CN110279560A - 利用对侧上肢控制下肢的康复机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,包括:架体;上肢仿生关节活动安装于架体,用于联动上肢以被上肢带动而同步运动;下肢仿生关节活动安装于架体,用于联动下肢以带动下肢同步运动;驱动装置驱动下肢仿生关节活动;传感组件感测上肢仿生关节的姿态值;控制装置根据传感组件测得的姿态值,控制驱动装置工作,使得下肢仿生关节与上肢仿生关节同步运动。本发明中,患者活动上肢来带动上肢仿生关节运动,传感组件感测上肢仿生关节的姿态值,控制装置根据姿态值控制驱动装置工作,来驱动下肢仿生关节与上肢仿生关节同步运动,从而带动下肢与上肢同步运动,有助于对患者的四肢协调性进行针对性的康复训练,且优化康复训练效果。

Description

利用对侧上肢控制下肢的康复机器人
技术领域
本发明涉及涉及医疗机器人的技术领域,具体涉及一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人。
背景技术
随着我国人口老龄化的加剧,伴随着偏瘫患者的不断增加,使得传统的康复理疗系统愈加不能满足病人们的需求,传统康复治疗通常以康复理疗师的一对一辅助治疗为主,不仅耗时长且成本较高,因此,整个社会对医疗康复机器人的需求越来越迫切。
现有的康复机器人主要面向重度瘫痪的患者,有的采用固定安装的卧式或立式结构,有的采用可穿戴式的外骨骼结构,其基本思想都是将患者的下肢与机器人相连,用电机驱动机器人关节转动从而带动患者下肢活动以达到康复治疗的目的。但是针对一些轻度偏瘫患者(如半身不遂初期患者),当前康复机器人大多都是对患肢进行单独康复训练,未考虑四肢协调的功能性康复需求;而且康复机器人的操控时常需要专业人员辅助完成,其训练治疗过程中的关节的活动力度、频率都是提前预制好,难以实时调整,即使可调节也要通过诸如按钮、手柄、触摸屏等输入模式来进行控制,需要经过长期训练才能进行熟练操控,人机交互不友好,患者自主操控性以及实时动态调整能力较弱,行走步态控制方式不符合人机工程学的设计理念,行走时的也不满足人类自然步态的对侧上肢和下肢的摆动规律。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,旨在解决传统康复机器人未对患者四肢协调性进行康复训练的问题。
为实现上述目的,本发明提出的一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,包括:
架体;
上肢仿生关节,可活动地安装于所述架体,所述上肢仿生关节用于联动上肢,以被所述上肢带动而与所述上肢进行同步运动;
下肢仿生关节,可活动地安装于所述架体,所述下肢仿生关节用于联动位于所述上肢对侧的下肢,以带动所述下肢进行同步运动;
驱动装置,用于驱动所述下肢仿生关节活动;
传感组件,用于感测所述上肢仿生关节的姿态值;
控制装置,设于所述架体,且分别电性连接所述传感组件和所述驱动装置,用以根据所述传感组件测得的姿态值,控制所述驱动装置工作,使得所述下肢仿生关节与所述上肢仿生关节进行同步运动。
可选地,所述架体包括用于挂载至肩部的挂接部、以及用于围设至腰部的腰封部;
所述上肢仿生关节包括上臂摆杆,所述上臂摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述挂接部;
所述下肢仿生关节包括大腿摆杆,所述大腿摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述腰封部;
所述传感组件用于感测所述上臂摆杆的第一姿态值,所述控制装置用于根据所述第一姿态值,控制所述驱动装置工作,使得所述大腿摆杆与所述上臂摆杆进行同步运动。
可选地,所述上肢仿生关节还包括前臂摆杆,所述前臂摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述上臂摆杆的活动端;
所述下肢仿生关节还包括小腿摆杆,所述小腿摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述大腿摆杆的活动端;
所述传感组件还用于感测所述前臂摆杆的第二姿态值,所述控制装置用于根据所述第二姿态值,控制所述驱动装置工作,使得所述小腿摆杆与所述前臂摆杆进行同步运动。
