CN110547947A - 一种下肢康复训练机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种下肢康复机器人，涉及下肢康复训练领域，主要包括：座椅固定系统、控制电脑、大腿开合系统、大腿升降系统、小腿控制系统；所述大腿开合系统包括大腿开合电机、大腿开合臂，所述大腿开合臂能绕所述大腿开合电机中心轴线转动，从而实现大腿开合；所述大腿升降系统包括大腿升降电机、大腿驱动臂、被动支撑臂、所述大腿升降臂绕所述大腿开合臂与所述大腿升降臂连接处的中心轴线运动，从而带动大腿做升降运动；所述小腿控制系统包括小腿控制电机、小腿驱动臂，所述小腿摆动臂绕小腿摆动臂连接板的孔中心轴线运动，从而带动小腿做纵向前后运动。

Description

一种下肢康复训练机器人

技术领域

本发明涉及下肢康复领域，具体涉及一种下肢康复训练机器。

背景技术

随着老龄化人口比例不断提高，脑卒是老年人的高发病症，脑卒引起的偏瘫严重影响病人的日常生活，给家庭造成负担。同时随着交通工具日益增多，道路日趋拥挤而引发的交通事故导致肢体损伤的人数直线上升。通过下肢康复机器人的科学训练，病人的肢体活动范围、协调性、肌肉力量、灵活性等都得到了较好的恢复。现有的医疗用下肢康复机器人整机价格不菲，因此很难大范围的普及。下肢康复训练也要注意安全性，防止动作过快，幅度过大而导致二次损伤。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种下肢康复训练机器人，它可安装于大多数现成座椅，可以安全控制下肢运动的速度、幅度、开合角度，而不用担心速度、幅度太大导致二次损伤。根据康复疗程的需要，可以根据病人的恢复状况，随时调整下肢运动的强度。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种下肢康复训练机器人，包括：

座椅固定系统，所述座椅固定系统可与座垫的下部底板固定。

优选的，大腿开合系统，所述大腿开合系统包括大腿开合电机，所述大腿开合电机固定连接锁紧片、所述锁紧片固定连接谐波减速机，所述谐波减速机套入所述座椅固定系统圆孔中固定连接，所述谐波减速机输出端固定连接在大腿开合臂中部位置之上，所述大腿开合臂能绕所述大腿开合电机中心轴线旋转，所述谐波减速机底端设置有大腿开合传感器，所述大腿开合传感器的数据被所述控制电脑采集后，能限制所述大腿开合电机的旋转角度和速度，从而控制病人双腿的开合角度，以保证病人训练安全。

优选的，大腿升降系统，所述大腿升降系统包括大腿开合臂，所述大腿开合臂下部前端固定连接大腿电机支架，所述大腿电机支架固定连接所述大腿升降电机，所述大腿电机支架另一侧固定连接谐波减速机，所述谐波减速机输出端与大腿驱动臂一端固定连接，所述大腿驱动臂另一端与被动支撑臂活动连接，所述被动支持臂另一端与所述大腿升降臂前端卡套活动相连。

进一步的，所述大腿开合臂上端与大腿升降臂活动相连，所述大腿升降臂能绕与其活动连接的所述大腿开合臂连接处中心轴线旋转，且所述连接处中心轴线上设置有大腿升降传感器，所述大腿升降传感器的数据被电脑采集后，能限制大腿升降电机的旋转角度和速度，从而限制大腿升降角度，以保证安全。

进一步的，所述大腿升降臂前端设置有大腿压力传感器，所述大腿压力传感器之上设置有大腿托垫，当病人大腿放置在托垫上时，所述大腿压力传感器的数据被所述控制电脑采集，以便输出合适电流以驱动所述大腿升降电机，以适应不同体重病人。

优选的，所述大腿托垫之上设置有大腿收紧带，所述大腿收紧带能固定病人大腿。

优选的，小腿控制系统，所述小腿控制系统包括小腿控制电机、小腿摆动臂、小腿摆动臂连接板、小腿支撑杆、小腿驱动臂，所述大腿托垫前端固定连接小腿摆动臂连接板，所述小腿摆动连接板活动连接所述小腿摆动臂上端，所述小腿摆动臂中端活动连接所述小腿支撑杆顶端，所述小腿支撑杆另一顶端活动连接小腿驱动臂，所述小腿驱动臂另一端固定连接谐波减速机输出端，所述小腿控制电机固定连接锁紧片，所述锁紧片固定连接谐波减速机输入端，所述谐波减速机套入所述大腿升降臂前端吊耳中固定连接。

进一步的，所述小腿摆动臂可与所述小腿摆动臂连接板的连接处中心轴线旋转，从而带动所述小腿托垫和脚踏板前后纵向运动。

优选的，所述小腿摆动臂下端固定连接小腿托垫，所述小腿托垫上设置有小腿收紧带，所述小腿收紧带能固定病人小腿。

本发明左右腿的控制结构采用左右对称设计，能单独控制大腿、小腿运动，也可以两者联合协同运动；能单独控制左腿、右腿单独运动，或者双腿联合协同运动。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是左腿控制结构图；

