CN106344340A - 一种下肢康复机器人 - Google Patents

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苑明海
俞红焱
房明
欧文
欧一文
李旭忠
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Changzhou Campus of Hohai University
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
    • A61H1/0255—Both knee and hip of a patient, e.g. in supine or sitting position, the feet being moved in a plane substantially parallel to the body-symmetrical-plane
    • A61H1/0262—Walking movement; Appliances for aiding disabled persons to walk
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/10—Leg

Abstract

本发明提供了一种下肢康复机器人，主要针对下肢具有轻度瘫痪的患者，其特征在于，包括从上往下依次连接的腰带部分，髋关节，大腿杆件，膝关节，小腿杆件，踝关节，足掌支撑板；大腿杆件上端前侧与小腿杆件上端前侧分别铰接圆柱形直动式气缸的两端。通过机构辅助运动可以实现患者下肢肌肉锻炼以满足患者的康复需求，其结构形式简易、能够减少人力资源的浪费，提高康复效率。

Description

一种下肢康复机器人
技术领域
本发明涉及医疗康复设备自动化领域，具体涉及一种下肢康复机器人。
背景技术
康复机器人是医疗机械领域内的一个重要组成部分，它对医疗事业的贡献巨大，对轻度瘫痪病人的辅助康复治疗起着重要的作用，对于肢体瘫痪程度较轻的患者使其尽早进入康复训练可以抑制其关节进一步的挛缩，有利于以后的恢复治疗，目前对肢体瘫痪的病人多采用看护人员照顾，通过护理人员用手给轻瘫患者的患病关节或肌肉进行按摩，即一对一的康复治疗，这样不仅效率低下效果甚微而且也造成了人力资源的浪费，因此研制出一种能够代替人工照看残疾人老年人的机器成为了迫切的需要。
发明内容
本发明提供了一种下肢康复机器人，主要针对下肢具有轻度瘫痪的患者，通过机构辅助运动可以实现患者下肢肌肉锻炼以满足患者的康复需求，其结构形式简易、能够减少人力资源的浪费，提高康复效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种下肢康复机器人，包括从上往下依次连接的腰带部分，髋关节，大腿杆件，膝关节，小腿杆件，踝关节，足掌支撑板；大腿杆件上端前侧与小腿杆件上端前侧分别铰接圆柱形直动式气缸的两端。
进一步的，还包括减重装置，所述减重装置固定在机器人上方的机架上，包括一个水平固定的第二气缸，第二气缸的活塞杆固定一个滑轮，滑轮上缠绕一根绳子，绳子一端固定在机架内并保持水平，另一端向下延伸连接腰带部分。
进一步的，所述腰带部分包括左腰带和右腰带，左腰带和右腰带相连的连接端各自切去一半的材料使二者互相配合，连接端在水平方向上开设多个孔，通过螺栓连接左腰带和右腰带连接端的孔来进行水平调节。
进一步的，所述腰带部分与人体接触一侧设有可减少患者接触的不适感缓冲吸振材料。
进一步的，踝关节、膝关节和髋关节均采用螺栓联接，并限定旋转度。
进一步的，所述足掌支撑板与小腿杆件连接的踝关节采用沉头孔的形式，同时足掌支撑板与地面接触的一面附着缓冲材料。
进一步的，所述足掌支撑板上设有压力传感器，第二气缸处设有继电器，压力传感器和继电器与控制器连接。
本发明的有益效果是：本发明的下肢康复机器人采用能源消耗小且无污染，安全清洁的圆柱形直动式气缸作为驱动元件，机构将患者与机械运动装置巧妙地结合，通过机械结构的运动带动患者瘫痪肢体一起动作，使得患者肌肉或关节得到锻炼从而逐渐恢复关节肌肉的正常活动；同时设有减重装置，可以通过足部的压力传感器反馈压力大小，从而可以控制梁上的钢绳的收缩来调节对人体的拉力，使用过程干净清洁无污染，有利于提高患者使用的舒适度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为本发明下肢康复机器人立体图；
