CN109431699B - 康复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开的康复机器人，包括底座、两个行走轮、两个转向轮和两个扶手，还包括蓄电池、控制面板和两个锻炼器，底座包括底板和两个h形支架，h形支架的后端通过轮轴转动连接行走轮、前端通过转向器转动连接转向轮；转向器的控制部设置在控制面板上，控制面板包括多个并联的开关按钮、并连接蓄电池；底板下方还设置有驱动电机，驱动电机的电源输入端连接控制面板、动力输出轴与轮轴传动连接；底板上表面的前端对称设置有锻炼器；底板上表面后端设置有臀部按摩机构；臀部按摩机构的后部设置有靠背，靠背下部安装有腰部按摩机构。本发明能够带动患者进行腿部运动，按摩臀部、腰部，整体以轮椅为基础，成本低、使用方便，可随时随地的进行康复训练。

Description

康复机器人

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及康复机器人。

背景技术

下肢损伤是现代医院处理创伤中所占比例很大的一部分，下肢在手术后需要进行固定并卧床，尽量减少腿部的活动以促进上口愈合，但是长时间卧床或固定姿势，会导致腿部肌肉废用性萎缩，所谓的废用性肌萎缩即指手腕、大腿、小腿以及股关节等部位，或者骨折、关节发炎等，作为治疗手段，绑上石膏，固定受伤部位。大约一个月后，绑石膏的部位就会变得越来越细。期间因缺乏肌肉锻炼，用专业术语讲，这叫“废用性萎缩”。针对废用性萎缩一致是各临床专家教授所关注的问题，在下肢手术后伤者不能负重，因此不能进行锻炼，势必会出现下肢轻微的废用性萎缩，废用性萎缩一旦出现会给后期复健造成较大的影响，拖延复健期，甚至出现其他并发症。

为了减少废用性萎缩，需要患者保持平和的心态，并且在复健前对腿部进行按摩具有一定的效果，但是如果腿部进行石膏的固定的患者则无法进行按摩，因此对废用性萎缩的前期预防效果较差；病人日常生活需要依靠轮椅代步，长期久坐，会压迫臀部肌肉和皮肤、导致腰部不适。

例如，中国专利（CN201010543205.6）公开了一种坐式外骨骼下肢康复机器人，包括坐式辅助机构、 下肢康复机构 和外骨骼护罩机构，坐式辅助机构、下肢康复机构和外骨骼护罩机构做成一体，通过下肢康复机构中的电机驱动带动患者腿部训练，训练模式分有主动、被动模式，以满足不同患者下肢康复训练的要求。该发明结构简单紧凑，利用低成本的设备就能够实现对患者的下肢进行科学的康复训练，但是对于下肢需要康复训练的患者来说，并不能解决长久的坐姿带来的腰部不适、臀部皮肤压疮的问题。

例如，中国专利（CN200620140778.3）公开了轮椅式截瘫患者行走训练机器人，包括轮椅系统、下肢外骨骼系统、 阻尼支撑系统和控制器。该机器人通过控制外骨骼系统上各个关节 上电机的运转来实现下肢训练功能。 该机器人同时对外骨骼四个关节进行控制，操作复杂，成本较高，不适宜推广。

发明内容

为克服上述技术中的缺点和不足，本发明提供的康复机器人能够带动患者进行腿部运动，按摩臀部、腰部，并根据不同患者的不同身高进行调节，整体以轮椅为基础，成本低、使用方便，可随时随地的进行康复训练。

康复机器人，包括底座、两个行走轮、两个转向轮和两个扶手，还包括蓄电池、控制面板和两个锻炼器，所述底座包括底板和两个h形支架，h形支架的后端通过轮轴转动连接行走轮、前端通过转向器转动连接转向轮, h形支架的上端设置有扶手；两个所述转向器通过导线并联连接，转向器的控制部设置在控制面板上，所述控制面板包括多个并联的开关按钮、并连接蓄电池；所述蓄电池设置在底板下方，底板下方还设置有驱动电机，所述驱动电机的电源输入端连接控制面板、动力输出轴与轮轴传动连接；底板上表面的前端对称设置有锻炼器，所述锻炼器包括大腿槽、小腿槽和脚托，所述大腿槽、小腿槽均为弧形结构，大腿槽、小腿槽和脚托上均设置有绑带，大腿槽的一端通过调节组件与底座可调连接、另一端铰接小腿槽，所述小腿槽铰接脚托；底板上表面后端设置有臀部按摩机构，所述臀部按摩机构连接控制面板；臀部按摩机构的后部设置有靠背，靠背的下部安装有腰部按摩机构。

