CN104706503B - 一种长期卧床患者下肢康复训练机器人 - Google Patents

Abstract

一种长期卧床患者下肢康复训练机器人，它涉及一种康复训练用医疗器械，以解决传统的卧式康复训练机器人为硬接触且造价昂贵，普通家庭难以消费，患者只能在医疗中心等公共场所短时间内使用，达不到预期康复效果的问题，它包括支撑架、捆绑式医疗床、压板装置、牵拉装置和控制系统；支撑架包括框架和四个脚轮；控制系统包括触控屏；框架能沿竖直方向伸缩，四个脚轮呈矩形阵列排布在框架的下端；牵拉装置包括四个腿部康复带和四套牵拉机构，四套牵拉机构呈矩形阵列排布在框架的上端；每套牵拉机构包括直流电机、减速器、力矩传感器、绕线轴和牵拉柔性索；框架内布置有捆绑式医疗床。本发明用于卧床患者下肢康复训练。

Description

一种长期卧床患者下肢康复训练机器人

技术领域

本发明涉及一种康复训练用医疗器械，具体涉及一种长期卧床患者下肢康复训练机器人。

背景技术

近年由于脑卒中、脊髓损伤、外伤、脊髓性肌萎缩、多发性硬化症等疾病使患者出现偏瘫的人数不断增多。医学理论和临床医学实践证明，患者除了早期的手术治疗和必要的药物治疗外。正确的、科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高具有非常重要的作用。因此针对于长期卧床的患者设计一种下肢康复训练机器人有着比较重要的意义。

以往的下肢康复训练机器人多数是坐姿或者站姿情况下进行，无法为长期卧床患者提供服务；而传统的卧式康复训练机器人为硬接触且造价昂贵，普通家庭难以消费，患者只能在医疗中心等公共场所短时间内使用，达不到预期康复效果。

发明内容

本发明是为解决传统的卧式康复训练机器人为硬接触且造价昂贵，普通家庭难以消费，患者只能在医疗中心等公共场所短时间内使用，达不到预期康复效果的问题，进而提供一种长期卧床患者下肢康复训练机器人。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种长期卧床患者下肢康复训练机器人包括支撑架、捆绑式医疗床、牵拉装置和控制系统；

支撑架包括框架和四个脚轮；控制系统包括触控屏；框架能沿竖直方向伸缩，四个脚轮呈矩形阵列排布在框架的下端；

牵拉装置包括四个腿部康复带和四套牵拉机构，四套牵拉机构呈矩形阵列排布在框架的上端；每套牵拉机构包括直流电机、减速器、力矩传感器、绕线轴和牵拉柔性索；直流电机的轴向水平布置，直流电机固装在框架上，直流电机的输出端安装有减速器，减速器安装在力矩传感器的输入轴上，力矩传感器的输出轴与绕线轴连接，绕线轴上缠绕有牵拉柔性索，四个腿部康复带布置在框架内；四根牵拉柔性索连接在相应的腿部康复带上；

框架内布置有捆绑式医疗床，所述捆绑式医疗床包括腰部固定带、平板、固定架、两个立板、两个钩环、两个防护栏和四条捆绑柔性索，固定架上安装有平板，平板的两侧面各安装有一个防护栏，位于防护栏外侧的固定架上沿平板的长度方向滑动安装有立板，两个钩环布置在平板的一端，框架上安装有触控屏，触控屏和两个钩环正对布置，腰部固定带布置在平板上，腰部固定带通过四条捆绑柔性索与两个钩环和两个立板连接；触控屏用于控制四套牵拉机构的直流电机的运转方向和转速。

本发明有益效果是：一、本发明的一种长期卧床患者下肢康复机器人是为下肢具有运动障碍的患者进行主动康复训练的机械装置，它可以帮助因中风等疾病或因外伤引起的腿部运动障碍进行运动机能恢复性训练，有助于恢复肢体功能，防止肌肉“废用性”萎缩。通过触控屏控制模拟正常人仰卧时屈伸腿的运动状态，使腿部的运动功能得到训练，解决了患者只能在医疗中心等公共场所短时间内使用，达不到预期的康复效果的，本发明达到了康复的目的。

二、本发明设置有腰部固定带和腿部康复带，腰部固定带在横向和纵向上有着柔性固定作用，在腿部康复过程中防止了人体上身的隆起和错位移动现象，避免了传统的卧式康复训练机器人为硬接触且造价昂贵，普通家庭难以消费的问题；设置主控制器的触控屏，直流电机通过减速器传递驱动力给力矩传感器，力矩传感器与绕线轴相连使绕线轴在水平面旋转，带动捆绑柔性索并牵引穿戴在人体腿部的腿部康复带运动，实现腿部的运动训练。

