CN108926456A - 一种用于颈部康复的机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于颈部康复的机器人，包括固定背心和外壳，固定背心的下端通过卡扣连接有背部背带，固定背心的肩部位置通过下球铰支座安装有对称的第一电动升降杆，固定背心的胸口部位通过下球铰支座安装有第二电动升降杆，第一电动升降杆和第二电动升降杆的输出端均连接有上球铰支座，上球铰支座与外壳的外壁连接。本用于颈部康复的机器人，在外壳的内部设置头部固定罩，通过第二滑块与环形滑槽活动连接，进行头部固定罩上端固定，头部固定罩的下端通过支撑板与从动齿轮连接，起到下端固定，从动齿轮与主动齿轮啮合，通过旋转电机实现旋转运动，从而辅助患者进行水平旋转的康复练习，满足患者更多的康复练习要求。

Description

一种用于颈部康复的机器人
技术领域
本发明涉及康复机器人技术领域，具体为一种用于颈部康复的机器人。
背景技术
颈椎病是一种颈椎退行性疾病，广泛存在各种人群里。颈椎病主要是由于颈椎间盘退变和突出，导致周围组织和结构产生继发性变化从而引起一系列临床症状，其对人们的日常生活和工作产生了各种不良影响，初期反应是疼痛、头晕、呕吐、手麻、失眠、反射性疼痛等。若不抓紧治疗，病情进一步发展，还可能导致无规律性流涕，视力下降，面瘫或上肢肌肉萎缩等严重后果；严重影响人们享有健康的生活。其中颈椎牵引可以缓解颈部肌肉痉挛，增大椎体之间的距离，解除颈部神轻根、椎动脉和脊髓所受到的压迫或刺激，对缓解及治疗颈椎病有良好的作用，同时具有预防保健的作用。但是由于颈椎病容易反复发作，需要的治疗时间较长，而且到各种医疗机构费时费力，因此在医院治疗的基础上发展家庭治疗很有必要。
专利号CN201510404981.0公开了一种可穿戴式颈椎医疗康复机器人，该机器人包括上头套、上体固定支架、背带、三个可伸缩作动器和控制器，三个作动器分别布置在两侧肩部和胸前，通过球铰与上、下球铰支座连接，作动器的伸缩运动通过活塞和套筒沿轴线方向上的往复运动实现，辅助病人进行头部前后、左右的转动和上下的平动。虽然该机器人在一定程度上解决了背景技术中的问题，但是存在以下缺陷：一、仅通过三个可伸缩作动器不能达到头部的水平旋转，病人不能进行扭头康复练习；二、上头套和上体固定支架的尺寸大小固定，不可以调节，不能适用于不同身材特征的病人，上头套和上体固定支架直接与病人身体接触，过硬的材料会给病人增加不适感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于颈部康复的机器人，具有可以水平旋转、大小可调节、佩戴舒适的优点，解决了现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于颈部康复的机器人，包括固定背心和外壳，所述固定背心的下端通过卡扣连接有背部背带，固定背心的肩部位置通过下球铰支座安装有对称的第一电动升降杆，固定背心的胸口部位通过下球铰支座安装有第二电动升降杆，所述第一电动升降杆和第二电动升降杆的输出端均连接有上球铰支座，上球铰支座与外壳的外壁连接，所述外壳的上端连接有环形圈，环形圈的内侧开设有环形滑槽，外壳的下端安装有旋转电机，旋转电机的输出端贯穿有固定板，旋转电机的输出端连接有主动齿轮，所述固定板与旋转电机的表面固定，固定板的边缘一周连接有限位沿，固定板的表面开设有弧形滑槽，弧形滑槽内安装有第一滑块，第一滑块的上端连接有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合连接，从动齿轮的上端连接有支撑板，支撑板上表面固定连接有头部固定罩，所述头部固定罩包括头顶固定、后脑勺固定和脸部固定，头顶固定的两侧连接有脸部固定，脸部固定的一侧铰链接后脑勺固定的一端，后脑勺固定的另一端与脸部固定的另一侧通过魔术贴连接，头顶固定的外侧一周安装有第二滑块，第二滑块与环形滑槽活动连接，脸部固定的外侧下端与支撑板的上表面固定连接，头顶固定、后脑勺固定和脸部固定的内侧均安装有气囊，所述气囊的一侧连接有凸起，凸起的表面覆盖有柔性布料。
