Тренажер для обучения навыкам ходьбы

Полезная модель относится к области медицины, а именно к физиотерапии, и может быть использована, например, для обучения ходьбе и/или реабилитации пациентов с диагнозом детского церебрального паралича, восстановления двигательных функций ходьбы пациентов после операций, инсульта и других заболеваний.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является тренажер для обучения навыкам ходьбы, содержащий раму с установленными на ней опорными пластинами, выполненными с возможностью совершения возвратно-поступательных движений и связанными с маятниковым механизмом, взаимодействующим с кривошипом, при этом кривошип установлен на валу червячного редуктора, оснащенного электрическим приводом и имеющего возможность плавной регулировки момента вращения, а на раме тренажера закреплены поручни и установлена подвесная система с возможностью регулировки нагрузки на тело пациента. [RU 178833, А63В 23/00, опубл. 19.04.2018 г].
Недостатком данного тренажера является сложность компоновки, ненадежность конструкции, большое количество взаимодействующих друг с другом деталей, большие габариты и вес тренажера, сложность в применении тренажера для маленьких пациентов.
Техническими проблемами предлагаемой полезной модели являются создание надежной, мобильной конструкции тренажера для обучения навыкам ходьбы, обеспечивающего принудительное, естественное кинематически синхронное движения для обучения ходьбе, расширение арсенала средств указанного назначения.
Техническими результатами предлагаемого решения являются предотвращение заклинивания и обеспечение плавности хода возвратно-поступательных движений опорных пластин, уменьшение геометрических размеров тренажера, реализация указанного назначения.
Указанные технические результаты достигаются тем, что в тренажере для обучения навыкам ходьбы, содержащем раму с установленными на ней опорными пластинами, выполненными с возможностью совершения возвратно-поступательных движений, при этом кривошип установлен на валу червячного редуктора, оснащенного электрическим приводом и имеющего возможность плавной регулировки момента вращения, а на раме тренажера закреплены поручни и установлена подвесная система с возможностью регулировки нагрузки на тело пациента, согласно предлагаемой полезной модели, червячный редуктор имеет выход приводного вала с каждой из сторон относительно корпуса червячного редуктора, при этом кривошипы установлены с каждой из сторон выхода приводного вала симметрично относительно оси приводного вала и имеют подвижное соединение с толкателями опорных пластин для совершения возвратно-поступательных движений опорных пластин. Рама тренажера может быть оснащена устройством поддержки спины, выполненным с возможностью регулировки в вертикальной и горизонтальной плоскости. Рама тренажера может быть оснащена роликами для возможности передвижения тренажера.
За счет применения в конструкции заявленного тренажера кривошипов, установленных с каждой из сторон выхода приводного вала червячного редуктора симметрично относительно оси приводного вала и обеспечения их подвижного соединения с толкателями опорных пластин, обеспечиваются заявленные технические результаты:
- предотвращение заклинивания;
- плавность хода возвратно-поступательных движений опорных пластин;
- уменьшение геометрических размеров тренажера (за счет улучшенной кинематической схемы компоновки деталей приводов, а именно: исключения маятникового механизма с опорой на подшипнике, расположенной между опорными пластинами, использованного у аналога);
- принудительное, естественное кинематически синхронное движение, имитирующее ходьбу человека (за счет кривошипов, установленных с каждой из сторон приводного вала и прямого привода каждой опорной пластины отдельным толкателем, и преобразует вращательное движение приводного вала в возвратно-поступательное движение опорных пластин).
Тренажер для обучения навыкам ходьбы иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - общий вид фиг. 2 - схематичное устройство работы, фиг. 3 - общий вид со столиком, фиг. 4 - устройство поддержки спины.