所述底板位于两个h形支架之间，h形支架上设置有侧板，所述调节组件包括调节轴、两个齿轮和两个齿条，所述调节轴的两端穿过侧板、并与底板转动连接，两个所述齿轮固定设置在调节轴上、并与两个大腿槽相对应，所述齿条一端与齿轮啮合、另一端与大腿槽固定连接。

所述大腿槽与小腿槽铰接处、小腿槽与脚托铰接处均设置有伸缩器，所述伸缩器固定端固定在大腿槽下方或小腿槽外侧、伸缩端铰接在小腿槽的外侧壁或脚托上。

所述大腿槽与小腿槽铰接处、小腿槽与脚托铰接处均设置压力传感器，两个所述压力传感器分别位于小腿槽的外侧壁和脚托上，压力传感器与伸缩器连接。

所述臀部按摩机构包括臀部按摩电机、蜗杆、两个涡轮和若干个按摩球，所述臀部按摩电机连接控制面板、动力输出轴连接蜗杆，蜗杆与一个涡轮相啮合，两个涡轮之间传动连接，两个涡轮设置在底板上与锻炼器相对应的位置处、并通过轴承与底板转动连接，涡轮的上表面沿周向阵列有若干个径向设置的圆球形槽，圆球形槽内设置有按摩球。

所述腰部按摩机构包括腰部按摩电机、转动轴、支架、连接杆、弧形柱和多个振动电机，所述支架为H形结构，支架的两个端头通过调节架设置在靠背的下端，所述腰部按摩电机设置在支架的一侧，按摩电机连接控制面板、动力输出轴传动连接转动轴，所述转动轴外表面周向开设有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的螺旋线首尾相连，所述弧形柱与连接杆固定连接，连接杆的头端设置有与螺旋凹槽相匹配的凸起，所述凸起对应插入螺旋凹槽中，连接杆的中端铰接至支架上，弧形柱的外表面固定设置有多个振动电机，多个振动电机并联连接至控制面板。

所述调节架包括螺杆、伸缩杆和矩形架，所述矩形架为四个互相铰接的矩形板组成，矩形架的上下两端分别连接伸缩杆的上下两端，矩形架的下端固定设置在靠背的下端、上端与靠背滑动连接，所述支架的两个端头设置伸缩杆上，矩形架的两侧设置有立柱，两个所述立柱内开设有方向相反的、并与螺杆相匹配的内螺纹，螺杆的一端依次穿过两个立柱并位于底座外侧。

通过上述技术方案，使用本发明具有以下有益效果：

1.本发明康复机器人设置有腰部按摩器，转动轴外表面周向开设有螺旋凹槽，螺旋凹槽的螺旋线首尾相连，通过连接杆头端的凸起与螺旋凹槽的传动，使弧形柱沿弧形的运动轨迹往复运动，即带动多个振动电机沿往复运动，实现对腰部规律的按摩，并扩大了按摩范围；螺杆和矩形架的配合，通过旋转螺杆同时使矩形架上下收缩或扩张，同时伸缩杆伸长或收缩，以达到对调节架、腰部按摩机构高度的调节，以适应不同身高的患者的不同腰部高度。

2.本发明康复机器人的大腿槽一端的调节组件，通过旋转调节轴带动齿条运动，以实现大腿槽的前后运动，以适应不同腿长的患者。

3.本发明康复机器人设置有伸缩器，通过控制面板操作伸缩器伸长或缩短，小腿槽或脚拖旋转，达到锻炼患者患病部位的目的，结构简单，成本低；大腿槽与小腿槽铰接处、小腿槽与脚托铰接处均设置压力传感器，当小腿槽或脚踏旋转运动时，若超过患者身体可运动的范围，压力传感器感知到过大的压力，输出信号使伸缩器停止伸长，小腿槽或脚托即停止运动，可操作控制面板上伸缩器的运行开关，以使小腿槽或脚托回退复位，增加了康复训练中的安全性，避免运动伤害。

