CN111821141A - 一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置。属于康复医疗器械领域；本发明包括调节腰带、伸缩调节杆、固定支架、固定立杆、固定调节带、固定螺栓、腹部调节模块、大腿调节模块、小腿调节模块及固定底板等；本发明所述的下肢固定调节装置总体采用柔性的固定方式，减少腰部康复训练中下肢对腰部的作用，保持下肢平衡，从而实现提高康复效果的目的；本发明具有结构简单、易拆装、成本低、灵活性强、模块化程度高、通用性好以及适应能力强等优点。

Description

一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置
技术领域
本发明涉及康复医疗器械领域，具体涉及一种绳牵引腰部康复训练机器人的下肢固定调节装置，可以实现在腰部康复训练中保持下肢固定的功能。
背景技术
随着康复需求的不断扩大以及国内外对神经康复研究的不断深入，机器人辅助康复技术在神经康复中发挥着越来越重要的作用；由于机器人在辅助患者进行康复训练时可以定量把握患者在训练中所有参数的变化并进行及时记录，且通过数据表明，在相同训练强度的条件下，机器人辅助疗法至少具有和常规疗法同样的康复效果，是一种非常有前景的康复训练技术；因此，康复训练机器人以及辅助康复装置技术在康复医疗领域得到了快速发展。
康复训练机器人作为一种功能恢复型康复机器人，其主要是在康复医学的基础上，通过一定的机械结构及工作方式，引导及辅助具有功能障碍的患者进行康复训练。康复训练机器人按照训练部位可分为上肢训练机器人、下肢训练机器人、上下肢训练机器人；按照训练方式可分为主动训练机器人、被动训练机器人、主被动训练机器人；按照控制方式可分为全自主控制训练机器人、半自主控制训练机器人、人工控制训练机器人及其他控制训练机器人。
绳牵引康复训练机器人是将绳牵引技术与康复训练技术相结合的一种机器人，其具有结构简单、工作空间大、动态性能好、惯性小、模块化程度高等一系列优点，为康复训练机器人的发展创新开辟了一条新的思路；作为一种轻质低能耗的机器人，绳牵引康复训练机器人创造了机器人与病人之间全新的协作关系，形成了更有效且个性化的康复效果，推动了绳牵引机器人技术在医疗康复领域的广泛应用，促进了我国绳牵引并联机器人产业的快速发展。
但是，针对于绳牵引腰部康复训练机器人，在腰部康复训练过程中，身体的稳定性和舒适性是非常重要的一个前提条件，这个前提条件是影响康复训练效果的重要因素；如果在康复训练的过程中，没有特别有效的固定措施，会导致康复训练效果不理想，同时也会增加康复训练患者的不舒适感；因此，防止患者在康复训练的过程中产生不适感以及提高康复训练的效果是本发明所要解决的技术问题。
现有的绳牵引腰部康复训练机器人的研究，多关注腰部绳系结构的布局设计，经常忽略影响腰部康复训练效果的下肢固定装置的设计；少数绳牵引腰部康复训练机器人考虑了下肢固定装置，但是只是做了简单说明，并没有做详细的设计，或者所做的下肢固定装置设计多采用固定夹板等刚性杆件，这对进行腰部康复训练患者的舒适性和安全性有一定的影响，会增加患者下肢和腰部的不适感，进而影响患者腰部康复训练的效果。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于腰部康复训练的绳牵引并联机器人的下肢固定调节装置，以保证在腰部康复训练过程中下肢处于固定和舒适状态，为患者提供科学的康复训练模式，从而使得患者达到良好的腰部康复训练的效果。
本发明的技术方案是：一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置，包括设置在底部的升降平台，在所述升降平台上安设有两个大小相等的下肢固定调节装置；
所述两个下肢固定调节装置均包括有安设在其底部的固定底板及顶部的横杆，在所述固定底板与横杆之间竖立安设有两块用于支撑固定底板与横杆、且呈三角形框架形的固定支架。
进一步的，在所述横杆及固定底板上各安设有一根固定立杆，在所述固定立杆上安设有伸缩调节杆，
在所述两根伸缩调节杆上、且位于横杆的上方安设有腹部调节模块，所述的腹部调节模块包括连接在伸缩调节杆上的两根移动杆一，在两根所述移动杆一之间连接有调节腰带，在所述调节腰带上安设有锁扣；
在所述两根固定立杆的中部、横杆的下方安设有大腿调节模块，所述大腿调节模块包括连接在固定立杆中端的两根移动杆二，在两根所述移动杆二之间连接有大腿固定调节带；
在所述两根固定立杆的底部、固定底板的上方安设有小腿调节模块，所述小腿调节模块包括连接在固定立杆下端的两根移动杆三，在两根所述移动杆三之间连接有小腿固定调节带。
