CN104970945B - 一种下肢康复训练机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种下肢康复训练机器人系统，包括脚板、球铰链、垂直运动机构、底板和二维水平运动机构，所述脚板设置在若干球铰链的上端，所述球铰链的下端与对应的垂直运动机构的上端连接，所述垂直运动机构的下端固定在底板上，所述底板设置在二维水平运动机构上。本发明为下肢运动有障碍的患者提供一种下肢康复训练机器人，使患者下肢康复运动更加贴合实际运动。
Description
技术领域
本发明涉及康复工程技术领域，具体涉及一种下肢康复训练机器人。
背景技术
随着社会的发展，我国正在步入人口老龄化社会。在老龄人群中由于各种并发疾病导致下肢运动有障碍的人群数量逐步增多，下肢运动能力的丧失给他们生活带来了极大的不便。目前，临床医学证明，患者除了进行早期的手术治疗及药物治疗外，早期开展下肢康复训练对患者下肢运动能力恢复具有极大的帮助。目前正在应用的下肢康复训练器，存在结构复杂、运动轨迹单一、适应人群能力差、成本高等缺点。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种下肢康复训练机器人系统，为下肢运动有障碍的患者提供一种下肢康复训练机器人，使患者下肢康复运动更加贴合实际运动。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种下肢康复训练机器人系统，包括脚板、球铰链、垂直运动机构、底板和二维水平运动机构，所述脚板设置在若干球铰链的上端，所述球铰链的下端与对应的垂直运动机构的上端连接，所述垂直运动机构的下端固定在底板上，所述底板设置在二维水平运动机构上。
进一步的，所述二维水平运动机构包括互为垂直设置的纵向水平运动机构和横向水平运动机构，所述底板设置在纵向水平运动机构的移动平台上沿纵向位移，所述纵向水平运动机构设置在横向水平运动机构的移动平台上沿横向位移，实现脚板在水平方向二维运动。
进一步的，所述纵向水平运动机构的底部一端安装有固定板，所述纵向水平运动机构的底部另一端安装有导向轮，所述固定板设置在横向水平运动机构的移动平台上。
进一步的，所述垂直运动机构包括多个并联的电动推杆，通过电动推杆实现脚板在竖直方向的运动。
进一步的，还包括控制箱，所述控制箱安装有运动控制卡、电动推杆驱动器和直线电机驱动器，所述运动控制卡与触摸屏连接，所述运动控制卡与电动推杆驱动器和直线电机驱动器连接，所述电动推杆驱动器与电动推杆连接，所述直线电机驱动器分别与水平运动机构和横向水平运动机构连接。
进一步的，所述二维水平运动机构固定设置在支撑架底部，所述触摸屏固定设置在支撑架的上部。
进一步的，所述二维水平运动机构设置在底座上下调节运动机构上，实现二维水平运动机构的上、下位置的调节，所述底座上下调节机构设置在支撑架的底部。
进一步的，所述脚板上表面安装有系绳装置和脚部固定装置。
有益效果：本发明将传统的坐式及立式康复运动疗法进行有机的结合，可实现患者坐式或立式下的康复训练，具有较强的人群适应能力、结构简单、可实现复杂轨迹的运动、运动轨迹更贴合人体下肢实际运动等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、2所示，一种下肢康复训练机器人系统，包括脚板1、球铰链2、垂直运动机构3、底板4和二维水平运动机构56。所述脚板1上表面安装有系绳装置和脚部固定装置，所述脚板1底面设有螺纹孔，所述脚板1设置在四个球铰链2的上端，通过脚板1底面的螺纹孔与球铰链2上端的螺纹固定。所述球铰链2的下端与对应的垂直运动机构3的上端通过螺栓连接。所述垂直运动机构3包括四个并联的电动推杆，通过四个电动推杆实现脚板1在竖直方向的运动，当四个电动推杆的上、下伸缩量不一样时，配合对应球铰链2，实现脚板1沿竖直方向某一偏移角度方向上的位移。垂直运动机构3的下端固定在底板4上，所述底板4设置在二维水平运动机构56上，通过底板4与二维水平运动机构56实现水平二维方向的运动。所述二维水平运动机构56的底面与支撑架11固定。所述支撑架11为钢铁框架结构。