4.本发明康复机器人还设置有臀部按摩机构，通过蜗杆和两个涡轮的传动，使按摩球沿圆形运动，符合人臀部的结构，按摩患者久坐而被压迫的臀部肌肉。

附图说明

图1为本发明康复机器人置的结构示意图；

图2为本发明康复机器人的调节组件的结构示意图；

图3为本发明康复机器人的臀部按摩机构的结构示意图之一；

图4为本发明康复机器人的臀部按摩机构的结构示意图之二；

图5为本发明康复机器人的腰部按摩机构和调节架的结构示意图；

图6为本发明康复机器人的旋转轴的结构示意图；

图7为本发明康复机器人的调节架的结构示意图；

附图标号：1为底座，101为底板，102为侧板，2为行走轮，3为转向轮，4为轮轴，5为蓄电池，6为控制面板，7为锻炼器，701为大腿槽，702为小腿槽，703为脚托，704为绑带，8为转向器，9为臀部按摩机构，901为臀部按摩电机，902为蜗杆，903为涡轮，904为按摩球，10为调节组件，1001为调节轴，1002为齿轮，1003为齿条， 12为伸缩器，14为压力传感器，15为靠背，16为腰部按摩机构，1601为腰部按摩电机，1602为转动轴，1603为支架，1604为连接杆，1605为弧形柱，1606为振动电机，1607为螺旋凹槽，17为调节架，1701为螺杆，1702为矩形架，1703为立柱，1704为伸缩杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1～图7所示，康复机器人，包括底座1、两个行走轮2、两个转向轮3和两个扶手，还包括蓄电池5、控制面板6和两个锻炼器7，所述底座1包括底板101和两个h形支架，h形支架的后端通过轮轴4转动连接行走轮2、前端通过转向器8转动连接转向轮3, h形支架的上端设置有扶手；两个所述转向器8通过导线并联连接，转向器8的控制部设置在控制面板6上，所述控制面板6包括多个并联的开关按钮、并连接蓄电池5；所述蓄电池5设置在底板101下方，底板101下方还设置有驱动电机，所述驱动电机的电源输入端连接控制面板6、动力输出轴与轮轴4传动连接；底板101上表面的前端对称设置有锻炼器7，所述锻炼器7包括大腿槽701、小腿槽702和脚托703，所述大腿槽701、小腿槽702均为弧形结构，大腿槽701、小腿槽702和脚托703上均设置有绑带704，大腿槽701的一端通过调节组件10与底座1可调连接、另一端铰接小腿槽702，所述小腿槽702铰接脚托703；底板101上表面后端设置有臀部按摩机构9，所述臀部按摩机构9连接控制面板6；臀部按摩机构9的后部设置有靠背15，靠背15的下部安装有腰部按摩机构16。

所述底板101位于两个h形支架之间，h形支架上设置有侧板102，所述调节组件10包括调节轴1001、两个齿轮1002和两个齿条1003，所述调节轴1001的两端穿过侧板102、并与底板101转动连接，两个所述齿轮1002固定设置在调节轴1001上、并与两个大腿槽701相对应，所述齿条1003一端与齿轮1002啮合、另一端与大腿槽701固定连接。

所述大腿槽701与小腿槽702铰接处、小腿槽702与脚托703铰接处均设置有伸缩器12，所述伸缩器12固定端固定在大腿槽701下方或小腿槽702外侧、伸缩端铰接在小腿槽702的外侧壁或脚托703上。

所述大腿槽701与小腿槽702铰接处、小腿槽702与脚托703铰接处均设置压力传感器14，两个所述压力传感器14分别位于小腿槽702的外侧壁和脚托703上，压力传感器14与伸缩器12连接。

所述臀部按摩机构9包括臀部按摩电机901、蜗杆902、两个涡轮903和若干个按摩球904，所述臀部按摩电机901连接控制面板6、动力输出轴连接蜗杆902，蜗杆902与一个涡轮903相啮合，两个涡轮903之间传动连接，两个涡轮903设置在底板101上与锻炼器7相对应的位置处、并通过轴承与底板101转动连接，涡轮903的上表面沿周向阵列有若干个径向设置的圆球形槽，圆球形槽内设置有按摩球904。