Тренажер для обучения навыкам ходьбы содержит раму 1 (фиг. 1, 3) с установленными на ней опорными пластинами 2. Опорные пластины 2 установлены на роликах 3 (фиг. 2) и выполнены с возможностью совершения возвратно-поступательных движений. Кинематическая схема тренажера для обучения навыкам ходьбы имеет червячный редуктор 4 с электрическим двигателем 5, имеющий плавную регулировку вращения. На приводном валу 6 с каждой из сторон относительно корпуса червячного редуктора 4, установлены кривошипы 7, при этом кривошипы 7 установлены с каждой из сторон выхода приводного вала 6 симметрично относительно оси приводного вала 6 и имеют подвижное соединение 8 с толкателями 9 опорных пластин 2 для совершения возвратно-поступательных движений опорных пластин 2. На раме 1 (фиг. 1, 3, 4) установлено устройство для поддержки спины 10 имеющее возможность регулировки изменения положения 11 в вертикальной и горизонтальной плоскости. Рама 1 (фиг. 1) оснащена роликами 12 для возможности обеспечения передвижения тренажера. Для поддержания пациента в вертикальном положении рама 1 имеет закрепленные поручни 13 с регулировкой по высоте (на фигуре не показано) и установленную подвесную систему 14. Подвесная система 14 установлена на раме 1 и состоит из рамы подвесной системы 15, подвеса 16 и ремней на (фигуре не показано) с возможностью регулировки нагрузки на тело пациента для удобства пациента на поручни 13 может быть установлен столик 17 (фиг. 3).
Заявленное устройство работает следующим образом: предварительно осматривают пациента и выявляют все особенности его диагноза, после чего начинают тренировать его на тренажере для обучения навыкам ходьбы. Для этого на пациента надевают ремни подвесной системы, выполненные в виде корсета из нерастяжимых лент, охватывающих грудную клетку, бедра и ягодицы пациента, после чего подвес 16 с пациентом приподнимают над опорными пластинами 2 для вертикализации. Ступни пациента устанавливают на опорные пластины 2. Затем путем подъема-опускания подвеса 16 регулируют весовую нагрузку на ноги пациента и приводят в движение тренажер для обучения навыкам ходьбы. Закрепленный вертикально, пациент в подвесной системе 14, поддерживаясь за закрепленные поручни 13, и при необходимости опирающийся на устройство поддержки спины 10, встает на опорные пластины 2 тренажера, где начинается принудительное поочередное маятниковое движение левой и правой ноги, реализуя локомоторный акт, приводя к принудительным, почти естественным кинематически синхронным движениям ходьбы всех частей тела. Вследствие принудительной ходьбы тренажер для обучения навыкам ходьбы нагружает мускулатуру пациента, способствует резкому усилению и нормализации афферентного притока опорно-двигательного аппарата, что, в свою очередь, приводит к активизации спинальных и центральных структур мозга, ответственных за контроль над моторными актами и стимулирующих отстающие в развитии функциональные системы, что способствует улучшению функционального состояния и позволяет увеличить силу мышц. У пациента вырабатывается правильный стереотип ходьбы, сопровождающийся снижением энергозатрат, симметризацией структуры локомоции. Тренажер позволяет обеспечить принудительные движения и подбор оптимальных для каждого пациента индивидуальных структур и функциональных параметров системы. Использование подвесной системы 14 регулирует степень разгрузки (поддержки) массы тела: от незначительной поддержки (5% массы тела) до полной разгрузки. По разработанной методике пациент выполняет локомоторные движения, в том числе, с поддержкой руками за поручни 13. Скорость маятникового передвижения пластин 2 регулируется за счет изменения вращения вала электрического двигателя 5 имеющего возможность плавной регулировки момента вращения. Автором разработан опытный образец заявляемого устройства, имеющий уменьшенные геометрические размеры, где высота поручней, ширина опорных пластин, длина опорных пластин, расстояние между опорными пластинами, соизмеримые с размерами ребенка от 2 до 6 лет, в том числе уменьшено расстояние между подвижными пластинами, относительно известной модели, что позволило закрепить ступни ближе друг к другу. Опорные пластины 2, совершающие возвратно-поступательные движения, с приводом от электродвигателя 5 имеют возможность плавной регулировки управления скоростью движения от 100 (метров/час) до 1000 (метров/час). Благодаря расширенным функциональным возможностям устройства у пациентов происходили улучшения гемодинамики и нормализация тонуса мышц, стимуляция восстановления движений при параличах и парезах конечностей, восстановление (создание) схемы шаговых движений (навыка движений) при диагнозе детского церебрального паралича.