CN109431754B - 下肢康复训练机器人及其悬吊减重机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种下肢康复训练机器人及其悬吊减重机构。悬吊减重机构包括悬吊架、悬吊绳组、卷绳装置以及电机。悬吊架包括第一立柱、第二立柱、第一穿绳弯柱和第二穿绳弯柱，第一立柱与第二立柱并排设置，第一穿绳弯柱固定连接在第一立柱上方，第二穿绳弯柱固定连接在第二立柱上方。悬吊绳组包括第一悬吊绳以及第二悬吊绳。卷绳装置包括收放第一悬吊绳和第二悬吊绳的绕绳轴，绕绳轴由电机带动。绕绳轴包括同轴线设置的第一输出轴和第二输出轴，第一输出轴的一端与电机连接、另一端上连接有第一绕线轮，第一悬吊绳绕设在第一绕线轮上并从第一穿绳弯柱穿设而出；第二输出轴的一端与电机连接、另一端上连接有第二绕线轮，第二悬吊绳绕设在第二绕线轮上并从第二穿绳弯柱穿设而出。本发明不仅可以保证同步起吊以有效保证起吊的平衡，而且体积较小，操作简单。

Description

下肢康复训练机器人及其悬吊减重机构

技术领域

本发明涉及医疗康复器械，具体地，涉及一种下肢康复训练机器人及其悬吊减重机构。

背景技术

脑卒中等脑血管疾病、脑或脊柱损伤等中枢神经损伤严重威胁着人类健康和生命安全，具有很高的致残率，患者大多有不同程度的生活能力、劳动能力丧失。据统计，在我国肢体功能障碍患者中有半数以上可以通过后期康复训练改善，重新获得行走能力。而目前传统康复训练是由专业理疗师“手把手”地对病人患肢进行反复牵引，这种方式不仅增加了医师的劳动强度，而且所需治疗费用较高。

随着科技的发展，用于下肢康复训练的医疗机器人也应运而生。目前下肢康复训练机器人的核心部分分为减重机构和人体下肢康复辅具。其中，下肢康复辅具带动患者下肢模拟正常步态运动；而在康复训练过程中患者下肢无法承受自身重量，难以维持平衡，需采用一定方式为患者提供减重力，以帮助患者在康复训练过程中减轻肌肉负担、纠正步态、改善平衡能力，所以减重机构的设计对整个康复训练机器人来说至关重要。

现有用于下肢康复训练的减重机构大多采用单绳牵引悬吊，通过电机带动单绳，单绳悬吊连接架，通过绑带将人体与连接架连接，从而实现主动式或被动式的减重。现有的主动式或被动式单绳悬吊减重装置存在以下不足之处：单绳减重装置由于只有一点受力，会对患者产生前后和侧向的拉力；现有技术一般通过电机预设弹簧的张力进行动态减重，体积较大，操作较复杂，且一个电机一般只能预设一股绳子的张力。

发明内容

考虑到上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种下肢康复训练机器人的悬吊减重机构。

本发明提供的下肢康复训练机器人的悬吊减重机构，设置在机架上，包括：

悬吊架，所述悬吊架包括第一立柱、第二立柱、第一穿绳弯柱和第二穿绳弯柱，所述第一立柱与所述第二立柱并排铰接在所述机架上，所述第一穿绳弯柱固定连接在所述第一立柱上方，所述第二穿绳弯柱固定连接在所述第二立柱上方，所述第一立柱上连接有第一推杆，所述第一推杆的轴向伸缩端与所述第一立柱铰接，所述第二立柱上连接有第二推杆，所述第二推杆的轴向伸缩端与所述第二立柱铰接；

悬吊绳组，所述悬吊绳组包括第一悬吊绳以及第二悬吊绳；

卷绳装置，所述卷绳装置包括收放所述第一悬吊绳和所述第二悬吊绳的绕绳轴；以及

电机，与所述绕绳轴连接带动所述绕绳轴转动；

其中，所述绕绳轴包括同轴线设置的第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴的一端与所述电机连接、另一端上连接有第一绕线轮，所述第一悬吊绳绕设在所述第一绕线轮上并从所述第一穿绳弯柱穿设而出；所述第二输出轴的一端与所述电机连接、另一端上连接有第二绕线轮，所述第二悬吊绳绕设在所述第二绕线轮上并从所述第二穿绳弯柱穿设而出。

示例地，所述第一穿绳弯柱内设置有第一导向轮组，所述第一穿绳弯柱的上端具有开口，所述第一悬吊绳经过所述第一导向轮组导向后从所述第一穿绳弯柱的开口穿出；所述第二穿绳弯柱内设置有第二导向轮组，所述第二穿绳弯柱的上端具有开口，所述第二悬吊绳经过所述第二导向轮组导向后从所述第二穿绳弯柱的开口穿出。