所述腰部按摩机构16包括腰部按摩电机1601、转动轴1602、支架1603、连接杆1604、弧形柱1605和多个振动电机1606，所述支架1603为H形结构，支架1603的两个端头通过调节架17设置在靠背15的下端，所述腰部按摩电机1601设置在支架1603的一侧，按摩电机1601连接控制面板6、动力输出轴传动连接转动轴1602，所述转动轴1602外表面周向开设有螺旋凹槽1607，所述螺旋凹槽1607的螺旋线首尾相连，所述弧形柱1605与连接杆1604固定连接，连接杆1604的头端设置有与螺旋凹槽1607相匹配的凸起，所述凸起对应插入螺旋凹槽1607中，连接杆1604的中端铰接至支架1603上，弧形柱1605的外表面固定设置有多个振动电机1606，多个振动电机1606并联连接至控制面板6。

所述调节架17包括螺杆1701、伸缩杆1704和矩形架1702，所述矩形架1702为四个互相铰接的矩形板组成，矩形架1702的上下两端分别连接伸缩杆1704的上下两端，矩形架1702的下端固定设置在靠背15的下端、上端与靠背15滑动连接，所述支架1603的两个端头设置伸缩杆1704上，矩形架1702的两侧设置有立柱1703，两个所述立柱1703内开设有方向相反的、并与螺杆1701相匹配的内螺纹，螺杆1701的一端依次穿过两个立柱1703并位于底座1外侧。

本实施例中，臀部按摩电机901和腰部按摩电机1601均为WONSMART品牌的型号为WS3640PG的电机；振动电机1606采用精科品牌的型号为jk-050sh的电机，压力传感器14为蚌埠大和电气有限公司的型号为AK-1C-2的压力传感器；伸缩器12为气弹簧。

使用时，首先根据患者的身高，调节大腿槽701的长度，旋转调节轴1001,带动两个齿轮1002旋转，然后齿条1003带动大腿槽701前进或后退，以达到对大腿槽701前后位置的调节，以适应患者腿部的长度；对患者腿部进行锻炼时，通过操作控制面板6上的伸缩器12的按钮开关，控制伸缩器12的伸长，进而带动小腿槽702向上旋转或脚托703向上旋转，达到锻炼腿部的能力；在进行腿部锻炼时，若达到患者的腿部或脚踝能够旋转的角度时，由于患者腿部或脚踝的压力，达到压力传感器14的限定值，压力传感器14的信号输入到伸缩器12，伸缩器12停止运动，以保护患者的腿部或脚踝，根据患者需要，患者可进行腿部或脚踝的自行回退，也可通过控制面板6上的伸缩器12的按钮开关，使伸缩器12回缩，以使小腿槽702或脚托703复位。

需要臀部按摩时，开启臀部按摩电机1601的控制开关即可；对于腰部按摩，患者根据需要旋转螺杆1701，带动矩形架1702的伸长或缩短、腰部按摩机构16的提高或降低，以使腰部按摩机构在患者舒服的位置；然后开启腰部按摩机1601和振动电机1602，在腰部按摩机1601的带动下，转动轴1602旋转，连接杆1604绕转动轴1602的螺旋凹槽1607旋转，使弧形柱1605沿弧形的路径往复运动，以达到对腰部往复按摩的目的。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其他的实施方式，故凡在本发明的原理上所做的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (6)

