Тренажерный комплекс

Полезная модель относится к медицине и предназначена для комплексной последовательной реабилитации пациентов с параличами после черепно-мозговых травм, травм позвоночника, инсультов или заболеваний, в том числе у пациентов с ДЦП. Главным назначением данного комплекса является восстановление функций опорно-двигательного аппарата пациента при вертикальном его положении.
Известен тренажерный комплекс, применяемый для восстановления функций опорно-двигательного аппарата пациента при вертикальном его положении, содержащий раму, установленную на колесных опорах, средства фиксации пациента, привод для ног пациента, выполненный в виде платформ для стоп, по меньшей мере одна из осей колесных опор выполнена в виде кривошипа и кинематически связана с упомянутым приводом для ног, платформы для стоп пациента закреплены на раме посредством регулируемых по длине консолей и связаны с выступами упомянутого кривошипа посредством регулируемых по длине планок, а средства фиксации пациента содержат по меньше мере одно средство, выбранное из группы, содержащей крепления для стоп, коленоупоры, фиксатор таза, фиксатор пояса, фиксатор грудного отдела, отличающийся тем, что на раме смонтирована по крайней мере одна вертикально ориентированная стойка, к которой разъемно присоединены съемные коленоупоры, установленные на стойке с возможностью регулирования их положения по высоте, ширине и по длине, и к которой присоединены платформы для стоподержателей, выполненные регулируемыми по ширине, и с возможностью возвратного перемещения в горизонтальном направлении, фиксатор таза связан с вертикально ориентированной стойкой и представляет собой фиксирующий ремень из плотного материала с липучками Велкро на свободных концах, присоединенный к упору на этой стойке, размещенному с возможностью регулирования его ее положения по высоте на этой стойке (RU 130500, А61Н 3/00, опубл. 27.07.2013 г.).
Недостаток данного тренажерного комплекса заключается в сложности конструкции, отсутствие мягкой защитной панели, опираясь на которую пациент может отдохнуть, отсутствие неподвижных упоров для рук, регулируемых по высоте и в продольном направлении, отсутствие подвижных рычагов для рук, сложность конструкции синхронизатора шага, выполненного из 2-х роликов на телескопической опорной планке и соединенной с подвижными консолями за счет веревки, что делает конструкцию громоздкой, снижает надежность при эксплуатации (веревка растягивается, слетает с роликов, рвется) и сложность в изготовлении), а наличие кривошипа, связанного кинематической связью с колесными опорами и подвижными консолями, затрудняет эксплуатацию тренажера в стационарном режиме пользования тренажером.
Кроме того, кривошипный механизм относится к категории механизмов, используемых для преобразования одного вида движения в другой. Например, в известном решении он предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения стоек во вращательное движение колес, на которых смонтирован тренажерный комплекс. Колеса контактируют с опорной поверхностью и имеют с ней сцепление. Нагруженные весом комплекса, колеса обладают в стационарном состоянии массой покоя, сдвинуть которую с места можно приложив к ним соответствующий вращательный момент, который будет равен или немного больше силы сцепления колес с опорной поверхностью. При этом особенностью кривошипного механизма является наличие мертвых точек, для перехода через которые необходимо наличие инерционного момента, который появляется, когда колеса начинают вращаться с некоторой окружной скоростью.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности за счет упрощения конструкции и исключения нарушения кинематических связей и узлов сопротивления движениям пациента при восстановления функций опорно-двигательного аппарата пациента при вертикальном его положении.
Указанный технический результат достигается тем, что в тренажерном комплексе, применяемом для восстановления функций опорно-двигательного аппарата пациента при вертикальном его положении, содержащем раму, средства фиксации пациента содержат крепления для стоп, коленоупоры, фиксатор таза, фиксатор грудного отдела, на раме смонтированы две вертикально ориентированные стойки, к которым разъемно присоединены съемные коленоупоры, установленные на каждой стойке с возможностью регулирования их положения по высоте стойки к которым присоединены платформы для стоподержателей, и с возможностью возвратного перемещения в горизонтальном направлении, фиксатор таза и фиксатор грудного отдела связаны с рамой и представляют собой каждый площадку с фиксирующим ремнем из плотного материала, рама выполнена стационарной и содержит опорную часть, устанавливаемую на опорной поверхности и выполненную из двух параллельно разнесенных относительно друг друга горизонтальных балок, связанных между собой поперечиной, в направлении вверх от каждой горизонтальной балки отходит силовая пространственная конструкция из сваренных профилей, образующая боковину, в которой имеется силовая вертикально ориентированная балка, боковины организованы из силовой вертикально ориентированной балки и дугообразно изогнутого стержневого элемента, отходящего от этой балки в вертикальной плоскости горизонтальной балки и соединенного с этой горизонтальной балкой, где на участке соединения с вертикальной балкой этот элемент протянут горизонтально, образуя поручень для рук пациента, при этом боковины связаны между собой опорной площадкой, выполненной с возможностью регулировки ее высоты по отношению к боковинам и являющаяся опорой для рук, указанные стойки смонтированы с возможностью качания относительно верхней точки их крепления на раме в параллельных направлениях, поперек направлению качания указанных стоек на раме вращательно смонтирована ось с двумя кривошипами в противофазе, каждый из которых связан шарнирно с одной из указанных стоек для имитации ходьбы и синхронизации движения этих стоек и регулирования длины шага, а указанная опорная площадка, связывающая боковины и выполняющая функцию подлокотников расположена на раме выше точек шарнирного крепления указанных стоек для их качания, выполнена дугообразной в плане и горизонтально расположенной с мягким покрытием, на раме закреплены регулируемые по смещению в двух направлениях упоры для рук пациента, подушка под опорной площадкой для фиксации ремнем таза пациента, а к опорной площадке прикреплена подушка для фиксации ремнем грудного отдела пациента.
