或受到的阻力大，需要得到一定的助力或减小阻力。当受到的阻力不够时，控制系统使所有励磁线圈通入的同向电流变大，使励磁线圈对永磁体的引力增大，使内轴的转速变慢，反之，减小通入励磁线圈的同向电流，使励磁线圈对永磁体的引力减小，使内轴的转速提升；当肢体力量不够时，控制系统使相邻两个励磁线圈之间通入的电流方向相反，利用励磁线圈对永磁体的吸引和排斥，使励磁线圈带动内轴旋转，进而训练者的康复训练提供助力。通过对内轴转速的控制，使得训练者在康复训练时可以得到有效的训练，避免训练者过度训练。

5、所述内轴的两端周向设置有若干齿槽，位于控制箱内部的电磁阻尼机构还包括对接机构，所述对接机构对称安装在控制箱内壁上，所述内轴与对接机构啮合传动或分离；

6、所述对接机构包括对接轴、安装在控制箱内部的卡板，所述对接轴一端穿出控制箱并与臂托连接，所述卡板内部安装有外环，所述外环的内侧设置有若干齿槽，所述内轴设置有齿槽的一端位于外环内侧，所述对接轴一端靠近内轴并安装有衔接环，所述衔接环上以径向阵列的方式设置有若干滑槽，所述滑槽内安装有滑块，所述滑块的两端分别安装有弹簧及液压囊，所述滑块一侧安装有齿条，所述齿条的两端均设置有齿牙，所述对接轴中心位置设置有总流道，所述液压囊通过支流道与总流道连通，液压囊为可伸展和收缩的波纹管结构；

7、所述把手包括与臂托连接的底座以及安装在底座上的端盖，所述底座内部设置有空腔，空腔下端设置有通孔，通孔通过软管与总流道连通，所述端盖内部设置有导流腔，导流腔与空腔连通，所述端盖与底座之间设置有波纹管结构的胶套，所述导流腔通过通槽与胶套内部空间连通，所述空腔内滑动安装有滑芯，所述胶套与底座之间、导流腔内部、空腔内部、总流道和支流道内部以及液压囊内部均设置有液压油；

8、当液压囊受液压油的挤压而伸展时，相邻两个齿条中的其中一个齿条通过齿牙及齿槽实现与内轴的啮合，另一个齿条通过齿牙抵在内轴外壁上。当训练者做康复训练时，双手握住把手，并对把手施加一定的压力，使得胶套内侧的液压油经过通槽进入到导流腔内，导流腔内多出的液压油对空腔中的滑芯进行推动，使得空腔内的液压油进入到总流道、支流道，最终进入液压囊内，液压囊受到液压油的挤压而伸展，进而推动滑块在滑槽内滑动，此时弹簧被压缩，滑块带动齿条往内轴的方向移动，相邻两个齿条中的其中一个齿条通过齿牙及齿槽实现与内轴的啮合，另一个齿条通过齿牙抵在内轴外壁上，通过齿条、齿槽的设置，内轴通过衔接环实现与对接轴的连接。对接轴与内轴啮合传动后，通过臂托及把手转动对接轴时，内轴即可在对接轴的带动下旋转，进而实现康复训练。当把手未被握住时，液压油分布在胶套与底座之间、导流腔内部、空腔内部、总流道和支流道内部以及液压囊内部，此时液压囊处于收缩状态，滑块在弹簧的支撑下远离内轴，齿条在滑块的带动下与外环中的齿槽啮合，此时对接轴与内轴处于分离状态，在齿条与外环的配合下，对接轴则被衔接环限制位置，处于无法转动的状态。训练一个上肢时，则握住相应的把手，另一个未被握住的把手则保持在原地不动，不会随着内轴的转动而运动。当训练结束后，松开把手，液压囊在自身弹性下进行收缩复原，同时滑块也在弹簧的支撑下复位，进而使液压囊中的液压油返回到胶套与底座之间，滑块也带动齿条与内轴分离并再次与外环啮合。