1.康复机器人，包括底座（1）、两个行走轮（2）、两个转向轮（3）和两个扶手，其特征在于，还包括蓄电池（5）、控制面板（6）和两个锻炼器（7），所述底座（1）包括底板（101）和两个h形支架，h形支架的后端通过轮轴（4）转动连接行走轮（2）、前端通过转向器（8）转动连接转向轮（3）, h形支架的上端设置有扶手；两个所述转向器（8）通过导线并联连接，转向器（8）的控制部设置在控制面板（6）上，所述控制面板（6）包括多个并联的开关按钮、并连接蓄电池（5）；所述蓄电池（5）设置在底板（101）下方，底板（101）下方还设置有驱动电机，所述驱动电机的电源输入端连接控制面板（6）、动力输出轴与轮轴（4）传动连接；底板（101）上表面的前端对称设置有锻炼器（7），所述锻炼器（7）包括大腿槽（701）、小腿槽（702）和脚托（703），所述大腿槽（701）、小腿槽（702）均为弧形结构，大腿槽（701）、小腿槽（702）和脚托（703）上均设置有绑带（704），大腿槽（701）的一端通过调节组件（10）与底座（1）可调连接、另一端铰接小腿槽（702），所述小腿槽（702）铰接脚托（703）；底板（101）上表面后端设置有臀部按摩机构（9），所述臀部按摩机构（9）连接控制面板（6）；臀部按摩机构（9）的后部设置有靠背（15），靠背（15）的下部安装有腰部按摩机构（16），所述腰部按摩机构（16）包括腰部按摩电机（1601）、转动轴（1602）、支架（1603）、连接杆（1604）、弧形柱（1605）和多个振动电机（1606），所述支架（1603）为H形结构，支架（1603）的两个端头通过调节架（17）设置在靠背（15）的下端，所述腰部按摩电机（1601）设置在支架（1603）的一侧，按摩电机（1601）连接控制面板（6）、动力输出轴传动连接转动轴（1602），所述转动轴（1602）外表面周向开设有螺旋凹槽（1607），所述螺旋凹槽（1607）的螺旋线首尾相连，所述弧形柱（1605）与连接杆（1604）固定连接，连接杆（1604）的头端设置有与螺旋凹槽（1607）相匹配的凸起，所述凸起对应插入螺旋凹槽（1607）中，连接杆（1604）的中端铰接至支架（1603）上，弧形柱（1605）的外表面固定设置有多个振动电机（1606），多个振动电机（1606）并联连接至控制面板（6）。

2.根据权利要求1所述康复机器人，其特征在于，所述底板（101）位于两个h形支架之间，h形支架上设置有侧板（102），所述调节组件（10）包括调节轴（1001）、两个齿轮（1002）和两个齿条（1003），所述调节轴（1001）的两端穿过侧板（102）、并与底板（101）转动连接，两个所述齿轮（1002）固定设置在调节轴（1001）上、并与两个大腿槽（701）相对应，所述齿条（1003）一端与齿轮（1002）啮合、另一端与大腿槽（701）固定连接。

3.根据权利要求1所述康复机器人，其特征在于，所述大腿槽（701）与小腿槽（702）铰接处、小腿槽（702）与脚托（703）铰接处均设置有伸缩器（12），所述伸缩器（12）固定端固定在大腿槽（701）下方或小腿槽（702）外侧、伸缩端铰接在小腿槽（702）的外侧壁或脚托（703）上。

4.根据权利要求3所述康复机器人，其特征在于，所述大腿槽（701）与小腿槽（702）铰接处、小腿槽（702）与脚托（703）铰接处均设置压力传感器（14），两个所述压力传感器（14）分别位于小腿槽（702）的外侧壁和脚托（703）上，压力传感器（14）与伸缩器（12）连接。

5.根据权利要求1所述康复机器人，其特征在于，所述臀部按摩机构（9）包括臀部按摩电机（901）、蜗杆（902）、两个涡轮（903）和若干个按摩球（904），所述臀部按摩电机（901）连接控制面板（6）、动力输出轴连接蜗杆（902），蜗杆（902）与一个涡轮（903）相啮合，两个涡轮（903）之间传动连接，两个涡轮（903）设置在底板（101）上与锻炼器（7）相对应的位置处、并通过轴承与底板（101）转动连接，涡轮（903）的上表面沿周向阵列有若干个径向设置的圆球形槽，圆球形槽内设置有按摩球（904）。

6.根据权利要求1所述康复机器人，其特征在于，所述调节架（17）包括螺杆（1701）、伸缩杆（1704）和矩形架（1702），所述矩形架（1702）为四个互相铰接的矩形板组成，矩形架（1702）的上下两端分别连接伸缩杆（1704）的上下两端，矩形架（1702）的下端固定设置在靠背（15）的下端、上端与靠背（15）滑动连接，所述支架（1603）的两个端头设置伸缩杆（1704）上，矩形架（1702）的两侧设置有立柱（1703），两个所述立柱（1703）内开设有方向相反的、并与螺杆（1701）相匹配的内螺纹，螺杆（1701）的一端依次穿过两个立柱（1703）并位于底座（1）外侧。

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