CN110393653B - 一种腰部康复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腰部康复机器人，包括底座及设置于底座上方的坐垫、背垫，坐垫下方设有沿X向滑动的滑道，滑道与底座之间还设有坐垫电缸，坐垫电缸上端通过球副连接于滑道，另一端铰接于底座；滑道下表面还设置有沿X向的铰接套管，铰接套管套接于支架的上端，支架下端铰接于支架连接板，支架连接板固定连接于底座；铰接套管连接滑槽，支架连接曲柄，曲柄的非中心位置通过销轴连接于滑槽，曲柄的中心位置连接用于驱动曲柄转动的动力机构，曲柄还连接于高度调节组件；背垫设有旋转座，旋转座可绕Y轴转动连接于背垫底座，旋转座与背垫底座之间还设有用于锁住旋转座的背垫锁死装置。本发明的能够对患者腰部进行多个方向与角度的康复运动。

Description

一种腰部康复机器人

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域，具体涉及一种腰部康复机器人。

背景技术

康复机器人是近些年新兴的医疗器具之一，腰部康复机器人就属于较为常用的康复机器人之一，使用时，患者的上身和臀部分别固定在两个不同的坐垫上，通过对两个坐垫的相对移动实现对患者的臀部和腰部进行相对移动，继而达到被动锻炼的目的。

腰部在康复的过程中臀部相对于腰部的运动范围（运动幅度）及运动的自由度直接决定了其使用效果，不同身材、不同康复阶段的患者对于康复机器人的需求也是不同的，因此设计多个运动方向、多种运动幅度的腰部康复机器人对于提升康复机器人的通用性及康复效果具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种腰部康复机器人，解决了现有技术中腰部康复机器人康复自由度较低的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种腰部康复机器人，其特征在于：包括底座及设置于底座上方的坐垫、背垫，所述坐垫下方设有沿X向滑动的滑道，所述滑道与底座之间还设有坐垫电缸，所述坐垫电缸上端通过球副连接于滑道，另一端铰接于底座；

所述滑道下表面还设置有沿X向的铰接套管，所述铰接套管套接于支架的上端，所述支架下端铰接于支架连接板，所述支架连接板固定连接于底座；

所述铰接套管连接滑槽，所述支架连接曲柄，所述曲柄的非中心位置通过销轴连接于滑槽，曲柄的中心位置连接用于驱动曲柄转动的动力机构，所述曲柄还连接于高度调节组件；

所述背垫设有旋转座，所述旋转座可绕Y轴转动连接于背垫底座，所述旋转座与背垫底座之间还设有用于锁住旋转座的背垫锁死装置。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述动力机构包括减速机及连接于减速机的电机，所述支架的侧部设有腰形孔，所述减速机的动力输出轴穿过腰形孔连接于曲柄；

所述高度调节组件包括两个上下设置的滑杆座及竖直连接于两个滑杆座之间的滑杆，所述减速机可滑动连接于滑杆，所述减速机与滑杆座之间还设有调节螺杆，所述调节螺杆通过螺纹连接于滑杆座，调节螺杆的端部可转动连接于减速机。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述销轴的外表面还设有滚动轴承。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述底座的上表面还设有X向滑板，所述X向滑板连接于背垫底座的下端。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述背垫的一端还设有头枕，所述头枕铰接于背垫，所述头枕与背垫之间还设有用于驱动头枕相对于背垫旋转的头枕电动缸。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述背垫的头枕连接端还设有用于连接使用者肩膀的两个肩部限位，所述肩部限位通过肩部限位伸缩杆连接于背垫。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述背垫的两侧还设有侧挡板，所述侧挡板通过插杆连接于插槽，所述插槽设置于背垫的下表面。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述坐垫的下表面还设有绑带连接孔，所述绑带连接孔连接绑带。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述背垫锁死装置包括可滑动连接于背垫底座的锁死滑板、踏板及弹性装置，所述踏板用于驱动锁死滑板沿着背垫底座滑动，所述旋转座设有齿轮，所述弹性装置用于驱动锁死滑板连接旋转座的齿轮。