示例地，所述第一穿绳弯柱与所述第二穿绳弯柱之间通过一横杆连接。

示例地，所述卷绳装置还包括第一安装板、第一滑轮组、第二安装板和第二滑轮组，所述第一安装板设置在所述第一立柱上，所述第一滑轮组设置在所述第一安装板的侧表面上，所述第一悬吊绳经所述第一滑轮组引至所述第一导向轮组；所述第二安装板设置在所述第二立柱上，所述第二滑轮组设置在所述第二安装板的侧表面上，所述第二悬吊绳经所述第二滑轮组引至所述第二导向轮组。

示例地，所述第一绕线轮位于所述第一安装板的侧表面上，所述第一安装板上设置有第一轴承孔，所述第一输出轴穿过所述第一轴承孔与所述第一绕线轮连接；所述第二绕线轮位于所述第二安装板的侧表面上，所述第二安装板上设置有第二轴承孔，所述第二输出轴穿过所述第二轴承孔与所述第二绕线轮连接。

示例地，所述第一绕线轮与所述第二绕线轮相对所述电机对称设置。

示例地，所述电机的输出轴上连接有转向器，所述转向器具有相对设置的第一输出端和第二输出端，所述第一输出轴连接在所述第一输出端，所述第二输出轴连接在所述第二输出端。

示例地，还包括扶手装置，所述扶手装置包括第一安装弯管、第一扶手管、第二安装弯管和第二扶手管，所述第一安装弯管连接在所述第一立柱上，所述第一扶手管通过其端头的弯形连接件连接于所述第一安装弯管；所述第二安装弯管连接在所述第二立柱上，所述第二扶手管通过其端头的弯形连接件连接于所述第二安装弯管。

根据本发明的另一个方面，提供一种下肢康复训练机器人，包括机架、下肢康复辅具和减重机构，所述下肢康复辅具和所述减重机构皆设置在所述机架上，所述减重机构为上述的悬吊减重机构。

本发明由于采用第一悬吊绳和第二悬吊绳从两侧悬吊，第一悬吊绳和第二悬吊绳的收放由一个电机驱动，不仅可以保证同步起吊以有效保证起吊的平衡，而且体积较小，操作简单。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本发明实施例的下肢康复训练机器人的悬吊减重机构的立体图；

图2是根据本发明实施例的下肢康复训练机器人的悬吊减重机构的侧视图；

图3是图1中的涉及第一绕线轮部分的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的下肢康复训练机器人的悬吊减重机构的倾斜状态图。

其中，附图标记为

110—悬吊架

111—第一立柱

112—第二立柱

113—第一穿绳弯柱

114—第二穿绳弯柱

1141—纵向柱体

1142—横向柱体

1143—弧形过渡体

115—横杆

120—悬吊绳组

121—第一悬吊绳

122—第二悬吊绳

130—卷绳装置

131—第一输出轴

132—第二输出轴

133—第一绕线轮

134—第一安装板

135—第一滑轮组

141—第一推杆

142—第二推杆

151—第一导向轮组

160—电机

170—转向器

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

本发明提供的下肢康复训练机器人，用于脑中风与脊椎损伤等中枢神经损伤患者的下肢康复训练，包括机架、下肢康复辅具和减重机构，下肢康复辅具和减重机构皆设置在机架上，下肢康复辅具用于辅助患者进行正常步态训练等康复训练；减重机构用于为患者提供减重力，以帮助患者在康复训练过程中减轻肌肉负担、纠正步态、改善平衡能力。以下就对本发明的下肢康复训练机器人的悬吊减重机构进行详细介绍。

如图1所示，本发明提供的下肢康复训练机器人的悬吊减重机构，包括悬吊架110，悬吊绳组120，卷绳装置130以及电机160。

悬吊架110包括第一立柱111、第二立柱112、第一穿绳弯柱113和第二穿绳弯柱114，第一立柱111与第二立柱112并排设置，第一穿绳弯柱113固定连接在第一立柱111上方，第二穿绳弯柱114固定连接在第二立柱112上方。示例地，第一穿绳弯柱113和第二穿绳弯柱114具有相同的结构，以其中的第二穿绳弯柱114为例，第二穿绳弯柱114整体可以是一焊接件，第二穿绳弯柱114包括纵向柱体1141和横向柱体1142，纵向柱体1141与横向柱体1142之间通过弧形过渡体1143连接，纵向柱体1141、横向柱体1142和弧形过渡体1143都是中空的，也就是说，整个第二穿绳弯柱114是中空的，以方便后文中的第二悬吊绳122穿设出。