Кроме того, этот тренажерный комплекс может дополнительно включать ручной привод принудительного перемещения стоп, который включает в себя два регулируемых подлине рычага, несущих на одном конце рукоятки для рук пациента и которые шарнирно связаны в центральной части с верхней частью рамы для обеспечения качания этих рычагов в направлениях, совпадающих с направлениями качания стоек, несущих платформы для стоподержателей, а другие концы этих рычагов через тяги шарнирно связаны с узлами крепления на стойках на уровне выше уровня расположения платформ для стоподержателей.
Съемные коленоупоры, установленные на каждой стойке могут быть выполнены с возможностью регулирования их положения в продольном направлении, по ширине, а также по высоте стоек.
Опорная площадка, выполняющая функцию подлокотников может быть выполнена регулируемой по высоте.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - общий вид тренажера, вид сбоку;
фиг. 2 - вид сверху на расположение стоек на раме и на ось с кривошипами;
фиг. 3 - вид спереди;
фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, вид сбоку;
фиг. 5 - пример исполнения тренажера с ручным приводом.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция универсального тренажерного комплекса, применяемого для восстановления функций опорно-двигательного аппарата пациента при вертикальном его положении.
Тренажерный комплекс, созданный для восстановления функций опорно-двигательного аппарата пациента при вертикальном его положении, содержащий раму, выполненную из металлического профиля. Рама содержит опорную часть, устанавливаемую на опорной поверхности и выполненную из двух параллельно разнесенных относительно друг друга горизонтальных балок 1, связанных между собой поперечиной/нами 2. В направлении вверх от каждой горизонтальной балки отходит силовая пространственная конструкция из сваренных профилей, образующая боковину, в которой имеется силовая вертикально ориентированная балка 3. Таким образом, рама тренажерного комплекса имеет открытую сверху конструкцию. Особенностью такой рамы является то, что она стационарна на опорной поверхности и не имеет возможности смещения и перемещения по этой поверхности от манипуляций пациента.
Боковины организованы из силовой вертикально ориентированной балки 3 и дугообразно изогнутого стержневого элемента 4, отходящего от этой балки в вертикальной плоскости горизонтальной балки 1 и соединенного с этой горизонтальной балкой. На участке соединения с вертикальной балкой 3 этот элемент протянут горизонтально, образуя поручень 5 для рук пациента, а затем этот элемент опускается вниз до соединения с горизонтальной балкой 1.
На раме смонтированы две вертикально ориентированные стойки 6, к которым разъемно присоединены съемные коленоупоры 7, установленные на каждой стойке с возможностью регулирования их положения по высоте стойки 6, и к которой присоединены платформы 8 для стоподержателей, приваренные Г-образно к стойке 6 неподвижно. На платформах для стоподержателей крепятся стоподержателей с возможностью их регулировки от стойки 6 к центру, то есть - по ширине. Стойки смонтированы с возможностью возвратного перемещения в горизонтальном направлении. Для этого указанные стойки смонтированы на осях с возможностью качания в параллельных направлениях относительно верхней точки 9 их крепления на раме.
Поперек направления качания указанных стоек на раме вращательно (концы установлены в подшипниковых узлах на боковинах рамы) смонтирована ось 10 с двумя кривошипами 11, каждый из которых (кривошип) связан шарнирно тягой 12 с каждой (одной) из указанных стоек 6. Это позволяет получить синхронизацию движения этих стоек и регулирование длины шага. Кривошипы расположены в противофазе (смещены на 180° относительно друг друга), что позволяет при перемещении одной стойки вперед обеспечить перемещение другой стойки в противоположном направлении. Любое колебательное движение в теле, даже отклонение головы в сторону приводит к колебанию всего тела пациента. И это колебание передается на платформу для стопоупоров и вызывает движение стоек, согласно осям качания стоек и передается на кривошип.
Ось 10 с кривошипами 11 расположена выше уровня размещения коленоупоров 7 и ниже расположения осей качания стоек. При таком расположении оси с кривошипами любые даже незначительные колебания тела и перемещения стоподержателей приводят к вращению оси 10 с кривошипами. В связи с этим ось с кривошипами, по сути, представляет собой синхронизатор шага, то есть одновременное движение ногами в разных направлениях. Рассмотренное представляет собой привод для ног пациента.
С учетом этих особенностей течения болезни тренажерный комплекс предусматривает средства крепления пациента в вертикальном положении.