优选的，所述固定背心的内侧同样设置有气囊。
优选的，所述第一电动升降杆的上球铰支座与外壳的两侧连接，第二电动升降杆的上球铰支座与外壳的下端连接。
优选的，所述限位沿的内侧对称连接有位置传感器。
优选的，所述外壳与头部固定罩相匹配，头部固定罩为整体呈椭球形的构件，主动齿轮的旋转轴位于头部固定罩的中心轴上。
优选的，所述脸部固定靠近人体面部的一侧为与人体面部轮廓相匹配的曲面设计。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本用于颈部康复的机器人，通过固定背心、第一电动升降杆、第二电动升降杆和外壳的连接固定，实现对颈椎病患者的颈部前后、左右的旋转活动和上下平移活动，方便携带。
2.本用于颈部康复的机器人，在外壳的内部设置头部固定罩，通过第二滑块与环形滑槽活动连接，进行头部固定罩上端固定，头部固定罩的下端通过支撑板与从动齿轮连接，起到下端固定，从动齿轮与主动齿轮啮合，通过旋转电机实现旋转运动，从而辅助患者进行水平旋转的康复练习，满足患者更多的康复练习要求。
3.本用于颈部康复的机器人，头部固定罩和固定背心靠近人体的一侧均设有气囊，通过给气囊进行充气，使得患者与机器人接触的身体部位与机器人紧密贴合，固定更牢固，适应不同患者的体貌特征，适用于更多患者，同时避免了头部固定罩和固定背心直接与患者身体部位接触，避免机器人的部件过硬，压迫患者身体，减少康复过程的不适感。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明的外壳结构图；
图3为本发明的外壳侧视图；
图4为本发明的旋转电机安装结构图；
图5为本发明的固定板安装结构图；
图6为本发明的头部固定罩结构图；
图7为本发明的头部固定罩侧视图
图8为本发明的气囊结构图。
图中：1、固定背心；11、背部背带；12、下球铰支座；2、第一电动升降杆；21、上球铰支座；3、第二电动升降杆；4、外壳；41、环形圈；42、环形滑槽；43、旋转电机；44、主动齿轮；5、固定板；51、限位沿；52、弧形滑槽；53、第一滑块；54、从动齿轮；55、支撑板；56、位置传感器；6、头部固定罩；61、头顶固定；62、后脑勺固定；63、脸部固定；64、第二滑块；7、气囊；71、凸起；72、柔性布料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种用于颈部康复的机器人，包括固定背心1和外壳4，固定背心1的下端通过卡扣连接有背部背带11，固定背心1穿戴时将背部背带11穿在人体背部，同时通过卡扣进行松紧调节，固定背心1的内侧设置有气囊7，通过给气囊7充气，可以使固定背心1与人体部位更贴合，同时避免人体直接与固定背心1直接接触，缓解因固定背心1材质过硬带来的不适感，固定背心1的肩部位置通过下球铰支座12安装有对称的第一电动升降杆2，固定背心1的胸口部位通过下球铰支座12安装有第二电动升降杆3，第一电动升降杆2和第二电动升降杆3的输出端均连接有上球铰支座21，上球铰支座21与外壳4的外壁连接，第一电动升降杆2的上球铰支座21与外壳4的两侧连接，第二电动升降杆3的上球铰支座21与外壳4的下端连接，第一第一电动升降杆2和第二电动升降杆3在控制器的调控下进行往复伸缩运动，从而达到辅助病人进行抬头、低头、左歪、右歪和整体牵引的康复练习；