图3是座椅固定示意图；

图4是大腿开合系统爆炸图；

图5是大腿升降系统爆炸图；

图6是小腿控制系统爆炸图。

图中的标号：

3-座垫，4-大腿收紧带，5-大腿托垫，6-小腿托垫，7-小腿收紧带，8-控制电脑，10-小腿运动传感器，20-大腿升降传感器，21-大腿升降臂，22-大腿开合臂，23-大腿升降电机，24-大腿驱动臂，25-被动支撑臂，26-大腿压力传感器，31-小腿摆动臂，32-小腿摆动臂连接板，33-脚踏板，34-小腿支撑顶杆，36-小腿驱动臂，41-座椅固定系统，42-大腿开合电机，43-小腿控制电机，44-锁紧片，45-谐波减速机，46-孔，47-大腿开合传感器，48-孔，51- 孔2，52-孔，53-孔，54-孔，55-大腿电机支架，56-谐波减速机，57-孔，58-孔，59-孔，61- 孔，62-孔，63-孔，64-孔，65孔，66-孔，67-谐波减速机，68-吊耳，69-锁紧片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

目前，帮助病人肢恢复下肢运动能力的康复训练方法有医疗师辅助治疗和康复训练机器人辅助治疗两种方法，其中医疗师辅助训练通常是借助简单的工具进行一些初步的恢复运动，但康复医师的经验也会影响治疗的效果，费用也非常高昂，医疗师数量也短缺，因此传统的医疗师辅助治疗并不能得到广泛的应用。

而现有的下肢康复机器人占地面积大，结构复杂，价格昂贵，并不易普通，而简单的机器人功能单一，无法满足各种康复运动的需求。

本发明的目地是为了解决上述不足，提供一种价格实惠、结构相对简单、功能稳定、能够为病人提供多种康复运动训练方法的下肢康复训练机器人。

本实例便提供一种下肢康复机器人，包括座椅固定系统41；

如图1-4所示，所述与座椅固定系统41固定连接座垫3底部，所述座椅固定系统41内部孔46内套入谐波减速机45，所述谐波减速机45上端固定连接锁紧片44，所述锁紧片44上面固定连接大腿开合电机42，所述谐波减速机45输出端固定连接大腿开合臂22中部位置之上，所述大腿开合电机42、锁紧片44、谐波减速机45、孔46、孔48的中心轴线在同一直线上，所述大腿开合臂22可绕大腿开合电机42中轴线旋转，从而带动大腿做开合运动。

在所述孔48下端设置大腿开合传感器47，所述大腿开合传感器47所采集的数据发送到所述控制电脑8，所述控制电脑8能根据提前设置好的开合角度来调节所述大腿开合电机 42转速，以保证训练安全。

所述大腿开合臂22上端与大腿升降臂21套嵌且活动连接，且连接片中心轴线上设置大腿升降传感器20，所述大腿升降传感器20的数据被所述控制电脑8采集后，可按需要调节大腿的升降速度和幅度，以保证训练安全。

所述大腿升降臂21前端设置有大腿压力传感器26，所述大腿压力传感器26上方设置有大腿托垫5，当病人大腿放置其上时，所述大腿压力传感器的数据这被所述控制电脑采集，以便给大腿升降电机23输出合适电流以驱动，从而自动适应体重不同的病人。

所述大腿托垫5之上设置有大腿收紧带4，以固定病人大腿。

如图5所示，所述大腿开合臂22下部前端固定连接大腿电机支架55，所述大腿升降电机23与所述吊耳55一侧固定连接，所述吊耳55另一侧与谐波减速机56输入端固定连接，所述谐波减速机56输出端与大腿驱动臂24一端固定连接，所述大腿驱动臂24另一端与被动支撑臂25一端活动连接，所述被动支撑臂25另一端套入所述大腿升降臂21前端卡套并与之活动连接,所述大腿升降电机23、所述吊耳55、所述谐波减速机56、孔59的中轴线在同一条直线上，孔51与孔52的中心轴线在同一条直线上，孔53与孔54的中心轴线在同一条直线上，孔57与孔58的中心轴线在同一条直线上。

当所述大腿升降电机23旋转时，驱动所述大腿主动驱动臂24，从而带动被动支撑臂25 运动，所述被动支撑臂25带动所述大腿升降臂21绕所述孔57的中心轴线运动。

所述大腿托垫5前端固定连接小腿摆动臂连接板32，所述小腿摆动连接板32前端活动连接小腿摆动臂31上端，所述小腿摆动臂31中端活动连接小腿支撑杆34顶端，所述小腿支撑杆34另一顶端活动连接小腿驱动臂36，所述小腿驱动臂36另一端固定连接谐波减速机67输出端，所述小腿驱动臂36由所述小腿控制电机43驱动；所述小腿摆动臂31可绕所述小腿摆动臂连接板32的连接处轴线旋转，从而带动所述小腿托垫6和脚踏板33前后纵向运动，所述小腿托垫6与脚踏板33固定连接，所述小腿托垫6上设置有小腿收紧带7。