三、本发明的长期卧床患者下肢康复训练机器人牵拉方式采用的是牵拉柔性索牵拉，其结构不同于刚性结构，牵拉柔性索可以实现不对患者造成外力伤害，避免了传统的卧式康复训练机器人为硬接触；在驱动方面通过力矩传感器反馈的数据来调节直流电机的转速，当力矩突变超出阈值时，触控屏会及时切断电源。本发明可以实现结合胸部以下肌群进行下肢康复训练。

四、本发明的腰部固定带可更换为腰部震动带，实现腰部康复和减肥多种功能，立板为滑动式结构，在康复过程中可根据不同人体尺寸进行柔性固定。

五、本发明中的框架为竖向能伸缩的移动式框架，底部的脚轮可将笨重的框架移动，并且竖向伸缩式结构大大减少了空间的利用率；捆绑式医疗床安全可靠。本发明有多种训练模式，能够根据不同状况进行不同模式和强度的康复训练。

附图说明

图1是本发明去掉腰部固定带和腿部康复带的立体结构示意图，图2是患者平躺状态下的本发明立体结构示意图，图3是患者平躺状态下的本发明主视结构示意图，图4是患者单曲腿状态下的本发明立体结构示意图，图5是患者双曲腿状态下的本发明立体结构示意图，图6是双曲腿状态下的本发明主视结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图6说明，本实施方式的一种长期卧床患者下肢康复训练机器人包括支撑架、捆绑式医疗床11、牵拉装置和控制系统；

支撑架包括框架21和四个脚轮1；控制系统包括触控屏3；框架21能沿竖直方向伸缩，四个脚轮1呈矩形阵列排布在框架21的下端；

牵拉装置包括四个腿部康复带19和四套牵拉机构9，四套牵拉机构9呈矩形阵列排布在框架21的上端；每套牵拉机构包括直流电机6、减速器10、力矩传感器8、绕线轴7和牵拉柔性索20；直流电机6的轴向水平布置，直流电机6固装在框架上，直流电机6的输出端安装有减速器，减速器10安装在力矩传感器8的输入轴上，力矩传感器8的输出轴与绕线轴7连接，绕线轴7上缠绕有牵拉柔性索20，四个腿部康复带19布置在框架21内；四根牵拉柔性索20连接在相应的腿部康复带19上；

框架21内布置有捆绑式医疗床11，所述捆绑式医疗床11包括腰部固定带18、平板22、固定架23、两个立板14、两个钩环12、两个防护栏13和四条捆绑柔性索25，固定架23上安装有平板22，平板22的两侧面各安装有一个防护栏13，位于防护栏13外侧的固定架23上沿平板22的长度方向滑动安装有立板14，两个钩环12布置在平板22的一端，框架22上安装有触控屏3，触控屏3和两个钩环12正对布置，腰部固定带18布置在平板22上，腰部固定带18通过四条捆绑柔性索25与两个钩环12和两个立板14连接；触控屏3用于控制四套牵拉机构9的直流电机6的运转方向和转速。

本实施方式的触控屏3可选用成都朗睿德科技有限公司生产的型号为K320的多功能触摸板，额定电压为直流12伏；或者触控屏选用上海凡昶信息科技有限公司生产的ET1739L的液晶LCD触摸屏，它支持混批。

具体实施方式二：结合图1和图6说明，本实施方式的每套牵拉机构A的直流电机6为无刷直流电机。如此设置，启动转矩大，质轻出力大，效率高，可靠性好。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图6说明，本实施方式的每个防护栏13为折叠式防护栏。如此设置，便于患者上下医疗床，使用方便。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图6说明，本实施方式的固定架23包括两个U形槽15、两个支架16和四个支撑管17；四个支撑管17均为空心支撑管，两个支架16并列布置，两个支架16各通过两个支撑管17与平板22连接；两个U形槽15沿平板22的长度方向并列布置在平板22的两侧，且每个U形槽15分别与两个支架16连接，每个立板14滑动安装在相对应的U形槽15内。如此设置，医疗床固定稳定可靠，立板能滑动，便于在康复过程中可根据不同人体尺寸进行柔性固定。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1和图6说明，本实施方式的两个支架16为[形支架。如此设置，结构简单，设计合理，稳定可靠。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1、图2和图6说明，本实施方式的捆绑式医疗床还包括滚轮26，每个立板14的下端安装有滑动布置在U形槽15内的滚轮26。如此设置，便于立板14的稳定滑动，便于在康复过程中可根据不同人体尺寸进行柔性固定。其它与具体实施方式四或五相同。