可选地,所述下肢仿生关节还包括踏板结构,所述踏板结构包括:
踏板,用于固定脚部,所述踏板沿左右向轴线可上下翻转地安装于所述小腿摆杆的活动端;以及,
复位件,设于所述踏板和所述小腿摆杆之间。
可选地,所述下肢仿生关节的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述架体;
所述驱动装置包括:
驱动电机,设于所述架体,且具有朝下延伸的动力输出轴;
蜗杆,传动连接所述动力输出轴,以在所述驱动电机的驱动下沿上下向轴线前后转动;以及,
蜗轮,与所述蜗杆相啮合,所述蜗轮上远离啮合处的一侧固定连接所述下肢仿生关节的安装端。
可选地,所述驱动装置还包括:
壳体,设于所述架体,所述壳体的内部形成有供所述蜗杆和所述蜗轮安装的安装腔,所述安装腔的一侧设有开口,所述开口供所述下肢仿生关节的活动端自所述安装腔内向外伸出;以及,
两个限位板,分别突设于所述开口的上端沿和下端沿,用以限制所述下肢仿生关节的摆动角度。
可选地,所述大腿摆杆和所述小腿摆杆的长度可调节。
可选地,所述架体包括用于围设至腰部的腰封部,所述腰封部包括可相互抱合的左腰封和右腰封,所述左腰封和所述右腰封二者的其中之一设有插接件,另一设有与所述插接件插置配合的插槽件,以通过调节所述插接件和所述插槽件之间的插接深度,调节所述腰封部围合而成的腰围尺寸。
可选地,所述架体包括用于背负至背部的配重部,所述配重部用于平衡配重,所述配重部形成有容纳腔,所述容纳腔供所述控制装置安装。
可选地,所述利用对侧上肢控制下肢的康复机器人还包括多个绑缚件,所述多个绑缚件分别沿所述上肢仿生关节和所述下肢仿生关节的长度方向间隔设置,用于对应将所述上肢绑缚至所述上肢仿生关节、以及将所述下肢绑缚至所述下肢仿生关节。
本发明提供的技术方案中,患者主动活动上肢来带动上肢仿生关节进行同步运动,传感组件感测上肢仿生关节的姿态值,并反馈至控制装置,控制装置根据姿态值,通过控制驱动装置工作,来驱动下肢仿生关节与上肢仿生关节进行同步运动,从而带动患者的下肢与上肢进行同步运动,有助于对患者的四肢协调性进行针对性的康复训练,且优化康复训练效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人的一实施例的立体示意图;
图2为图1中上肢仿生关节的立体示意图;
图3为图1中下肢仿生关节(一视角)的立体示意图;
图4为图1中下肢仿生关节(另一视角)的立体示意图;
图5为图1中驱动装置的部分结构示意图。
附图标号说明:
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例,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作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。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
现有的康复机器人主要面向重度瘫痪的患者,有的采用固定安装的卧式或立式结构,有的采用可穿戴式的外骨骼结构,其基本思想都是将患者的下肢与机器人相连,用电机驱动机器人关节转动从而带动患者下肢活动以达到康复治疗的目的。但是针对一些轻度偏瘫患者(如半身不遂初期患者),当前康复机器人大多都是对患肢进行单独康复训练,未考虑四肢协调的功能性康复需求;而且康复机器人的操控时常需要专业人员辅助完成,其训练治疗过程中的关节的活动力度、频率都是提前预制好,难以实时调整,即使可调节也要通过诸如按钮、手柄、触摸屏等输入模式来进行控制,需要经过长期训练才能进行熟练操控,人机交互不友好,患者自主操控性以及实时动态调整能力较弱,行走步态控制方式不符合人机工程学的设计理念,行走时的也不满足人类自然步态的对侧上肢和下肢的摆动规律。
鉴于此,本发明提供一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,图1至图5为本发明提供的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人的具体实施例。