请参阅图2-5，外壳4的上端连接有环形圈41，环形圈41的内侧开设有环形滑槽42，外壳4的下端安装有旋转电机43，旋转电机43的输出端贯穿有固定板5，旋转电机43的输出端连接有主动齿轮44，固定板5与旋转电机43的表面固定，固定板5的边缘一周连接有限位沿51，限位沿51起到保护内部齿轮的作用，避免齿轮直接外露，限位沿51的内侧对称连接有位置传感器56，固定板5的表面开设有弧形滑槽52，弧形滑槽52内安装有第一滑块53，第一滑块53的上端连接有从动齿轮54，从动齿轮54与主动齿轮44啮合连接，当开启旋转电机43，主动齿轮44做旋转运动，与主动齿轮44啮合的从动齿轮54更随旋转，第一滑块53沿弧形滑槽52移动，从动齿轮54的上端连接有支撑板55，支撑板55同样沿弧形滑槽52方向移动，支撑板55上表面固定连接有头部固定罩6；
请参阅图6-8，头部固定罩6包括头顶固定61、后脑勺固定62和脸部固定63，头顶固定61的两侧连接有脸部固定63，脸部固定63的一侧铰链接后脑勺固定62的一端，后脑勺固定62的另一端与脸部固定63的另一侧通过魔术贴连接，魔术贴方便病人进行佩戴，头顶固定61的外侧一周安装有第二滑块64，第二滑块64与环形滑槽42活动连接，外壳4与头部固定罩6相匹配，头部固定罩6为整体呈椭球形的构件，主动齿轮44的旋转轴位于头部固定罩6的中心轴上，支撑板55沿弧形滑槽52方向移动时，头部固定罩6以中心轴为轴进行旋转，第二滑块64在环形滑槽42内滑动，辅助旋转，从而实现病人头部水平旋转的康复练习，脸部固定63的外侧下端与支撑板55的上表面固定连接，脸部固定63靠近人体面部的一侧为与人体面部轮廓相匹配的曲面设计，与人体面部贴合，固定更加牢固，头顶固定61、后脑勺固定62和脸部固定63的内侧均安装有气囊7，气囊7的一侧连接有凸起71，凸起71的表面覆盖有柔性布料72，气囊7安装在与人体表面接触的一侧，通过给气囊7进行充气，使得病头部能完全头顶固定61、后脑勺固定62和脸部固定63的内侧均安装有气囊7贴合，以适应不同的病人面部特征，同时凸起71能起到良好的透气作用，柔性布料72与皮肤直接接触，病人的体验更加舒适，同时避免头部固定罩6直接压迫病人。
工作过程：病人将固定背心1穿戴上身，背部背带11穿在人体背部，同时通过卡扣进行松紧调节，可以根据病人的体型特征选择适当给固定背心1内的气囊7进行充气，以适应病人的身形，病人将头部伸进头部固定罩6内，头顶额头部位与头顶固定61贴合，后脑勺固定62通过魔术贴与脸部固定63连接，脸部固定63的内侧与病人侧脸贴合，同样的适当对气囊7进行充气，使得头部固定罩6与病人头部贴合紧密，启动控制器，第一电动升降杆2和第二电动升降杆3控制病人的头部进行抬头、低头、左歪、右歪和整体牵引的康复练习，开启旋转电机43，主动齿轮44做旋转运动，与主动齿轮44啮合的从动齿轮54更随旋转，第一滑块53沿弧形滑槽52移动，支撑板55同样沿弧形滑槽52方向移动，头部固定罩6以中心轴为轴进行旋转，第二滑块64在环形滑槽42内滑动，辅助旋转，从而实现病人头部水平旋转的康复练习，当从动齿轮54移动到位置传感器56时，控制单元反馈给旋转电机43，旋转电机43进行反向旋转，以达到往复练习的效果。
综上所述：本用于颈部康复的机器人，通过固定背心1、第一电动升降杆2、第二电动升降杆3和外壳4的连接固定，实现对颈椎病患者的颈部前后、左右的旋转活动和上下平移活动，方便携带；