为了保证悬吊架110的稳固性，第一穿绳弯柱113和第二穿绳弯柱114之间通过一根横杆115连接在一起。具体地，第一穿绳弯柱的弧形过渡体上可以设置多个安装孔，同样地，第二穿绳弯柱的弧形过渡体上也可以设置多个安装孔，横杆115一端连接在第一穿绳弯柱的弧形过渡体的安装孔上、另一端连接在第二穿绳弯柱的弧形过渡体的安装孔上。多个安装孔可以方便调整横杆115的安装位置。

悬吊绳组120包括第一悬吊绳121以及第二悬吊绳122，第一悬吊绳121和第二悬吊绳122共同向患者提供悬吊力以达到减重的目的。

卷绳装置130包括收放第一悬吊绳121和第二悬吊绳122的绕绳轴，电机160与绕绳轴连接带动绕绳轴转动。较佳地，电机160位于悬吊架110的中轴线上。

示例地，结合参阅图2和图3，绕绳轴包括同轴线设置的第一输出轴131和第二输出轴132，第一输出轴131的一端与电机160连接、另一端上连接有第一绕线轮133，第一悬吊绳121绕设在第一绕线轮133上并从第一穿绳弯柱113穿设而出。第二输出轴132的一端与电机160连接、另一端上连接有第二绕线轮（图中未示出），第二悬吊绳122绕设在第二绕线轮上并从第二穿绳弯柱114穿设而出。

本发明中，第一输出轴131和第二输出轴132与电机160的连接是间接连接。具体间接连接方式可以是：电机140的输出轴上连接转向器170，转向器170具有相对设置的第一输出端和第二输出端，第一输出轴131连接在第一输出端，第二输出轴132连接在第二输出端。基于该结构设置，电机160通过转向器170同步带动第一输出轴131和第二输出轴132转动从而收紧两侧的第一悬吊绳121、第二悬吊绳122以带动人体提升。

如图2所示，为了保证悬吊绳组120正常工作，第一穿绳弯柱113内设置有第一导向轮组151，第一穿绳弯柱113的上端（具体来说是其横向柱体的远离弧形过渡体的一端）具有开口，第一悬吊绳121经过第一导向轮组151导向后从第一穿绳弯柱113的开口穿出。同样地，第二穿绳弯柱114内设置有第二导向轮组（图中未示出），第二穿绳弯柱的上端具有开口，第二悬吊绳122经过第二导向轮组导向后从第二穿绳弯柱的开口穿出。

示例地，结合参阅图3，卷绳装置130还包括第一安装板134、第一滑轮组135、第二安装板和第二滑轮组，第一安装板134设置在第一立柱111上，第一滑轮组135设置在第一安装板134的侧表面上，第一悬吊绳121经第一滑轮组135引至第一导向轮组151。另一侧的第二安装板和第二滑轮组由于是与第一安装板134、第一滑轮组135相对悬吊架110的中轴线轴对称设置的，第二安装板设置在第二立柱112上，第二滑轮组设置在第二安装板的侧表面上，第二悬吊绳122经第二滑轮组引至第二导向轮组。

示例地，第一绕线轮133位于第一安装板134的侧表面上，第一安装板134上设置有第一轴承孔，第一输出轴131穿过第一轴承孔与第一绕线轮133连接；同样地，第二绕线轮位于第二安装板的侧表面上，第二安装板上设置有第二轴承孔，第二输出轴132穿过第二轴承孔与第二绕线轮连接。本发明实施例中，第一绕线轮与第二绕线轮相对电机160对称设置。

示例地，为了方便患者手扶，本发明的悬吊减重机构还包括扶手装置，扶手装置包括第一安装弯管181、第一扶手管182、第二安装弯管183和第二扶手管184，第一安装弯管181连接在第一立柱111上，第一扶手管182通过其端头的弯形连接件连接于第一安装弯管181；第二安装弯管183连接在第二立柱112上，第二扶手管184通过其端头的弯形连接件连接于第二安装弯管183。

为了辅助人体站立，实现下肢不便的患者自己站立，第一立柱111上连接有第一推杆141，第一推杆141的轴向伸缩端与第一立柱111铰接；第二立柱112上连接有第二推杆142，第二推杆142的轴向伸缩端与第二立柱112铰接。第一推杆141和第二推杆142皆可以是电动推杆，也可以是液压推杆。第一推杆141和第二推杆142皆设置在悬吊架110的后方，此处的后方是指如图1所示方位的悬吊减重机构，第一推杆141设置于第一扶手管182的相对一侧，第二推杆142设置于第二扶手管184的相对一侧。由于后置推杆，悬吊减重机构可以实现前倾（如图4），从而方便辅助人体站立。

