CN106539663A - 康复机器人用髋关节宽度可调机械腿 - Google Patents
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Abstract
一种康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，主要包括底座、髋关节宽度调节机构、两个机械腿固定台和两个机械腿。髋关节宽度调节机构架设在底座上并可左右调节；两个机械腿固定台分别连接在髋关节宽度调节机构的左右两侧，并可在髋关节宽度调节机构的调节下沿底座左右移动；两个机械腿分别连接在两个机械腿固定台上，并可随机械腿固定台左右移动。本发明由于设置了髋关节宽度调节机构，可通过调节两个机械腿之间的宽度，满足髋关节宽窄不同的训练者的训练要求；由于两个机械腿的大腿机构、小腿机构和踝关节机构分别设有驱动机构，可实现髋关节、膝关节和踝关节单独的调节，既可实现单关节的运动训练，也可实现各关节的同步运动。
Description
技术领域
本发明涉及医疗康复器械，尤其涉及一种康复机器人用髋关节宽度可调机械腿。
背景技术
下肢康复机器人在近些年得到很大的发展，并取得了有价值的研究成果，商业化的下肢康复机器人有英国MikeTopping公司1987年研制的Handy1。其次另一种成功进入市场的康复机器人是荷兰Exact Dynamics公司开发的MANUS康复机器人。早期研发的康复机器人均以单自由度为主，代表性的产品有美国的NUSTEP康复器、德国的THERA.Vital智能康复训练机器人，坐卧式的康复机器人最具代表性的是瑞士的WORTEC公司研发的MOTINMAKER，该机器人可以实现3自由度运动训练和关节训练，在我国，下肢机器人的开发还在研制阶段。
全国有各级各类残疾人康复训练服务机构近2万个，对康复设备的需求量非常大。但是目前康复机器训练机器人不足之一是外骨骼机械腿髋关节宽度固定，处于左右两侧，患者上下仪器困难，必须依靠康复师的费时费力的协助才能完成，产品难以推广和商业化；另外一方面，固定式髋关节机械腿宽度无法调节，造成外骨骼机械腿不贴合患者的下肢，出现训练不足或过度的危险。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种康复机器人用髋关节宽度可调机械腿。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其包括：
底座；
髋关节宽度调节机构，架设在底座上并可左右调节；
机械腿固定台，共两个分别连接在髋关节宽度调节机构的左右两侧，并可在髋关节宽度调节机构的调节下沿底座左右移动；
机械腿，共两个分别连接在两个机械腿固定台上，并可随机械腿固定台左右移动。
所述髋关节宽度调节机构包括丝杆固定台、丝杆、丝杆螺母和电机传动机构；丝杆固定台安装在底座上，丝杆穿过丝杆固定台设置，丝杆的左右两端分别连接左右丝杆螺母，电机传动机构安装在丝杆固定台上并和丝杆传动相连，左右丝杆螺母分别与左右两个机械腿固定台固定相连，启动电机传动机构带动丝杆转动，实现左右两个机械腿固定台的相向或相背运动，从而带动左右两个机械腿相向或相背移动。
所述机械腿固定台包括固定台本体，在固定台本体的下部设有滑块，上部设有扶手，在底座上设有线性导轨，机械腿固定台通过滑块与线性导轨的滑动相连实现左右移动；所述固定台本体包括左右两块固定板，左右两块固定板之间形成用于安装机械腿的空间。
所述机械腿包括大腿机构、小腿机构和踝关节机构，大腿机构与机械腿固定台活动连接，小腿机构与大腿机构活动连接，踝关节机构与小腿机构活动连接。
所述大腿机构包括大腿驱动电动缸、大腿连杆、大腿推杆、大腿套筒、腿托和大腿长度调节机构；大腿驱动电动缸与机械腿固定台的左右两块固定板活动连接，大腿连杆与大腿驱动电动缸传动相连，大腿推杆与大腿连杆固定相连并与机械腿固定台的左右两块固定板活动连接，大腿套筒套装在大腿推杆上并通过大腿长度调节机构与大腿推杆可调节相连，实现大腿长度可调，腿托安装在大腿套筒的内侧；所述小腿机构与大腿套筒活动相连。