请参阅图1,本发明提供的一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人100,包括架体1、上肢仿生关节2、下肢仿生关节3、驱动装置4、传感组件5以及控制装置6,其中,所述上肢仿生关节2可活动地安装于所述架体1,所述上肢仿生关节2用于联动上肢,以被所述上肢带动而与所述上肢进行同步运动;所述下肢仿生关节3可活动地安装于所述架体1,所述下肢仿生关节3用于联动位于所述上肢对侧的下肢,以带动所述下肢进行同步运动;所述驱动装置4用于驱动所述下肢仿生关节3活动;所述传感组件5用于感测所述上肢仿生关节2的姿态值;所述控制装置6设于所述架体1,且分别电性连接所述传感组件5和所述驱动装置4,用以根据所述传感组件5测得的姿态值,控制所述驱动装置4工作,使得所述下肢仿生关节3与所述上肢仿生关节2进行同步运动。
本发明提供的技术方案中,患者主动活动上肢来带动上肢仿生关节2进行同步运动,传感组件5感测上肢仿生关节2的姿态值,并反馈至控制装置6,控制装置6根据姿态值,通过控制驱动装置4工作,来驱动下肢仿生关节3与上肢仿生关节2进行同步运动,从而带动患者的下肢与上肢进行同步运动,有助于对患者的四肢协调性进行针对性的康复训练,且优化康复训练效果。
本设计中对所述架体1的具体表现形式不作限制,所述架体1主要用于联结并支承上述各个结构和装置,以构成一结构紧凑且完整的康复机器人形态。所述架体1可以具体表现为一整个支架,来共同联结所述上肢仿生关节2和所述下肢仿生关节3;所述架体1也可以包括两个支架单元,来分别支撑固定所述上肢仿生关节2和所述下肢仿生关节3。所述传感组件5可以为任意可用于感测方位角的传感器,例如为光学编码器等角度传感器。当所述上肢仿生关节2包括多个可独立活动的上肢分关节时,所述角度传感器可对应多个所述上肢分关节设置为多个,以对应获得每一所述上肢分关节的准确姿态值;同理地,当所述下肢仿生关节3包括多个可独立活动的下肢分关节时,所述驱动装置4可对应多个所述下肢分关节设置为多个,以对每一所述下肢分关节进行独立且精准的驱动。
此外,为便于理解,下文中统一定义本实施例中所述的前后向,分别对应于人体面部朝向和背部朝向;所述左右向,分别对应于人体左手指向和右手指向。因此,当所述上肢为左臂时,所述下肢对应为右腿;当所述上肢为右臂时,所述下肢对应为左腿。
需要说明的是,在本实施例中,所述控制装置6用于采集所述传感组件5测得的姿态值,并将所述姿态值转换为控制信号,来对应控制所述驱动装置4工作。所述控制装置6的技术方案有多种,例如,可参考现有技术选用可编辑的控制芯片,或者直接采买现有的控制产品,此处不做详述。
鉴于上述可知,本实施例适用于下肢偏瘫患者,所述上肢仿生关节2由患者上肢驱动而进行运动,继而通过所述传感组件5、所述控制装置6以及所述驱动装置4来联动所述下肢仿生关节3,以带动患者下肢进行同步运动。与之同理地,在另一实施例中,当患者上肢偏瘫时,可以设置所述下肢仿生关节3由患者下肢驱动而进行运动,继而通过所述传感组件5、所述控制装置6以及所述驱动装置4来联动所述上肢仿生关节2,以带动患者上肢进行同步运动。或者,在又一实施例中,可参照所述驱动装置4,在所述上肢仿生关节2处也设置一驱动件;参照所述传感组件5,在所述下肢仿生关节3处也设置一传感件,从而可以在上肢联动下肢、或者下肢联动上肢这两种康复训练模式中按需切换,使得所述利用对侧上肢控制下肢的康复机器人100更具实用性。
具体地,请参阅图1至图3,在本实施例中,所述架体1包括用于挂载至肩部的挂接部11、以及用于围设至腰部的腰封部12;所述上肢仿生关节2包括上臂摆杆21,所述上臂摆杆21具有相对设置的安装端和活动端,所述上臂摆杆21的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述挂接部11,例如,所述上臂摆杆21可通过一转动轴转动安装于所述挂接部11,此处的所述转动轴相当于人体的肩关节;对应地,所述下肢仿生关节3包括大腿摆杆31,所述大腿摆杆31具有相对设置的安装端和活动端,所述大腿摆杆31的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述腰封部12,所述大腿摆杆31可通过一转动轴转动安装于所述腰封部12,此处的所述转动轴则相当于人体的髋关节。所述传感组件5用于感测所述上臂摆杆21的第一姿态值,所述控制装置6用于根据所述第一姿态值,控制所述驱动装置4工作,使得所述大腿摆杆31与所述上臂摆杆21进行同步运动。其中,所述挂接部11例如为一支撑板,所述支撑板弯折以形成弧形槽状,所述支撑板的内槽壁适配于人体肩部轮廓形状,所述内槽壁还可以布设有弹性层,以在穿戴时对人体的肩部进行缓冲保护;所述腰封部12例如为一连接腰带,所述连接腰带具备足够的支撑强度来支承所述下肢仿生关节3,同样地,所述连接腰带与人体腰部贴合处可布设有弹性层,以起到弹性保护的作用。