如图6所示，所述小腿控制电机43固定连接锁紧片69，所述锁紧片69固定连接谐波减速机67输入端，所述谐波减速机67套入吊耳68中固定连接，所述小腿驱动臂36一端与谐波减速机67输出端固定连接，所述小腿控制电机43、所述锁紧片69、所述谐波减速机 67、所述吊耳68、孔65的中心轴线在同一条直线上，孔66与孔64中心轴在同一条直线上，孔63与孔62中心轴在同一条直线上。

在所述小腿摆动臂31中端的连接处设置有小腿运动传感器10，所述小腿运动传感器10 所采集的数据发送到所述控制电脑8，所述控制电脑8能根据提前设置好的角度来调节所述小腿控制电机43旋转角度，以保证训练安全。

所述大腿开合电机42、所述大腿升降电机23、所述小腿控制电机43可以单独运动也可以协同运动，从而实现大腿、小腿单独训练或协同训练，本发明左右腿控制结构左右对称设计，能单独控制左腿或者右腿运动，或者双腿联合运动，可根据病人的情况来自由设定训练的方法和训练强度。

虽然本发明应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，但实施例并不是来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。

Claims (10)

1.一种下肢康复机器人，所述康复机器人可安装于大多数现成座椅底部，其特征在于，所述下肢康复机器人包括：

座椅固定系统，所述座椅固定系统可与座垫的下部底板固定；

大腿开合系统，所述大腿开合系统包括大腿开合电机、大腿开合臂、大腿升降臂、大腿开合传感器，所述大腿开合电机通过锁紧片固定连接谐波减速机，所述谐波减速机下端固定连接所述大腿开合臂中部位置之上；

大腿升降系统，所述大腿升降系统包括大腿升降电机、大腿升降臂、大腿压力传感器、大腿升降传感器、大腿驱动臂、被动支撑臂，所述大腿升降臂能绕与其活动连接的所述大腿开合臂连接处中心轴线旋转；

小腿控制系统，所述小腿控制系统包括小腿控制电机、小腿驱动臂、小腿支撑顶杆、小腿摆动臂，所述小腿摆动臂能绕小腿摆动臂连接板顶端孔中心轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：所述大腿开合电机下部固定连接锁紧片、所述锁紧片再固定连接谐波减速机，所述谐波减速机套入所述座椅固定系统圆孔中固定连接，所述谐波减速机输出端固定连接在所述大腿开合臂中部位置之上。

3.根据权利要求2所述的一种下肢康复机器人，其特征在于所述大腿开合臂能绕所述大腿开合电机中心轴线旋转，所述谐波减速机输出端设置有大腿开合传感器，所述大腿开合传感器的数据被控制电脑采集后，电脑能限制所述大腿开合电机的旋转角度和速度，以保证安全。

4.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：所述大腿升降臂前端设置有大腿压力传感器，所述大腿压力传感器之上设置有大腿托垫，当病人大腿放置在所述大腿托垫上时，所述大腿压力传感器的数据被所述控制电脑采集，以便输出合适电流以驱动所述大腿升降电机，以适应不同体重病人。

5.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：所述大腿开合臂上端与所述大腿升降臂活动相连，且连接处中心轴线上设置有所述大腿升降传感器，所述大腿升降传感器的数据被所述控制电脑采集后，所述控制电脑能限制大腿升降电机的旋转角度和速度，从而限制大腿抬升角度以保证安全。

6.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：所述大腿开合臂下部前端固定连接大腿电机支架，所述大腿电机支架固定连接所述大腿升降电机，所述大腿电机支架另一端与谐波减速机输入端固定连接，所述谐波减速机输出端与大腿主动转动臂一端固定连接，所述大腿主动转动臂另一端与所述被动支撑臂活动连接，所述被动支持臂另一端与所述大腿升降臂前端卡套活动相连。

7.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：所述大腿托垫前端固定连接所述小腿摆动臂连接板，所述小腿摆动连接板活动连接所述小腿摆动臂上端，所述小腿摆动臂中端活动连接所述小腿支撑杆顶端，所述小腿支撑杆另一顶端活动连接小腿驱动臂，所述小腿驱动臂由所述小腿控制电机驱动，所述小腿控制电机固定连接锁紧片，所述锁紧片固定连接谐波减速机输入端，所述谐波减速机套入所述大腿升降臂前端吊耳中固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：所述小腿摆动臂可绕所述小腿摆动臂连接板的连接处中轴线旋转。

9.根据权利要求7所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：在所述小腿摆动臂中端的连接处设置有所述小腿运动传感器，所述小腿运动传感器所采集的数据发送到所述控制电脑，所述控制电脑能根据提前设置好的角度来调节所述小腿控制电机旋转角度，以保证训练安全。

10.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人，其特征在于：左右腿的控制结构采用左右对称设计，能单独控制大腿或者小腿运动，也可以两者联合协同运动；能单独控制左腿、右腿运动，或者双腿联合协同运动。