所述小腿机构包括小腿驱动电动缸、膝关节连接件、膝关节旋转轴、小腿推杆、小腿套筒和小腿长度调节机构；小腿驱动电动缸安装在大腿机构上，膝关节连接件的一端与小腿驱动电动缸传动相连，另一端通过膝关节旋转轴活动连接在大腿套筒前端，小腿推杆通过膝关节旋转轴与大腿套筒可转动相连，小腿套筒套装在小腿推杆上并通过小腿长度调节机构与小腿推杆可调节相连，实现小腿长度可调，所述踝关节机构与小腿套筒活动相连。
所述踝关节机构包括踝关节步进电机、减速增力机构和脚蹬，踝关节步进电机安装在小腿套筒的外侧，减速增力机构设置在小腿套筒内并与踝关节步进电机传动相连，脚蹬安装在小腿套筒的内侧并与减速增力机构传动相连。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)在结构中引入髋关节宽度调节机构，满足髋关节宽窄不同的训练者的训练要求，避免了因髋关节太宽或太窄引起的不适，保证了患者的训练强度和安全，实现了舒适的个性化的训练。
2)两个机械腿的大腿机构、小腿机构和踝关节机构分别设有驱动机构，可实现髋关节、膝关节和踝关节单独的调节，实现单关节的运动训练，也可实现关节的同步运动，以及实现关节的活动度的练习，训练时采取循序渐进的方式逐渐提高速度，加大难度，实现患者逐渐康复训练的要求。
附图说明
图1、图2为本发明中的机械腿的结构示意图；
图3为本发明中的底座的结构示意图；
图4为本发明中的髋关节宽度调节机构的结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，配合参见图3、图4，本发明的康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，包括底座1、髋关节宽度调节机构2、机械腿固定台3和机械腿4。
配合参见图3，本发明中的底座1包括底板11，在底板11下面安装有四个脚轮12，在底板11上面安装有线性导轨34和丝杆固定台21。
配合参见图4，本发明中的髋关节宽度调节机构2架设在底座1上并可左右调节。其包括丝杆固定台21、丝杆22、丝杆螺母23和电机传动机构24；丝杆固定台21安装在底座上，丝杆22穿过丝杆固定台设置，丝杆的左右两端分别连接左右丝杆螺母23，电机传动机构24安装在丝杆固定台21上并和丝杆22传动相连，左右丝杆螺母分别与左右两个机械腿固定台固定相连，启动电机传动机构带动丝杆转动，实现左右两个机械腿固定台的相向或相背运动，从而带动左右两个机械腿相向或相背移动。
配合参见图4，本发明中的机械腿固定台3共两个，分别连接在髋关节宽度调节机构的左右两侧，并可在髋关节宽度调节机构的调节下沿底座左右移动。它包括固定台本体31，在固定台本体的下部设有滑块32，上部设有扶手33，在底座上设有线性导轨34，机械腿固定台通过滑块与线性导轨的滑动相连实现左右移动。其中的固定台本体31包括左右两块固定板311，左右两块固定板之间形成用于安装机械腿的空间。
参见图1、图2，本发明中的机械腿4共两个，分别连接在两个机械腿固定台3上，并可随机械腿固定台左右移动。它包括大腿机构41、小腿机构42和踝关节机构43，大腿机构41与机械腿固定台3活动连接，小腿机构42与大腿机构41活动连接，踝关节机构43与小腿机构42活动连接。
大腿机构41包括大腿驱动电动缸411、大腿连杆412、大腿推杆413、大腿套筒414、腿托415和大腿长度调节机构416；大腿驱动电动缸与机械腿固定台的左右两块固定板活动连接，大腿连杆与大腿驱动电动缸传动相连，大腿推杆与大腿连杆固定相连并与机械腿固定台的左右两块固定板活动连接，大腿套筒套装在大腿推杆上并通过大腿长度调节机构与大腿推杆可调节相连，实现大腿长度可调，腿托安装在大腿套筒的内侧；所述小腿机构与大腿套筒活动相连。