В нижней части качающихся стоек установлены платформы 8 для стоподержателей, выполненные с возможностью регулировки их положения по высоте стоек и по длине и ширине самой стопы. Понятно, что закрепление стопы в стоподержателе подразумевает собой плотной охват средствами платформы и стоподержателя стопы пациента для исключения неправильного положения суставов и смещения стопы по платформе.
Выше полатформы со стоподержателем на качающихся стойках 6 размещены съемные коленоупоры 7, которые могут отсоединяться от стоек 6 и имеют регулировку положения их по длине стоек, а также регулироваться по ширине и в продольном направлении. Укрепление зоны колена пациента проводится для большей привязки ноги к стойке и исключения смещения колена поперек стойки для нормализации оптимального положения стопы на платформе стоподержателя. Коленоупоры используются для тех случаев, когда пациент не может держать ногу в вертикально положение длительное время и под собственным весом.
На раме выше точек шарнирного крепления указанных стоек 6 для их качания закреплена дугообразная в плане и горизонтально расположенная с мягким покрытием опорная площадка 13, выполняющая функцию подлокотников. Эта площадка используется в качестве ложемента для размещения корпуса пациента в пространстве между ветвями площадки и для опирания на нее локтей этого пациента. Кроме того, опорная площадка является силовым элементом, связывающим боковины рамы между собой. Опорная площадка выполнена с возможностью регулировки ее высоты по отношению к боковинам.
Под площадкой 13 поперек рамы закреплена площадка подушка 14, выполняющая функцию опоры для таза пациента. К подушке прикреплен фиксирующий ремень 15 из плотного материала с липучками Велкро на свободных концах. При расположении пациента между ветвями опорной площадки таз пациента прижимают к площадке подушке 14 и фиксируют это положение ремнем 15.
Фиксатор грудного отдела, прикрепляемый к опорной площадке 13, представляет собой поперечно раме расположенную площадку подушку 16 (упор), размещенную над опорной площадкой 13 и снабженную фиксирующим ремнем 17 из плотного материала с липучками Велкро на свободных концах. Площадка подушка 16 для грудного отдела так же регулируется по высоте своего положения по отношению к опорной площадке.
За опорной площадкой перед пациентом (со стороны его лица) расположены два рычага 18, несущих рукоятки 19 для рук пациента. Эти рычаги смонтированы по отношению к раме с возможностью удаления от пациента или приближения к нему (по направляющим, например, выполненным в виде одной трубы, перемещающейся в полости другой трубы, имеющей средства фиксации труб между собой) в горизонтальном направлении и с возможностью регулирования положения в вертикальном направлении. При расположении корпуса пациента в пространстве между ветвями опорной площадки пациент имеет возможность ухватиться за упоры для рук и помогать себе при движении ног.
Рассмотренный пример конструктивного исполнения тренажерного комплекса показывает, как пациент с заболеванием опорно-двигательного аппарата. Может воспроизводить скоординированные самостоятельные движения за счет возможных незначительных колебаний собственного тела, в любых направлениях. Однако, при ДЦП и инсультах и других видах спастических параличей особенно в начальные периоды реабилитации. Если пациент обладает некоторой способностью использовать энергию мышц рук, то эту энергию можно использовать для того, чтобы заставить ноги двигаться в принудительном порядке с нужной амплитудой.
Для этого тренажерный комплекс может быть дополнен ручным приводом. Этот привод включает в себя два регулируемых по длине рычага 20, несущих на одном конце рукоятки 21 для рук пациента и которые шарнирно (поз. 22) связаны в центральной части с верхней частью рамы для обеспечения качания этих рычагов в направлениях, совпадающих с направлениями качания стоек 6, несущих платформы 8 для стоподержателей, а другие концы этих рычагов 20 через тяги 22 шарнирно связаны с узлами крепления 23 (имеют возможность регулировки положения по длине стойки 6) на стойках на уровне выше уровня расположения платформ 8 для стоподержателей.
При использовании этого ручного привода пациент начинает качать рычаги 20, от которых движение передается качающимся стойкам 6. Далее процесс движения повторяется как в ранее рассмотренном примере исполнения.
Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена с применением технологий, обычно используемых при создании тренажеров общего и медицинского назначения. Полезная модель позволяет повысить эффективность за счет упрощения конструкции и исключения нарушения кинематических связей и узлов сопротивления движениям пациента при восстановления функций опорно-двигательного аппарата пациента при вертикальном его положении. Это достигается изменением конструкции синхронизатора шага путем перемещения оси с кривошипами выше коленоупоров и соединение их кинематической связью с подвижными консолями, созданием неподвижных упоров для рук, регулируемых по высоте и в продольном направлении, созданием возможности присоединения подвижных рычагов для рук путем соединения их шарнирной связью с неподвижными рычагами для рук или рамой и кинематической связью с подвижными консолями для ног. Кроме того, тренажерный комплекс обладает признаками, обеспечивающими комфортность для пациента: стопоупоры, регулируемые в продольном направлении и по ширине, создана защитная панель, регулируемая по высоте и выполняющая функцию мягких подлокотников.