进一步地,在本实施例中,所述上肢仿生关节2还包括前臂摆杆22,所述前臂摆杆22的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述上臂摆杆21的活动端,所述前臂摆杆22的安装方式可与所述上臂摆杆21的安装方式同理,此时的所述转动轴即相当于人体的肘关节;对应地,所述下肢仿生关节3还包括小腿摆杆32,所述小腿摆杆32的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述大腿摆杆31的活动端,所述小腿摆杆32的安装方式可与所述大腿摆杆31的安装方式同理,此时的所述转动轴即相当于人体的膝关节。所述传感组件5还用于感测所述前臂摆杆22的第二姿态值,所述控制装置6用于根据所述第二姿态值,控制所述驱动装置4工作,使得所述小腿摆杆32与所述前臂摆杆22进行同步运动。如此设置,即可通过上臂来联动大腿、通过前臂来联动小腿、以及通过整个上肢来联动整个下肢进行康复训练,更贴近人体自然行走时上肢和对侧下肢的摆动规律,更加符合人体工程学。
需要注意的是,在本实施例中,所述上臂摆杆21相对于所述挂接部11、所述前臂摆杆22相对于所述上臂摆杆21、所述大腿摆杆31相对于所述腰封部12、以及所述小腿摆杆32相对于所述大腿摆杆31的摆动幅度和摆动方向需要设置在合理的范围内,避免对患者上肢或者下肢造成错向驱动,导致患者的上肢或者下肢二次损伤。另外,由于人体的前臂相对于上臂的摆动方向、与小腿相对于大腿的摆动方向相反,此时,只需通过设置所述控制装置6对所述第二姿态值进行方向校正,即可实现对所述小腿摆杆32运动姿态的准确驱动,具体可参考现有技术。
接着,请参阅图3和图4,在本实施例中,所述下肢仿生关节3还包括踏板结构,所述踏板结构包括踏板33和复位件34,所述踏板33用于固定脚部,所述踏板33沿左右向轴线可上下翻转地安装于所述小腿摆杆32的活动端;所述复位件34设于所述踏板33和所述小腿摆杆32之间。其中,所述踏板33的具体表现形式在本实施例中不作限制,例如可以为一载物板,然后在所述载物板上设置阻尼结构,以实现对脚部的限位和固定,其中,所述阻尼结构例如为摩擦凸起等;再或者,所述踏板33可以为一套筒,所述套筒由弹性材料制成,可在外力作用下拉伸变形,以形成足够的空间供脚部顺利穿入,然后在外力撤销后弹性复位,以对脚部进行弹性压制,既可实现对脚部的限位,还有助于提高脚部的舒适度。由于患者在摆动小腿时,相当于以膝关节为圆心,以小腿为半径进行上下摆动,所述踏板33的可翻转设置,用于适应小腿在不同摆动程度下与脚部之间形成的不同角度,也即使得患者的踝关节可灵活转动,起到锻炼踝关节的目的;所述复位件34设于所述踏板33和所述小腿摆杆32之间,所述复位件34例如为弹簧,当所述踏板33受外力作用而翻转时,所述弹簧受力而拉伸或者压缩变形;而当外力作用撤销时,所述弹簧具有弹性恢复力,带动所述踏板33复位至初始状态。
进一步地,请参阅图3、图4和图5,在本实施例中,当所述下肢仿生关节3的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述架体1,例如,所述下肢仿生关节3如同上述包括所述大腿摆杆31和所述小腿摆杆32时,所述驱动装置4包括驱动电机41、蜗杆42以及蜗轮43,所述驱动电机41设于所述架体1,且具有朝下延伸的动力输出轴;所述蜗杆42传动连接所述动力输出轴,以在所述驱动电机41的驱动下沿上下向轴线前后转动;所述蜗轮43与所述蜗杆42相啮合,所述蜗轮43上远离啮合处的一侧固定连接所述下肢仿生关节3的安装端。所述蜗杆42和所述蜗轮43的配合,具有较大的传动比,以提高所述摆动组件的结构紧凑性;还具有良好的自锁性,避免由所述蜗轮43反向带动所述蜗杆42转动,起保护作用。