作为本发明的一种可选方案，前述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述支架连接板、坐垫电缸与底座之间还设有Z轴转盘。

本发明所达到的有益效果：

本发明的坐垫在空间范围内具有四个自由度，背垫在空间具有两个自由度，并且结合现有技术中的控制装置能够实现上述坐垫、背垫的多个自由度联动。

本发明的能够对患者腰部进行多个方向与角度的康复运动，配合现有技术中的控制装置，能够实现多轴联动，背垫可根据需要在卧姿和坐姿之间进行切换。对于腰部康复较为常用的扭转运动范围，可通过高度调节组件实现对其幅度的调整。

肩部限位、绑带连接孔及两个侧挡板能够对患者进行定位及固定，使患者臀部能够紧密贴合坐垫，同时能够满足不同体型患者的使用需求。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图；

图2是本发明图1中a处的局部放大图；

图3是本发明图2的A-A截面图；

图4是本发明图1中b处的局部放大图；

附图标记的含义：1-底座；2-坐垫；3-背垫；4-头枕；5-支架；6-滑槽；7-曲柄；8-减速机；9-高度调节组件；10-背垫底座；11-调平压脚；12-支架连接板；13-X向滑板；14-Z轴转盘；21-滑道；211-铰接套管；22-坐垫电缸；23-绑带连接孔；31-旋转座；32-肩部限位；321-肩部限位伸缩杆；33-侧挡板；34-插槽；41-头枕电动缸；51-腰形孔；71-销轴；711-滚动轴承；81-电机；91-滑杆；92-滑杆座；93-调节螺杆；101-锁死滑板；102-拉簧；103-踏板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示：本实施例公开了一种腰部康复机器人：包括底座1及设置于底座1上方的坐垫2、背垫3，坐垫2下方设有沿X向滑动的滑道21，滑道21与底座1之间还设有坐垫电缸22，坐垫电缸22上端通过球副连接于滑道21，另一端铰接于底座1。底座1下方设有用于调平的多个调平压脚11。

滑道21下表面还设有X向设置（轴线与X向平行）的铰接套管211，铰接套管211套接于支架5的上端，支架5下端铰接于支架连接板12，支架连接板12固定连接于底座1。支架连接板12、坐垫电缸22与底座1之间还设有Z轴转盘14。通过Z轴转盘14能够实现坐垫2的转动，Z轴转盘14属于现有技术。

铰接套管211连接滑槽6，支架5连接曲柄7，曲柄7的非中心位置通过销轴71连接于滑槽6，曲柄7的中心位置连接用于驱动曲柄7转动的动力机构，动力机构包括减速机8及连接于减速机8的电机81，支架5的侧部设有腰形孔51，减速机8的动力输出轴穿过腰形孔51连接于曲柄7。为了降低销轴71与滑槽6之间的摩擦力，优选在销轴71的外表面还设有滚动轴承711，将滑动摩擦变成滚动摩擦。

曲柄7还连接于高度调节组件9；背垫3设有旋转座31，旋转座31可转动连接于背垫底座10，旋转座31的转动轴心是Y轴，通过转动旋转座31，可以实现背垫3两端高低的调整。

具体的，本实施例的高度调节组件9包括两个上下设置的滑杆座92及竖直连接于两个滑杆座92之间的滑杆91，滑杆91的数量不少于两个。减速机8可滑动连接于滑杆91，减速机8与滑杆座92之间还设有调节螺杆93，调节螺杆93通过螺纹连接于滑杆座92，调节螺杆93的端部可转动连接于减速机8。通过旋转调节螺杆93，可以实现曲柄7高度的调整，继而实现对坐垫2最大倾斜角度（绕铰接套管211的倾斜方向）的调整。为了便于操作，最好将高度调节组件9设置在靠近背垫3的一侧，这样有利于患者接触到调节螺杆93上调节手柄。