小腿机构42包括小腿驱动电动缸421、膝关节连接件422、膝关节旋转轴423、小腿推杆424、小腿套筒425和小腿长度调节机构426；小腿驱动电动缸安装在大腿机构上，膝关节连接件的一端与小腿驱动电动缸传动相连，另一端通过膝关节旋转轴活动连接在大腿套筒前端，小腿推杆通过膝关节旋转轴与大腿套筒可转动相连，小腿套筒套装在小腿推杆上并通过小腿长度调节机构与小腿推杆可调节相连，实现小腿长度可调，所述踝关节机构与小腿套筒活动相连。
踝关节机构43包括踝关节步进电机431、减速增力机构432和脚蹬433，踝关节步进电机安装在小腿套筒的外侧，减速增力机构设置在小腿套筒内并与踝关节步进电机传动相连，脚蹬安装在小腿套筒的内侧并与减速增力机构传动相连。
Claims (7)
1.一种康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其特征在于，包括：
底座；
髋关节宽度调节机构，架设在底座上并可左右调节；
机械腿固定台，共两个分别连接在髋关节宽度调节机构的左右两侧，并可在髋关节宽度调节机构的调节下沿底座左右移动；
机械腿，共两个分别连接在两个机械腿固定台上，并可随机械腿固定台左右移动。
2.如权利要求1所述的康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其特征在于：所述髋关节宽度调节机构包括丝杆固定台、丝杆、丝杆螺母和电机传动机构；丝杆固定台安装在底座上，丝杆穿过丝杆固定台设置，丝杆的左右两端分别连接左右丝杆螺母，电机传动机构安装在丝杆固定台上并和丝杆传动相连，左右丝杆螺母分别与左右两个机械腿固定台固定相连，启动电机传动机构带动丝杆转动，实现左右两个机械腿固定台的相向或相背运动，从而带动左右两个机械腿相向或相背移动。
3.如权利要求1所述的康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其特征在于：所述机械腿固定台包括固定台本体，在固定台本体的下部设有滑块，上部设有扶手，在底座上设有线性导轨，机械腿固定台通过滑块与线性导轨的滑动相连实现左右移动；所述固定台本体包括左右两块固定板，左右两块固定板之间形成用于安装机械腿的空间。
4.如权利要求1所述的康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其特征在于：所述机械腿包括大腿机构、小腿机构和踝关节机构，大腿机构与机械腿固定台活动连接，小腿机构与大腿机构活动连接，踝关节机构与小腿机构活动连接。
5.如权利要求4所述的康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其特征在于：所述大腿机构包括大腿驱动电动缸、大腿连杆、大腿推杆、大腿套筒、腿托和大腿长度调节机构；大腿驱动电动缸与机械腿固定台的左右两块固定板活动连接，大腿连杆与大腿驱动电动缸传动相连，大腿推杆与大腿连杆固定相连并与机械腿固定台的左右两块固定板活动连接，大腿套筒套装在大腿推杆上并通过大腿长度调节机构与大腿推杆可调节相连，实现大腿长度可调，腿托安装在大腿套筒的内侧；所述小腿机构与大腿套筒活动相连。
6.如权利要求4所述的康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其特征在于：所述小腿机构包括小腿驱动电动缸、膝关节连接件、膝关节旋转轴、小腿推杆、小腿套筒和小腿长度调节机构；小腿驱动电动缸安装在大腿机构上，膝关节连接件的一端与小腿驱动电动缸传动相连，另一端通过膝关节旋转轴活动连接在大腿套筒前端，小腿推杆通过膝关节旋转轴与大腿套筒可转动相连，小腿套筒套装在小腿推杆上并通过小腿长度调节机构与小腿推杆可调节相连，实现小腿长度可调，所述踝关节机构与小腿套筒活动相连。
7.如权利要求4所述的康复机器人用髋关节宽度可调机械腿，其特征在于：所述踝关节机构包括踝关节步进电机、减速增力机构和脚蹬，踝关节步进电机安装在小腿套筒的外侧，减速增力机构设置在小腿套筒内并与踝关节步进电机传动相连，脚蹬安装在小腿套筒的内侧并与减速增力机构传动相连。
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