更进一步地,在本实施例中,所述驱动装置4还包括壳体44和两个限位板45,所述壳体44设于所述架体1,所述壳体44的内部形成有供所述蜗杆42和所述蜗轮43安装的安装腔441,所述安装腔441的一侧设有开口,所述开口供所述下肢仿生关节3的活动端自所述安装腔441内向外伸出;所述两个限位板45分别突设于所述开口的上端沿和下端沿,用以限制所述下肢仿生关节3的摆动角度。当然,所述安装腔441还可以设有安装口以及安装挡板48,所述安装口便利于所述蜗杆42和所述蜗轮43的安装和拆卸,所述安装挡板48用于当所述蜗杆42和所述蜗轮43在所述安装腔441内安装到位后,盖合所述安装口设置,以起到隔离保护的作用;另外,所述下肢仿生关节3的安装端可以直接连接所述蜗轮43,也可以通过一连接板47固定连接于所述蜗轮43,所述连接板47并不限制为呈平板状,可以设置为适配于所述蜗轮43和所述下肢仿生关节3的形状,当所述连接板47连接所述蜗轮43的端面时,还可以在所述连接板47和所述蜗轮43之间设置一轴承46,例如为角接触轴承46;所述连接板47和所述下肢仿生关节3之间可以通过螺接件螺接固定。还可进一步设置所述两个限位板45相对于所述壳体44可滑动设置,使得所述下肢仿生关节3向上摆动和向下摆动的极限位置可调节,从而实现所述下肢仿生关节3的最大摆动角度可调节,有助于保障患者大腿在适宜范围内进行抬升,避免对患者造成二次伤害。
此外,为了提高所述利用对侧上肢控制下肢的康复机器人100与患者之间的穿戴匹配度,在本实施例中,所述大腿摆杆31和所述小腿摆杆32的长度可调节,以适配于不同患者的不同大腿长度和小腿长度,优化康复训练效果。以所述大腿摆杆31为例,所述大腿摆杆31可以包括沿长度方向相互套接的两个分杆,通过调节所述两个分杆之间的套接深度,可对应调节所述大腿摆杆31的长度;进一步地,所述两个分杆对应处分别开设有长孔,然后通过设置一螺接件与两个所述长孔插置配合,实现所述大腿摆杆31在所需长度处的锁止固定。所述小腿摆杆32的长度调节结构与所述大腿摆杆31同理,此处不作赘述。
此外,请参阅图4,在本实施例中,所述架体1包括用于围设至腰部的腰封部12,所述腰封部12包括可相互抱合的左腰封121和右腰封122,所述左腰封121的形状可适配于人体左半腰部的轮廓设置,所述右腰封122的形状可适配于人体右半腰部的轮廓设置,所述左腰封121和所述右腰封122二者的其中之一设有插接件123,另一设有与所述插接件123插置配合的插槽件124,以通过调节所述插接件123和所述插槽件124之间的插接深度,调节所述腰封部12围合而成的腰围尺寸。另外,所述插接件123和所述插槽件124可在对应位置处设置有调节孔,所述调节孔用于与一螺接件连接配合,以在所述腰封部12调节至所需腰围尺寸后,对该插接深度进行锁止固定。如此设置,使得所述腰封部12可适配于不同患者的不同腰围尺寸,从而提高所述利用对侧上肢控制下肢的康复机器人100的穿戴稳固性,优化康复训练效果。
另外,在本实施例中,所述架体1包括用于背负至背部的配重部13,所述配重部13可以设有配重物,所述配重部13用于平衡所述利用对侧上肢控制下肢的康复机器人100整体的配重,使得患者穿戴时前后受力一致。所述配重部13形成有容纳腔,所述容纳腔供所述控制装置6安装。将所述控制装置6设于所述容纳腔内,有利于所述控制装置6的走线安全;并且,所述配重部13可用于矫正患者的背部姿势,防止患者在进行四肢康复训练中驼背或者侧偏,影响康复训练效果。
为了更好地保障患者的上肢与所述上肢仿生关节2、患者的下肢与所述下肢仿生关节3之间的联动,在本实施例中,所述利用对侧上肢控制下肢的康复机器人100还包括多个绑缚件,所述多个绑缚件分别沿所述上肢仿生关节2和所述下肢仿生关节3的长度方向间隔设置,用于对应将所述上肢绑缚至所述上肢仿生关节2、以及将所述下肢绑缚至所述下肢仿生关节3。优选所述绑缚件的绑缚围度可调节,不仅适配于不同患者不同粗细的上肢和下肢,而且使得所述绑缚件对患者的上肢和下肢的绑缚力可调节,从而提高绑缚时的舒适度。所述绑缚件的具体表现形式在本实施例中不作限制,例如,所述绑缚件可以为弹性绑带,所述弹性绑带在外力作用下扩张,以供患者的上肢或者下肢顺利穿过,然后当外力作用撤销后,所述弹性绑带弹性收缩而对患者的上肢或者下肢施加有弹性压制力,确保对患者的上肢或者下肢进行良好固定的同时,有效避免对患者的皮肤造成磨损不适;当然,所述绑缚件还可以是松紧带、设有魔术贴的扎带等,此处不作一一详述。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,包括:
架体;
上肢仿生关节,可活动地安装于所述架体,所述上肢仿生关节用于联动上肢,以被所述上肢带动而与所述上肢进行同步运动;
下肢仿生关节,可活动地安装于所述架体,所述下肢仿生关节用于联动位于所述上肢对侧的下肢,以带动所述下肢进行同步运动;
驱动装置,用于驱动所述下肢仿生关节活动;
传感组件,用于感测所述上肢仿生关节的姿态值;
控制装置,设于所述架体,且分别电性连接所述传感组件和所述驱动装置,用以根据所述传感组件测得的姿态值,控制所述驱动装置工作,使得所述下肢仿生关节与所述上肢仿生关节进行同步运动。
2.如权利要求1所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述架体包括用于挂载至肩部的挂接部、以及用于围设至腰部的腰封部;
所述上肢仿生关节包括上臂摆杆,所述上臂摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述挂接部;
所述下肢仿生关节包括大腿摆杆,所述大腿摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述腰封部;
所述传感组件用于感测所述上臂摆杆的第一姿态值,所述控制装置用于根据所述第一姿态值,控制所述驱动装置工作,使得所述大腿摆杆与所述上臂摆杆进行同步运动。
3.如权利要求2所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述上肢仿生关节还包括前臂摆杆,所述前臂摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述上臂摆杆的活动端;
所述下肢仿生关节还包括小腿摆杆,所述小腿摆杆的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述大腿摆杆的活动端;
所述传感组件还用于感测所述前臂摆杆的第二姿态值,所述控制装置用于根据所述第二姿态值,控制所述驱动装置工作,使得所述小腿摆杆与所述前臂摆杆进行同步运动。
4.如权利要求3所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述下肢仿生关节还包括踏板结构,所述踏板结构包括:
踏板,用于固定脚部,所述踏板沿左右向轴线可上下翻转地安装于所述小腿摆杆的活动端;以及,
复位件,设于所述踏板和所述小腿摆杆之间。
5.如权利要求1所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述下肢仿生关节的安装端沿左右向轴线可上下摆动地安装于所述架体;
所述驱动装置包括:
驱动电机,设于所述架体,且具有朝下延伸的动力输出轴;
蜗杆,传动连接所述动力输出轴,以在所述驱动电机的驱动下沿上下向轴线前后转动;以及,
蜗轮,与所述蜗杆相啮合,所述蜗轮上远离啮合处的一侧固定连接所述下肢仿生关节的安装端。
6.如权利要求5所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述驱动装置还包括:
壳体,设于所述架体,所述壳体的内部形成有供所述蜗杆和所述蜗轮安装的安装腔,所述安装腔的一侧设有开口,所述开口供所述下肢仿生关节的活动端自所述安装腔内向外伸出;以及,
两个限位板,分别突设于所述开口的上端沿和下端沿,用以限制所述下肢仿生关节的摆动角度。
7.如权利要求3所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述大腿摆杆和所述小腿摆杆的长度可调节。
8.如权利要求1所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述架体包括用于围设至腰部的腰封部,所述腰封部包括可相互抱合的左腰封和右腰封,所述左腰封和所述右腰封二者的其中之一设有插接件,另一设有与所述插接件插置配合的插槽件,以通过调节所述插接件和所述插槽件之间的插接深度,调节所述腰封部围合而成的腰围尺寸。