图2为本发明左腰带立体图；
图3为本发明右腰带立体图；
图4为本发明大腿杆件立体图；
图5为本发明小腿杆件立体图；
图6为本发明减重装置示意图；
图7为本发明活塞杆立体图；
附图标记含义如下：1：左腰带；11：右腰带；2：髋关节；3：大腿杆件；4：气缸；5：膝关节；6：小腿杆件；7：踝关节；8：足掌支撑板；9：活塞杆；12：减重装置；121：第二气缸；122：滑轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
一种下肢康复机器人，包括从上往下依次连接的腰带部分（1、11），髋关节（2），大腿杆件（3），膝关节（5），小腿杆件（6），踝关节（7），足掌支撑板（8）；大腿杆件（3）上端前侧与小腿杆件（6）上端前侧分别铰接圆柱形直动式气缸（4）的两端。气缸（4）伸缩，使大腿杆件（3）和小腿杆件（6）绕膝关节（5）转动，通过气缸（4）来驱动机器人，能源消耗少，安全无污染。
进一步的，还包括减重装置（12），所述减重装置（12）固定在机器人上方的机架上，包括一个水平固定的第二气缸（121），第二气缸(121)的活塞杆固定一个滑轮(122)，滑轮上(122)缠绕一根绳子，绳子一端固定在机架内并保持水平，另一端向下延伸连接腰带部分(1、11)。当患者足部承受地面反作用力过大时，人体自重就有一部分传递给腰带部分（1、11），从而传递给减重装置（12）。
进一步的，所述腰带部分包括左腰带（1）和右腰带（11），左腰带（1）和右腰带（11）相连的连接端各自切去一半的材料使二者互相配合，连接端在水平方向上开设多个孔，通过螺栓连接左腰带（1）和右腰带（11）连接端的孔来进行水平调节。
进一步的，所述腰带部分（1、11）与人体接触一侧设有可减少患者接触的不适感缓冲吸振材料。可减少患者接触的不适感。
进一步的，踝关节（7）、膝关节（5）和髋关节（2）均采用螺栓联接，并限定旋转度。
进一步的，所述足掌支撑板（8）与小腿杆件（6）连接的踝关节（7）采用沉头孔的形式，同时足掌支撑板（8）与地面接触的一面附着缓冲材料。避免使用过程中患者的不适造成二次损伤，同时板与地面接触的一面附着缓冲材料。
进一步的，所述足掌支撑板（8）上设有压力传感器，第二气缸（121）处设有继电器，压力传感器和继电器与控制器连接。压力传感器能将压力大小的变化信号放大反馈到上端气缸处继电器处使气缸供气和断气，从而使患者在康复锻炼时足部的压力保持一个相对恒定的值。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种下肢康复机器人，其特征在于，包括从上往下依次连接的腰带部分，髋关节，大腿杆件，膝关节，小腿杆件，踝关节，足掌支撑板；大腿杆件上端前侧与小腿杆件上端前侧分别铰接圆柱形直动式气缸的两端。
2.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于，还包括减重装置，所述减重装置固定在机器人上方的机架上，包括一个水平固定的第二气缸，第二气缸的活塞杆固定一个滑轮，滑轮上缠绕一根绳子，绳子一端固定在机架内并保持水平，另一端向下延伸连接腰带部分。
3.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于，所述腰带部分包括左腰带和右腰带，左腰带和右腰带相连的连接端各自切去一半的材料使二者互相配合，连接端在水平方向上开设多个孔，通过螺栓连接左腰带和右腰带连接端的孔来进行水平调节。
4.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于，所述腰带部分与人体接触一侧设有可减少患者接触的不适感缓冲吸振材料。
5.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于，踝关节、膝关节和髋关节均采用螺栓联接，并限定旋转度。
6.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于，所述足掌支撑板与小腿杆件连接的踝关节采用沉头孔的形式，同时足掌支撑板与地面接触的一面附着缓冲材料。
7.根据权利要求2所述的一种下肢康复机器人，其特征在于，所述足掌支撑板上设有压力传感器，第二气缸处设有继电器，压力传感器和继电器与控制器连接。
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