在外壳4的内部设置头部固定罩6，通过第二滑块64与环形滑槽42活动连接，进行头部固定罩6上端固定，头部固定罩6的下端通过支撑板55与从动齿轮54连接，起到下端固定，从动齿轮54与主动齿轮44啮合，通过旋转电机43实现旋转运动，从而辅助患者进行水平旋转的康复练习，满足患者更多的康复练习要求；
头部固定罩6和固定背心1靠近人体的一侧均设有气囊7，通过给气囊7进行充气，使得患者与机器人接触的身体部位与机器人紧密贴合，固定更牢固，适应不同患者的体貌特征，适用于更多患者，同时避免了头部固定罩6和固定背心1直接与患者身体部位接触，避免机器人的部件过硬，压迫患者身体，减少康复过程的不适感。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于颈部康复的机器人，包括固定背心(1)和外壳(4)，其特征在于：所述固定背心(1)的下端通过卡扣连接有背部背带(11)，固定背心(1)的肩部位置通过下球铰支座(12)安装有对称的第一电动升降杆(2)，固定背心(1)的胸口部位通过下球铰支座(12)安装有第二电动升降杆(3)，所述第一电动升降杆(2)和第二电动升降杆(3)的输出端均连接有上球铰支座(21)，上球铰支座(21)与外壳(4)的外壁连接，所述外壳(4)的上端连接有环形圈(41)，环形圈(41)的内侧开设有环形滑槽(42)，外壳(4)的下端安装有旋转电机(43)，旋转电机(43)的输出端贯穿有固定板(5)，旋转电机(43)的输出端连接有主动齿轮(44)，所述固定板(5)与旋转电机(43)的表面固定，固定板(5)的边缘一周连接有限位沿(51)，固定板(5)的表面开设有弧形滑槽(52)，弧形滑槽(52)内安装有第一滑块(53)，第一滑块(53)的上端连接有从动齿轮(54)，从动齿轮(54)与主动齿轮(44)啮合连接，从动齿轮(54)的上端连接有支撑板(55)，支撑板(55)上表面固定连接有头部固定罩(6)，所述头部固定罩(6)包括头顶固定(61)、后脑勺固定(62)和脸部固定(63)，头顶固定(61)的两侧连接有脸部固定(63)，脸部固定(63)的一侧铰链接后脑勺固定(62)的一端，后脑勺固定(62)的另一端与脸部固定(63)的另一侧通过魔术贴连接，头顶固定(61)的外侧一周安装有第二滑块(64)，第二滑块(64)与环形滑槽(42)活动连接，脸部固定(63)的外侧下端与支撑板(55)的上表面固定连接，头顶固定(61)、后脑勺固定(62)和脸部固定(63)的内侧均安装有气囊(7)，所述气囊(7)的一侧连接有凸起(71)，凸起(71)的表面覆盖有柔性布料(72)。
2.根据权利要求1所述的一种用于颈部康复的机器人，其特征在于：所述固定背心(1)的内侧同样设置有气囊(7)。
3.根据权利要求1所述的一种用于颈部康复的机器人，其特征在于：所述第一电动升降杆(2)的上球铰支座(21)与外壳(4)的两侧连接，第二电动升降杆(3)的上球铰支座(21)与外壳(4)的下端连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于颈部康复的机器人，其特征在于：所述限位沿(51)的内侧对称连接有位置传感器(56)。
5.根据权利要求1所述的一种用于颈部康复的机器人，其特征在于：所述外壳(4)与头部固定罩(6)相匹配，头部固定罩(6)为整体呈椭球形的构件，主动齿轮(44)的旋转轴位于头部固定罩(6)的中心轴上。
6.根据权利要求1所述的一种用于颈部康复的机器人，其特征在于：所述脸部固定(63)靠近人体面部的一侧为与人体面部轮廓相匹配的曲面设计。
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