9.如权利要求1所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述架体包括用于背负至背部的配重部,所述配重部用于平衡配重,所述配重部形成有容纳腔,所述容纳腔供所述控制装置安装。
10.如权利要求1所述的利用对侧上肢控制下肢的康复机器人,其特征在于,所述利用对侧上肢控制下肢的康复机器人还包括多个绑缚件,所述多个绑缚件分别沿所述上肢仿生关节和所述下肢仿生关节的长度方向间隔设置,用于对应将所述上肢绑缚至所述上肢仿生关节、以及将所述下肢绑缚至所述下肢仿生关节。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111012630A (zh) * 2020-01-09 2020-04-17 荷塘探索国际健康科技发展(北京)有限公司 一种肢体康复训练装置
CN114495666A (zh) * 2022-01-17 2022-05-13 武汉轻工大学 一种上肢关节松动术教学考试仪
CN114652578A (zh) * 2022-03-18 2022-06-24 法罗适(上海)医疗技术有限公司 一种下肢康复训练评估装置以及康复训练评估方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104825311A (zh) * 2015-05-04 2015-08-12 台州学院 偏瘫患者专用下肢外骨骼及其使用方法和稳定性验证方法
CN107126344A (zh) * 2017-07-05 2017-09-05 天津科技大学 下肢行走功能康复用外骨骼康复机器人与控制系统及方法
CN107411939A (zh) * 2017-07-24 2017-12-01 燕山大学 一种单侧下肢残疾人士专用助力康复机器人
CN107468486A (zh) * 2017-09-21 2017-12-15 臧大维 下肢类脑智能机械电子外骨骼及其综合控制系统
CN108478387A (zh) * 2018-04-20 2018-09-04 武汉轻工大学 一种下肢康复训练装置
CN207953848U (zh) * 2018-02-13 2018-10-12 中山市沃倍特智能医疗机器人股份有限公司 长续航且轻量化的智能外骨骼机器人

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104825311A (zh) * 2015-05-04 2015-08-12 台州学院 偏瘫患者专用下肢外骨骼及其使用方法和稳定性验证方法
CN107126344A (zh) * 2017-07-05 2017-09-05 天津科技大学 下肢行走功能康复用外骨骼康复机器人与控制系统及方法
CN107411939A (zh) * 2017-07-24 2017-12-01 燕山大学 一种单侧下肢残疾人士专用助力康复机器人
CN107468486A (zh) * 2017-09-21 2017-12-15 臧大维 下肢类脑智能机械电子外骨骼及其综合控制系统
CN207953848U (zh) * 2018-02-13 2018-10-12 中山市沃倍特智能医疗机器人股份有限公司 长续航且轻量化的智能外骨骼机器人
CN108478387A (zh) * 2018-04-20 2018-09-04 武汉轻工大学 一种下肢康复训练装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111012630A (zh) * 2020-01-09 2020-04-17 荷塘探索国际健康科技发展(北京)有限公司 一种肢体康复训练装置
CN114495666A (zh) * 2022-01-17 2022-05-13 武汉轻工大学 一种上肢关节松动术教学考试仪
CN114495666B (zh) * 2022-01-17 2023-05-23 武汉轻工大学 一种上肢关节松动术教学考试仪
CN114652578A (zh) * 2022-03-18 2022-06-24 法罗适(上海)医疗技术有限公司 一种下肢康复训练评估装置以及康复训练评估方法

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