CN102961231B - 步态训练康复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一套全面的步态训练康复系统，步态康复训练机器人包括机械腿包括髋部杆(23)、大腿股(24)、小腿股(25)、小腿股外套(26)和直线传动单元(20)，其特征在于：髋部杆(23)与大腿股(24)通过活动轴承铰接成髋关节，大腿股(24)与小腿股(25)通过活动轴承铰接成膝关节，第一个直线传动单元(20)的后端与髋部杆(23)下侧面铰接，第一个直线传动单元的活动端与大腿股(24)铰接，通过第一个直线传动单元的伸缩驱动，便构成了髋关节活动；大腿股(25)套上一个小腿股外套(26)，通过调节小腿股外套(26)的位置来调节大腿的长度，第二个直线传动单元的一端与大腿股外套(24)铰接，第二个直线传动单元的活动端与小腿股(24)铰接，通过第二个直线传动单元的伸缩驱动，便构成了膝关节活动。

Description

步态训练康复机器人

技术领域

带生物反馈、智能调整步伐下肢康复训练机器人是专门为下肢有行走障碍的患者恢复行走功能的设备。该系统的生物反馈能实时跟踪患者下肢训练过程中步伐的情况，并以数据、图形的形式显示出来。从过生物反馈的数据，计算机能做出自动调整、纠正患者的不正常步态。带生物反馈、智能调整步伐下肢康复训练机器人能根据患者步行的能力而自动的切换主动训练或被动训练。本发明属于康复医疗器械领域。

背景技术

随着老龄人口以及各种疾病导致的下肢运动障碍患者的增多，将康复医学与机器人学结合起来的康复机器人技术正逐渐成为国内外研究的热点。目前投入临床使用的医疗用康复机器人种类并不多，而在实际推广中成功的少之又少，而且在机构设计、模块化设计、计算机控制等方面并不成熟。

发明内容

本发明的目的是提供一套全面的下肢综合训练系统，能够帮助脑卒中以及脊椎损伤等患者进行康复训练，并提出如何有效的将患者的训练强度、效果反馈给患者知道，大大提高患者的康复信心和兴趣。为了患者在治疗过程中能达到最佳康复训练效果，该系统加入了根据患者的步行能力自动切换主动、被动训练。生物反馈功能作为一种最有效、最直观的显示出患者的训练情况。本发明能根据不同患者的情况自动的计算出一个最佳行走步态来适应患者的步行能力。

附图说明

附图1为实用新型总体结构图

附图2为减重局部图

附图3为机器腿局部图

附图4为驱动器局部图

具体实施方式

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案。本发明的带生物反馈、智能调整步伐下肢康复训练机器人包括气动减重系统、下肢训练装置和微型计算机控制系统。

气动减重系统：包括机架1、气压开关2、气压调节阀3、气压表4、气缸5、滑轮组6、绑带7、缆绳8、压缩机9、PVC软管10、扶手11、固定支架12、跑台13。

气缸5安装在机架的一侧内固定好，气缸5的伸缩端连接上缆绳8，缆绳8经过滑轮组6转移到机架1的顶端的孔出来再连接绑带7；扶手11安装在跑台13上，机架1固定在固定支架12上；气压开关2、气压调节阀3、和气压表4安装在机架一侧外面；压缩机9的气压出气口通过PVC软管10与气压开关2接通，气压开关2与气压调节阀3相接通，气压调节阀3与气压表4相接通，气压表4与气缸5相接通，这样气压便能通过气压开关2到气压调节阀3，通过气压调节阀3来控制气压的大小，用气压表4显示出气缸的气压大小；跑台13放在固定支架中间。

下肢训练装置：包括机械腿24、屁股垫18和靠背垫17，可调宽度机械腿后座19，平行四边形连接杆21和气弹簧22，平行四边形连接杆21的两端与机械腿后座19通过活动轴承相接，气弹簧22的一端与平行四边形的连接杆21的上面那条连接杆铰接，气弹簧22的另一端与活动门16铰接，活动门16的一侧连接在固定柱15的其中一条上。

机械腿包括髋部杆23、大腿股24、小腿股25和直线传动单元20，髋部杆23与大腿股24通过活动轴承铰接成髋关节，大腿股24与小腿股25通过活动轴承铰接成膝关节，第一个直线传动单元20的后端与髋部杆23下侧面铰接，第一个直线传动单元的活动端与大腿股24铰接，通过第一个直线传动单元的伸缩驱动，便构成了髋关节活动；大腿股24套上一个大腿股外套26，通过调节大腿股外套26的位置来调节大腿的长度，第二个直线传动单元的一端与大腿股外套26铰接，第二个直线传动单元的活动端与小腿股25铰接，通过第二个直线传动单元的伸缩驱动，便构成了膝关节活动。