另外，本发明在上述基础之上优化，所述二维水平运动机构56设置在底座上下调节运动机构上，实现二维水平运动机构56的上、下位置的调节，所述底座上下调节机构设置在支撑架11的底部。通过底座上下调节机构可以将脚板1的初始位置调节至适当位置，以适应训练者的初始高度要求。
所述二维水平运动机构56包括互为垂直设置的纵向水平运动机构5和横向水平运动机构6，所述底板4设置在纵向水平运动机构5的移动平台上沿纵向位移，所述纵向水平运动机构5设置在横向水平运动机构6的移动平台上沿横向位移，实现脚板1在水平方向二维运动。所述纵向水平运动机构5的底部一端安装有固定板14，所述纵向水平运动机构5的底部另一端安装有导向轮10，导向轮10沿导轨9纵向位移，所述固定板14设置在横向水平运动机构6的移动平台上横向位移。
本发明包括控制箱8，安装固定在支撑架11下支撑板7，通过控制箱8实现本系统的水平二维方向和竖直方向的带动脚板1的位移。所述控制箱8安装有运动控制卡、电动推杆驱动器和直线电机驱动器，所述运动控制卡与触摸屏13连接，所述触摸屏13固定设置在支撑架11的上部，所述触摸屏13中安装有上位机控制软件。所述运动控制卡与电动推杆驱动器和直线电机驱动器连接，所述电动推杆驱动器与电动推杆连接，所述直线电机驱动器分别与水平运动机构5和横向水平运动机构6连接，实现竖直和二维水平方向的脚板1的位移。
本发明系统工作时，通过触摸屏13设置康复运动时的脚板1的位移治疗轨迹，训练者坐在或者站在下肢康复训练机器人系统边上，将需要治疗的脚固定在脚板1上，开启系统，系统按照治疗轨迹，通过垂直运动机构3实现脚的竖直方向的运动，通过二维水平运动机构56实现脚的水平二维方向的运动，达到治疗的运动轨迹多样化的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种下肢康复训练机器人系统，其特征在于：包括脚板（1）、球铰链（2）、垂直运动机构（3）、底板（4）和二维水平运动机构（56），所述脚板（1）设置在若干球铰链（2）的上端，所述球铰链（2）的下端与对应的垂直运动机构（3）的上端连接，所述垂直运动机构（3）的下端固定在底板（4）上，所述底板（4）设置在二维水平运动机构（56）上；
所述垂直运动机构（3）包括四个并联的电动推杆，通过四个电动推杆实现脚板（1）在竖直方向的运动，当四个电动推杆的上、下伸缩量不一样时，配合对应球铰链（2），实现脚板（1）沿竖直方向某一偏移角度方向上的位移；
所述二维水平运动机构（56）包括互为垂直设置的纵向水平运动机构（5）和横向水平运动机构（6），所述底板（4）设置在纵向水平运动机构（5）的移动平台上沿纵向位移，所述纵向水平运动机构（5）设置在横向水平运动机构（6）的移动平台上沿横向位移，实现脚板（1）在水平方向二维运动；
所述纵向水平运动机构（5）的底部一端安装有固定板（14），所述纵向水平运动机构（5）的底部另一端安装有导向轮（10），所述固定板（14）设置在横向水平运动机构（6）的移动平台上。
2.根据权利要求1所述一种下肢康复训练机器人系统，其特征在于：所述垂直运动机构（3）包括多个并联的电动推杆，通过电动推杆实现脚板（1）在竖直方向的运动。
3.根据权利要求1或2所述一种下肢康复训练机器人系统，其特征在于：还包括控制箱（8），所述控制箱（8）安装有运动控制卡、电动推杆驱动器和直线电机驱动器，所述运动控制卡与触摸屏（13）连接，所述运动控制卡与电动推杆驱动器和直线电机驱动器连接，所述电动推杆驱动器与电动推杆连接，所述直线电机驱动器分别与纵向水平运动机构（5）和横向水平运动机构（6）连接。
4.根据权利要求3所述一种下肢康复训练机器人系统，其特征在于：所述二维水平运动机构（56）固定设置在支撑架（11）底部，所述触摸屏（13）固定设置在支撑架（11）的上部。
5.根据权利要求3所述一种下肢康复训练机器人系统，其特征在于：所述二维水平运动机构（56）设置在底座上下调节运动机构上，实现二维水平运动机构（56）的上、下位置的调节，所述底座上下调节运动机构设置在支撑架（11）的底部。
6.根据权利要求1所述一种下肢康复训练机器人系统，其特征在于：所述脚板（1）上表面安装有系绳装置和脚部固定装置。
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