9、所述压电弹簧位于滑芯与通孔之间；

10、所述臂托下方设置有安装座，所述安装座的下方通过螺栓活动安装有开设滑槽的连板，所述把手安装在连板上，所述安装座的一侧安装有连轴，所述连轴安装有连杆，所述对接轴与连杆的一端连接。螺栓穿过连板的滑槽并将连板固定在安装座上，需要调整把手的位置时，将螺栓拧松，通过调整连板的位置，实现对把手位置的调整，调整完毕后，再次拧紧螺栓。当把手被握住时，滑芯往通孔的方向移动，此时压电弹簧55被逐渐压缩并产生相应的实际压电电流且为正整数，反馈系统对压电弹簧55产生的实际压电电流进行检测，当检测到压电弹簧有电流产生时，则证明训练者已握住把手；在训练过程中，反馈系统根据设定的时间间隔定期收集实际压电电流并形成实际压电电流集合bi，反馈系统对相邻两个时间点的实际压电电流和进行实时计算并得出环比压电电流以及对实际压电电流和标准压电电流i'w的大小进行实时计算并得出校正压电电流通过环比压电电流判断训练者是否在加大训练肢体的力量，通过校正压电电流判断训练者康复训练时受到的阻力，若是检测到压电弹簧产生的环比压电电流越来越大，则表明训练者在训练过程中正在加大肢体力量，此时结合反馈系统将对线圈产生的实际感应电流的分析，计算出是需要增大阻力或减小阻力或提供助力。

11、除车体中的电磁阻尼机构不包括对接机构外，车体中的电磁阻尼机构与控制箱中的电磁阻尼机构相同；

12、所述踏板上通过支杆安装有腿箍，腿箍用于固定下肢。

13、所述控制系统包括反馈系统，所述反馈系统与压电弹簧、线圈电连接，当磁环旋转时，线圈切割磁感线并产生实际感应电流且为正整数，压电弹簧被逐渐压缩并产生相应的实际压电电流且为正整数；

14、在训练过程中，

15、反馈系统根据设定的时间间隔定期收集实际感应电流并形成实际感应电流集合反馈系统对相邻两个时间点的实际感应电流和进行实时计算并得出环比感应电流计算公式如下：

16、以及对实际感应电流和标准感应电流i'g的大小进行实时计算并得出校正感应电流计算公式如下：

17、通过环比感应电流判断内轴的旋转是加速还是降速，通过校正感应电流判断是否调整内轴的旋转阻力；

18、反馈系统根据设定的时间间隔定期收集实际压电电流并形成实际压电电流集合反馈系统对相邻两个时间点的实际压电电流和进行实时计算并得出环比压电电流计算公式如下：

19、以及对实际压电电流和标准压电电流i'w的大小进行实时计算并得出校正压电电流

20、通过环比压电电流判断训练者是否在加大训练肢体的力量，通过校正压电电流判断训练者康复训练时受到的阻力，

21、反馈系统结合将对线圈产生的实际感应电流的分析，计算出是需要增大阻力或减小阻力或提供助力。

22、时，

23、当且时，表明训练者康复训练时的阻力不足，反馈系统向控制系统发出需要增大阻力信号，控制系统使所有励磁线圈通入的同向电流变大，使励磁线圈对永磁体的引力增大，使内轴旋转时受到的阻力增大，

24、当且时，表明训练者肢体力量不足，反馈系统向控制系统发出需要提供助力信号，控制系统使相邻两个励磁线圈之间通入的电流方向相反，利用励磁线圈对永磁体的吸引和排斥，使励磁线圈带动内轴旋转，进而为训练者的康复训练提供助力，

25、当且时，表明训练者康复训练时的阻力过大，反馈系统向控制系统发出需要减小阻力信号，控制系统减小通入励磁线圈的同向电流，使励磁线圈对永磁体的引力减小，使内轴旋转时的阻力减小，

26、当且时，表明训练者正在进行有效的康复训练，反馈系统不向控制系统发出信号。

27、时，反馈系统向控制系统发出训练者停止训练的信号，控制系统停止踏车运行。

28、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

29、训练者康复训练过程中，受到的阻力不够时，控制系统使所有励磁线圈通入的同向电流变大，使励磁线圈对永磁体的引力增大，使内轴的转速变慢，反之，减小通入励磁线圈的同向电流，使励磁线圈对永磁体的引力减小，使内轴的转速提升；当肢体力量不够时，控制系统使相邻两个励磁线圈之间通入的电流方向相反，利用励磁线圈对永磁体的吸引和排斥，使励磁线圈带动内轴旋转，进而训练者的康复训练提供助力。通过对内轴转速的控制，使得训练者在康复训练时可以得到有效的训练，避免训练者过度训练。

30、触控屏及电磁阻尼机构均与控制箱内部控制系统电性连接，通过操作触控屏可以对电磁阻尼机构产生的阻尼大小进行调整，除通过触控屏对阻尼大小进行调控外，电磁阻尼机构也会根据训练者施加到把手上的力，自动调整产生的阻尼大小，实现训练者康复训练过程中的自动调控。