底座1的上表面还设有X向滑板13，X向滑板13连接于背垫底座10的下端。本实施例的X向滑板13属于现有技术。

背垫3的一端还设有头枕4，头枕4铰接于背垫3，头枕4与背垫3之间还设有用于驱动头枕4相对于背垫3旋转的头枕电动缸41。通过头枕电动缸41的伸缩能够实现头枕4与背垫3之间角度的调整，通过头枕电动缸41的定位，使康复者的颈部能够处于一个较舒适的角度，也可通过一定的控制装置，控制头枕电动缸41周期性的伸缩，实现对于康复者的颈部康复。

背垫3的头枕4连接端还设有用于连接使用者肩膀的两个肩部限位32，肩部限位32通过肩部限位伸缩杆321连接于背垫3。两个肩部限位32之间有用于通过脖子的通道，并且肩部限位伸缩杆321可以相对于背垫3伸缩并锁定，这样能够满足不同身高患者的使用需求，同时避免在康复的过程中，患者上身向头枕4的方向滑动。

为了对使用者上身的侧部形成支撑，避免使用者从背垫3上侧翻或滑脱，背垫3的两侧还设有侧挡板33，侧挡板33通过插杆连接于插槽34，插槽34设置于背垫3的下表面。插槽34设有定位装置，如顶丝等，用于对两个侧挡板33之间的宽度进行锁定。在实际使用时，侧挡板33也可对患者的腋下进行支撑。

坐垫2的下表面还设有绑带连接孔23，绑带连接孔23连接绑带，绑带用于绑住使用者的大腿或大胯，用于使臀部贴合于坐垫2。

旋转座31与背垫底座10之间还设有用于锁住旋转座31的背垫锁死装置。

具体的，结合图1及图4：背垫锁死装置包括可滑动连接于背垫底座10的锁死滑板101、踏板103及弹性装置，踏板103用于驱动锁死滑板101沿着背垫底座10滑动，旋转座31设有齿轮，弹性装置用于驱动锁死滑板101连接旋转座31的齿轮。在自然状态下，锁死滑板101在弹性装置的驱动下，端部顶住旋转座31的齿轮，使旋转座31无法转动，当需要调整背垫3的角度时，用脚踩住踏板103，使锁死滑板101与旋转座31的齿轮分离即可，当调整完成之后，松开踏板103，即可使锁死滑板101再次锁住旋转座31。通过调整背垫3的角度还可实现患者坐姿与卧姿的切换。

具体的，弹性装置是拉簧102，拉簧102一端连接背垫底座10，另一端连接踏板103，踏板103通过腰形孔连接锁死滑板101。

使用时，坐垫电缸22的伸缩能够实现坐垫2以Y轴为轴心旋转，曲柄7的转动能够实现滑槽6的倾斜，继而实现坐垫2的以X轴为轴心做一定角度的旋转，滑道21的滑动能够实现X轴滑动，Z轴转盘14的转动能够实现坐垫2以Z轴为轴心旋转。通过上述分析知道，坐垫2在空间范围内具有四个自由度（包含3个旋转自由度和一个X向平移自由度）。

背垫3能够以Y轴为中心旋转（需手动调节），在X向滑板13的作用下，背垫3能够在X向平移，即背垫3在空间具有两个自由度，并且结合现有技术中的控制装置能够实现上述坐垫2、背垫3的多个自由度联动。

本发明的能够对患者腰部进行多个方向与角度的康复运动，配合现有技术中的控制装置，能够实现多轴联动，背垫3可根据需要在卧姿和坐姿之间进行切换。对于腰部康复较为常用的扭转运动范围，可通过高度调节组件9实现对其幅度的调整。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种腰部康复机器人，其特征在于：包括底座（1）及设置于底座（1）上方的坐垫（2）、背垫（3），所述坐垫（2）下方设有沿X向滑动的滑道（21），所述滑道（21）与底座（1）之间还设有坐垫电缸（22），所述坐垫电缸（22）上端通过球副连接于滑道（21），另一端铰接于底座（1）；