本发明的悬吊减重机构，通过电机可以同步提升人体，减轻人体自重对腿部压力，两侧悬吊绳均有拉力，保证安全。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种下肢康复训练机器人的悬吊减重机构，设置在机架上，其特征在于，包括：

悬吊架，所述悬吊架包括第一立柱、第二立柱、第一穿绳弯柱和第二穿绳弯柱，所述第一立柱与所述第二立柱并排铰接在所述机架上，所述第一穿绳弯柱固定连接在所述第一立柱上方，所述第二穿绳弯柱固定连接在所述第二立柱上方，所述第一立柱上连接有第一推杆，所述第一推杆的轴向伸缩端与所述第一立柱铰接，所述第二立柱上连接有第二推杆，所述第二推杆的轴向伸缩端与所述第二立柱铰接；

悬吊绳组，所述悬吊绳组包括第一悬吊绳以及第二悬吊绳；

卷绳装置，所述卷绳装置包括收放所述第一悬吊绳和所述第二悬吊绳的绕绳轴；以及

电机，与所述绕绳轴连接带动所述绕绳轴转动；

其中，所述绕绳轴包括同轴线设置的第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴的一端与所述电机连接、另一端上连接有第一绕线轮，所述第一悬吊绳绕设在所述第一绕线轮上并从所述第一穿绳弯柱穿设而出；所述第二输出轴的一端与所述电机连接、另一端上连接有第二绕线轮，所述第二悬吊绳绕设在所述第二绕线轮上并从所述第二穿绳弯柱穿设而出。

2.根据权利要求1所述的悬吊减重机构，其特征在于，所述第一穿绳弯柱内设置有第一导向轮组，所述第一穿绳弯柱的上端具有开口，所述第一悬吊绳经过所述第一导向轮组导向后从所述第一穿绳弯柱的开口穿出；所述第二穿绳弯柱内设置有第二导向轮组，所述第二穿绳弯柱的上端具有开口，所述第二悬吊绳经过所述第二导向轮组导向后从所述第二穿绳弯柱的开口穿出。

3.根据权利要求2所述的悬吊减重机构，其特征在于，所述第一穿绳弯柱与所述第二穿绳弯柱之间通过一横杆连接。

4.根据权利要求2所述的悬吊减重机构，其特征在于，所述卷绳装置还包括第一安装板、第一滑轮组、第二安装板和第二滑轮组，所述第一安装板设置在所述第一立柱上，所述第一滑轮组设置在所述第一安装板的侧表面上，所述第一悬吊绳经所述第一滑轮组引至所述第一导向轮组；所述第二安装板设置在所述第二立柱上，所述第二滑轮组设置在所述第二安装板的侧表面上，所述第二悬吊绳经所述第二滑轮组引至所述第二导向轮组。

5.根据权利要求4所述的悬吊减重机构，其特征在于，所述第一绕线轮位于所述第一安装板的侧表面上，所述第一安装板上设置有第一轴承孔，所述第一输出轴穿过所述第一轴承孔与所述第一绕线轮连接；所述第二绕线轮位于所述第二安装板的侧表面上，所述第二安装板上设置有第二轴承孔，所述第二输出轴穿过所述第二轴承孔与所述第二绕线轮连接。

6.根据权利要求5所述的悬吊减重机构，其特征在于，所述第一绕线轮与所述第二绕线轮相对所述电机对称设置。

7.根据权利要求1所述的悬吊减重机构，其特征在于，所述电机的输出轴上连接有转向器，所述转向器具有相对设置的第一输出端和第二输出端，所述第一输出轴连接在所述第一输出端，所述第二输出轴连接在所述第二输出端。

8.根据权利要求1所述的悬吊减重机构，其特征在于，还包括扶手装置，所述扶手装置包括第一安装弯管、第一扶手管、第二安装弯管和第二扶手管，所述第一安装弯管连接在所述第一立柱上，所述第一扶手管通过其端头的弯形连接件连接于所述第一安装弯管；所述第二安装弯管连接在所述第二立柱上，所述第二扶手管通过其端头的弯形连接件连接于所述第二安装弯管。

9.一种下肢康复训练机器人，包括机架、下肢康复辅具和减重机构，所述下肢康复辅具和所述减重机构皆设置在所述机架上，所述减重机构为权利要求1-8中任意一项所述的悬吊减重机构。