具体实施方式七：结合图1和图6说明，本实施方式的框架21包括四根方钢5和四套伸缩杆2，所述四根方钢5均为空心方钢，四根方钢5顺次连接构成一个长方形架体，与平板22的长度方向相垂直的两个方钢5上呈矩形阵列安装有四套牵拉机构9。如此设置，方便医务护理人员观察与操作，可针对不同患者使用不同模式，适合不同患者进行康复训练。其它与具体实施方式六相同。

工作过程

结合图1-图6说明，将支撑架、牵拉装置、捆绑式医疗床11和控制系统组装好，患者穿戴好腿部康复带19和腰部固定带18，将其分别与钩好的牵拉柔性索20和捆绑柔性索25相连接，根据实际训练的需要，通过触控屏3调节康复训练模式，进行单、双曲腿或模拟走动式下肢康复训练。

Claims (4)

1.一种长期卧床患者下肢康复训练机器人，其特征在于：它包括支撑架、捆绑式医疗床(11)、牵拉装置和控制系统；

支撑架包括框架(21)和四个脚轮(1)；控制系统包括触控屏(3)；框架(21)能沿竖直方向伸缩，四个脚轮(1)呈矩形阵列排布在框架(21)的下端；

牵拉装置包括四个腿部康复带(19)和四套牵拉机构(9)四套牵拉机构(9)呈矩形阵列排布在框架(21)的上端；每套牵拉机构包括直流电机(6)、减速器(10)、力矩传感器(8)、绕线轴(7)和牵拉柔性索(20)；直流电机(6)的轴向水平布置，直流电机(6)固装在框架上，直流电机(6)的输出端安装有减速器，减速器(10)安装在力矩传感器(8)的输入轴上，力矩传感器(8)的输出轴与绕线轴(7)连接，绕线轴(7)上缠绕有牵拉柔性索(20)，四个腿部康复带(19)布置在框架(21)内；四根牵拉柔性索(20)连接在相应的腿部康复带(19)上；

框架(21)内布置有捆绑式医疗床(11)，所述捆绑式医疗床(11)包括腰部固定带(18)、平板(22)、固定架(23)、两个立板(14)、两个钩环(12)、两个防护栏(13)和四条捆绑柔性索(25)，固定架(23)上安装有平板(22)，平板(22)的两侧面各安装有一个防护栏(13)，位于防护栏(13)外侧的固定架(23)上沿平板(22)的长度方向滑动安装有立板(14)，两个钩环(12)布置在平板(22)的一端，框架(22)上安装有触控屏(3)，触控屏(3)和两个钩环(12)正对布置，腰部固定带(18)布置在平板(22)上，腰部固定带(18)通过四条捆绑柔性索(25)与两个钩环(12)和两个立板(14)连接；触控屏(3)用于控制四套牵拉机构(9)的直流电机(6)的运转方向和转速；

每套牵拉机构的直流电机(6)为无刷直流电机；

每个防护栏(13)为折叠式防护栏；

固定架(23)包括两个U形槽(15)、两个支架(16)和四个支撑管(17)；四个支撑管(17)均为空心支撑管，两个支架(16)并列布置，两个支架(16)各通过两个支撑管(17)与平板(22)连接；两个U形槽(15)沿平板(22)的长度方向并列布置在平板(22)的两侧，且每个U形槽(15)分别与两个支架(16)连接，每个立板(14)滑动安装在相对应的U形槽(15)内。

2.根据权利要求1所述的一种长期卧床患者下肢康复训练机器人，其特征在于：两个支架(16)为[形支架。

3.根据权利要求1或2所述的一种长期卧床患者下肢康复训练机器人，其特征在于：捆绑式医疗床还包括滚轮(26)，每个立板(14)的下端安装有滑动布置在U形槽(15)内的滚轮(26)。

4.根据权利要求3所述的一种长期卧床患者下肢康复训练机器人，其特征在于：框架(21)包括四根方钢(5)和四套伸缩杆(2)，所述四根方钢(5)均为空心方钢，四根方钢(5)顺次连接构成一个长方形架体，与平板(22)的长度方向相垂直的两个方钢(5)上呈矩形阵列安装有四套牵拉机构(9)。