所述滑道（21）下表面还设置有沿X向的铰接套管（211），所述铰接套管（211）套接于支架（5）的上端，所述支架（5）下端铰接于支架连接板（12），所述支架连接板（12）固定连接于底座（1）；

所述铰接套管（211）连接滑槽（6），所述支架（5）连接曲柄（7），所述曲柄（7）的非中心位置通过销轴（71）连接于滑槽（6），曲柄（7）的中心位置连接用于驱动曲柄（7）转动的动力机构，所述曲柄（7）还连接于高度调节组件（9）；

所述动力机构包括减速机（8）及连接于减速机（8）的电机（81），所述支架（5）的侧部设有腰形孔（51），所述减速机（8）的动力输出轴穿过腰形孔（51）连接于曲柄（7）；

所述高度调节组件（9）包括两个上下设置的滑杆座（92）及竖直连接于两个滑杆座（92）之间的滑杆（91），所述减速机（8）可滑动连接于滑杆（91），所述减速机（8）与滑杆座（92）之间还设有调节螺杆（93），所述调节螺杆（93）通过螺纹连接于滑杆座（92），调节螺杆（93）的端部可转动连接于减速机（8）；

所述背垫（3）设有旋转座（31），所述旋转座（31）可绕Y轴转动连接于背垫底座（10），所述旋转座（31）与背垫底座（10）之间还设有用于锁住旋转座（31）的背垫锁死装置；

所述背垫（3）的一端还设有头枕（4），所述头枕（4）铰接于背垫（3），所述头枕（4）与背垫（3）之间还设有用于驱动头枕（4）相对于背垫（3）旋转的头枕电动缸（41）；

所述背垫（3）的两侧还设有侧挡板（33），所述侧挡板（33）通过插杆连接于插槽（34），所述插槽（34）设置于背垫（3）的下表面；

以所述背垫底座（10）与所述旋转座（31）的连接处为坐标原点，

所述头枕（4）的中心点、坐垫（2）的中心点、所述背垫（3）的中心点的连线为X轴，所述坐垫（2）远离所述背垫（3）移动的方向为X轴的正方向，

所述背垫（3）两侧的侧挡板（33）的连线为Y轴，从左侧侧挡板到右侧侧挡板的方向为Y轴的正方向，

所述坐垫电缸（22）上下运行的方向为Z轴，所述坐垫（2）远离所述底座（1）移动的方向为Z轴的正方向。

2.根据权利要求1所述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述销轴（71）的外表面还设有滚动轴承（711）。

3.根据权利要求1所述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述底座（1）的上表面还设有X向滑板（13），所述X向滑板（13）连接于背垫底座（10）的下端。

4.根据权利要求1所述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述背垫（3）的头枕（4）连接端还设有用于连接使用者肩膀的两个肩部限位（32），所述肩部限位（32）通过肩部限位伸缩杆（321）连接于背垫（3）。

5.根据权利要求1所述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述坐垫（2）的下表面还设有绑带连接孔（23），所述绑带连接孔（23）连接绑带。

6.根据权利要求1所述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述背垫锁死装置包括可滑动连接于背垫底座（10）的锁死滑板（101）、踏板（103）及弹性装置，所述踏板（103）用于驱动锁死滑板（101）沿着背垫底座（10）滑动，所述旋转座（31）设有齿轮，所述弹性装置用于驱动锁死滑板（101）连接旋转座（31）的齿轮。

7.根据权利要求1所述的一种腰部康复机器人，其特征在于：所述支架连接板（12）、坐垫电缸（22）与底座（1）之间还设有Z轴转盘（14）。