CN102525782A

CN102525782A - 腰部运动康复控制机构

Info

Publication number: CN102525782A
Application number: CN2012100110553A
Authority: CN
Inventors: 王克义; 张立勋; 王岚
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2012-01-14
Filing date: 2012-01-14
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明的目的在于提供腰部运动康复控制机构，包括支撑系统框架、电动机、减速机、支架、绳索、过轮、电动缸、弹簧、操作端，第一电动机安装在第一电动缸上，第二电机安装在第二电动缸上，两个电动缸的左端通过支架安装在支撑系统框架上，操作端连接两个电动缸的右端，减速机、过轮安装在支撑系统框架上，减速机上安装绞盘和第三电动机，绳索绕过绞盘、过轮连接操作端，绳索与操作端之间安装弹簧。本发明结构简单，功能强大，可单独用于受训练者腰部运动控制，也可与移动装置配合实现行走过程中的腰部控制。

Description

腰部运动康复控制机构

技术领域

本发明涉及的是一种康复训练装置。

背景技术

医学理论和实践已经证明，康复训练能够提高和恢复肢残训练者肢体运动功能，为此出现了众多康复训练装置，一般是通过主动驱动实现运动规律控制。为了实现腰部运动康复训练以及行走过程中平衡能力训练，提出一种腰部运动康复训练机构，用于控制腰部的4个自由度，即矢状轴、冠状轴、垂直轴的移动和垂直轴的转动，且垂直轴移动具有柔顺性，同时该机构还具有被动冠状轴转动，在满足腰部运动自由度控制要求外，还得到了一定安全效果。

目前，国内外相关文献主要有以下几种：

哈尔滨工程大学硕士论文“助行训练机器人系统设计及步态控制实验研究”中提到一种腰部运动控制机构，用于控制步态运动中骨盆的运动，该机构沿垂直轴的移动采用滑轨约束，无绕冠状轴的被动转动。第九届康复机器人国际会议发表的加州大学的文章“一种助行机器人骨盆同步运动控制装置”中提到一种骨盆控制机构，通过并联气动缸调节控制实现5个自由度运动，该系统机构庞大、复杂。专利号为ZL200920086290.0的专利名称为“一种腰部助动康复器”的实用新型专利阐述了，通过主动偏心轮和被动偏心轮带动连杆运动，实现腰部康复训练，该系统功能单一。

发明内容

本发明的目的在于提供用于腰部运动康复训练和行走过程中平衡能力训练的腰部运动康复控制机构。

本发明的目的是这样实现的：

本发明腰部运动康复控制机构，其特征是：包括支撑系统框架、电动机、减速机、支架、绳索、过轮、电动缸、弹簧、操作端，第一电动机安装在第一电动缸上，第二电机安装在第二电动缸上，两个电动缸的左端通过支架安装在支撑系统框架上，操作端连接两个电动缸的右端，减速机、过轮安装在支撑系统框架上，减速机上安装绞盘和第三电动机，绳索绕过绞盘、过轮连接操作端，绳索与操作端之间安装弹簧。

本发明还可以包括：

1、所述的操作端处于水平状态时，绳索与水平面所成的角度小于或等于60度。

2、所述的电动缸通过球铰与操作端连接。

本发明的优势在于：本发明结构简单，功能强大，可单独用于受训练者腰部运动控制，也可与移动装置配合实现行走过程中的腰部控制。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～2，腰部运动康复控制机构由支撑系统框架1、串并混联刚性支链、柔性支链和操作端10组成。方管或型材构成的框架1起到支撑作用，其可以单独固定，也可以固定到移动装置上，用于实现站立时腰部运动康复训练和步态时平衡能力康复训练。串并混联刚性支链是电动缸15的一端通过铰链14连接到横杆18上，另一个电动缸12的一端通过铰链17连接到横杆18上，且由电动机5驱动转动，两套电动缸的另一端通过球铰16、11连接到控制腰部运动的操作端10上，横杆18再通过铰链13连接到系统支架6上，支架6与框架1固定连接；电动缸15、12的伸缩运动用于控制操作10端沿矢状轴移动和绕垂直轴转动，电动缸连接横杆的铰链17由电动机5驱动转动与电动缸15、12伸缩运动相配合用于控制操作端10沿冠状轴移动。柔性支链是固定在框架1上的电动机2通过减速机3驱动绞盘4带动的绳索7，该绳索7通过两个过轮8换向后连接到可换弹簧9的一端，弹簧9的另一端用绳索连接到操作端10上；绳索7的张紧牵引与横杆连接框架的铰链13配合用于控制操作端10沿垂直轴向上运动，电动缸15、12与操作端10的球铰连接16、11允许操作端10沿冠状轴转动，从而能够保证康复训练时受训练者的躯干处于直立状态，在绳索7松放时依靠训练者体重作用使操作端10沿垂直轴向下运动。刚性支链和柔性支链实现了操作端10与框架1的连接。操作端10通过捆绑装置与受训练者腰部连接。

工作初，应调节刚性支链水平时的高度尽量与训练者腰部高度相一致，并将训练者腰部通过捆绑装置与机构的操作端10相连。工作时，通过两个电动缸15、12伸缩运动、电动缸与横杆连接铰链17的旋转运动和绳索7收放运动的协调控制实现腰部运动控制，达到康复训练目的。

本发明的目的是这样实现的：由方管或型材构成支撑系统框架，串并混联刚性支链是两套电动缸的一端通过两个铰链连接到横杆上，其中一个铰链由电动机驱动转动，电动缸的另一端通过球铰连接到控制腰部运动的操作端上，横杆再通过铰链连接到系统框架上；柔性支链是固定在框架上的电动机驱动绞盘带动的绳索，该绳索通过两个过轮换向后连接到可换弹簧的一端，弹簧的另一端用绳索连接到操作端上。由此刚性支链和柔性支链实现了操作端与框架的连接。操作端通过捆绑装置与受训练者腰部连接。

本发明还有这样一些结构特征：

1、所述的刚性支链中两套电动缸连接到横杆上的两个铰链的方向均为沿垂直轴方向。

2、所述的刚性支链的横杆与框架连接的铰链的方向为沿冠状轴方向。

3、所述的绳索连接，在操作端处于水平状态时，绳索与水平面所成角度应小于60度。

4、所述的电动缸由电动机通过齿轮传动驱动丝杠螺母机构实现。

Claims

1.腰部运动康复控制机构，其特征是：包括支撑系统框架、电动机、减速机、支架、绳索、过轮、电动缸、弹簧、操作端，第一电动机安装在第一电动缸上，第二电机安装在第二电动缸上，两个电动缸的左端通过支架安装在支撑系统框架上，操作端连接两个电动缸的右端，减速机、过轮安装在支撑系统框架上，减速机上安装绞盘和第三电动机，绳索绕过绞盘、过轮连接操作端，绳索与操作端之间安装弹簧。

2.根据权利要求1所述的腰部运动康复控制机构，其特征是：所述的操作端处于水平状态时，绳索与水平面所成的角度小于或等于60度。

3.根据权利要求1或2所述的腰部运动康复控制机构，其特征是：所述的电动缸通过球铰与操作端连接。