驱动器部分说明见附图4包括，伺服电机20_1、滚珠丝杆20_5、第一同步轮20_8、第二同步轮20_9、同步带20_7、第一轴承20_11、第二轴承20_12、钢筒20_2、前盖20_4、后盖20_3。先将铜套20_12、20_13套在滚珠丝杆的螺母上，再将第一轴承和第二轴承安装在铜套上，然后将其固定在钢筒20_2上，再盖上后盖，将伺服电机20_1固定在钢筒20_2上，第一同步轮20_8接在伺服电机20_1转子上固定，同步带20_7套在第一同步轮和第二同步轮上面再盖上前盖20_4；这样当伺服电机转动，通过同步带20_7带动同步轮20_9转动，从而使丝杆上的螺母旋转，这样丝杆便可以做直线运动。

Claims (2)

1.一种步态训练康复机器人，包括气动减重系统、下肢训练装置和微型计算机控制系统，其特征在于：气动减重系统包括机架(1)、气压开关(2)、气压调节阀(3)、气压表(4)、气缸(5)、滑轮组(6)、绑带(7)、缆绳(8)、压缩机(9)、PVC软管(10)、扶手(11)、固定支架(12)、跑台(13)；气缸(5)安装在机架的一侧内固定好，气缸(5)的伸缩端连接上缆绳(8)，缆绳(8)经过滑轮组(6)转移到机架(1)的顶端的孔出来再连接绑带(7)；扶手(11)安装在跑台(13)上，机架(1)固定在固定支架(12)上；气压开关(2)、气压调节阀(3)和气压表(4)安装在机架一侧外面；压缩机(9)的气压出气口通过PVC软管(10)与气压开关(2)接通，气压开关(2)与气压调节阀(3)相接通，气压调节阀(3)与气压表(4)相接通，气压表(4)与气缸(5)相接通；跑台(13)放在固定支架中间；下肢训练装置包括机械腿(24)、屁股垫(18)、靠背垫(17)、可调宽度机械腿后座(19)、平行四边形连接杆(21)、气弹簧(22)、活动门(16)和多条固定柱(15)，平行四边形连接杆(21)的两端与机械腿后座(19)通过活动轴承相接，气弹簧(22)的一端与平行四边形连接杆(21)中上面的那条连接杆铰接，气弹簧(22)的另一端与活动门(16)铰接，活动门(16)的一侧连接在固定柱(15)的其中一条上；机械腿包括髋部杆(23)、大腿股(24)、小腿股(25)、小腿股外套(26)和两个直线传动单元(20)，髋部杆(23)与大腿股(24)通过活动轴承铰接成髋关节，大腿股(24)与小腿股(25)通过活动轴承铰接成膝关节，第一个直线传动单元(20)的后端与髋部杆(23)下侧面铰接，第一个直线传动单元的活动端与大腿股(24)铰接，通过第一个直线传动单元的伸缩驱动，便构成了髋关节活动；大腿股(24)套上一个小腿股外套(26)，通过调节小腿股外套(26)的位置来调节机械腿中大腿部分的长度，第二个直线传动单元的一端与大腿股外套(24)铰接，第二个直线传动单元的活动端与小腿股(25)铰接，通过第二个直线传动单元的伸缩驱动，便构成了膝关节活动。

2.按照权利要求1所述的步态训练康复机器人，其特征在于：所述两个直线传动单元的驱动器均包括伺服电机(20_1)、滚珠丝杆(20_5)、第一同步轮(20_8)、第二同步轮(20_9)、同步带(20_7)、第一轴承(20_11)、第二轴承(20_12)、钢筒(20_2)、前盖(20_4)、后盖(20_3)和铜套(20_12、20_13)；先将铜套(20_12、20_13)套在滚珠丝杆的螺母上，再将第一轴承和第二轴承安装在铜套上，然后将其固定在钢筒(20_2)上，再盖上后盖，将伺服电机(20_1)固定在钢筒(20_2)上，第一同步轮(20_8)接在伺服电机(20_1)转子上固定，同步带(20_7)套在第一同步轮和第二同步轮上面再盖上前盖(20_4)；这样当伺服电机转动，通过同步带(20_7)带动同步轮(20_9)转动，从而使丝杆上的螺母旋转，这样丝杆便能够做直线运动。