进一步的，还包括康复训练患者，所述康复训练患者包括头部、双上肢部、胸部、腰部、双大腿部、双小腿部及双脚部；
所述调节腰带的直径大于腰部的腰围直径；
所述大腿固定调节带的直径大于大腿部的直径；
所述小腿固定调节带的直径大于小腿部的直径。
进一步的，在所述横杆及固定底板上均开设有用于穿设伸缩调节杆及固定立杆的圆孔；
所述固定底板上开设的圆孔的孔径大于固定立杆的直径，所述横杆上开设的圆孔的孔径大于伸缩调节杆的直径。
进一步的，在所述四个固定支架上均开设有一个三角孔；
所述升降平台与固定底板之间通过固定螺栓可拆卸式连接。
本发明的有益效果是：本发明的下肢固定调节装置总体采用柔性的固定方式，减少腰部康复训练中下肢对腰部的作用，保持下肢平衡，从而实现提高康复效果的目的；本发明具有结构简单、易拆装、成本低、灵活性强、模块化程度高、通用性好以及适应能力强等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的三视图(主视图、左视图及俯视图)；
图3为本发明的下肢固定调节装置的三维结构示意图；
图4为本发明的下肢固定调节装置的三视图(主视图、左视图及俯视图)；
图中1是调节腰带，2是伸缩调节杆，3是固定支架，4是固定立杆，5是小腿固定调节带，6是固定螺栓，7是升降平台，8是康复训练患者，9是移动杆一，10是锁扣，11是移动杆二，12是大腿固定调节带，13是移动杆三，14是固定底板，15是下肢固定调节装置，16是横杆。
具体实施方式
了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
通常情况下，腰部康复训练是腰部疾病治疗的基本手段，运用该手段，能够提高腰部疾病的治愈率，降低腰部疾病的复发率；在进行腰部康复训练时，绳牵引康复训练机器人必须以一定的轨迹运动，通过驱动控制绳长变化来控制机器人动平台(即患者)的位姿，从而实现机器人的位姿控制；即将绳索按照结构布局固定于康复训练的患者腰部，通过采用驱动系统驱动控制绳长的变化，使得患者的腰部能够进行转动，从而达到康复训练的目的。
具体的，如图1所述；一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置，包括设置在底部的升降平台7，在所述升降平台7上安设有两个大小相等的下肢固定调节装置15；
所述两个下肢固定调节装置15均包括有安设在其底部的固定底板14及顶部的横杆16，在所述固定底板14与横杆16之间竖立安设有两块用于支撑固定底板14与横杆16、且呈三角形框架形的固定支架3。
具体的，根据人体结构特征，所述的下肢固定调节装置15呈对称设计，并且左、右下肢的固定调节装置的设计是相同的，以满足康复训练患者的舒适度；
其中，所述固定底板14采用2mm厚的钢板，并采用固定螺栓6将其固定于升降平台7上；
所述固定支架3采用1.5mm厚的钢板设计，且左、右两侧的固定支架3是相同的；所述固定支架3采用三角形框架，形成了稳定结构，该结构使得整个下肢固定调节装置15更加稳固、坚定、耐压，有利于患者下肢的安全，提高患者训练的稳定性和安全性。
进一步的，在所述横杆16及固定底板14上各安设有一根固定立杆4，在所述固定立杆4的内部安设有伸缩调节杆2，
在所述两根伸缩调节杆2上、且位于横杆16的上方安设有腹部调节模块，所述的腹部调节模块包括连接在伸缩调节杆2上的两根移动杆一9，在两根所述移动杆一9之间连接有调节腰带1，在所述调节腰带1上安设有锁扣10；
在所述两根固定立杆4的中部、横杆16的下方安设有大腿调节模块，所述大腿调节模块包括连接在固定立杆4中端的两根移动杆二11，在两根所述移动杆二11之间连接有大腿固定调节带12；
在所述两根固定立杆4的底部、固定底板14的上方安设有小腿调节模块，所述小腿调节模块包括连接在固定立杆4下端的两根移动杆三13，在两根所述移动杆三13之间连接有小腿固定调节带5。
如图2、图3和图4所示，本发明采用柔性条带的固定方式来对下肢进行固定，主要包含3大模块：大腿调节模块、小腿调节模块以及腹部调节模块；这3个柔性模块分别由柔性的大、小腿固定调节带、调节腰带1及三对移动杆等组成；三对移动杆通过上下垂直运动将大腿调节模块、小腿调节模块及腹部调节模块移动至符合康复训练患者8身高的合适位置，同时根据患者的胖瘦来调整大、小腿固定调节带的长度以及调节腰带1的长度，调整好后将大腿、小腿及腹部固定好；本发明将康复训练的患者固定的同时，也保证了患者的安全性和舒适性，这3个调节模块形成了下肢固定调节装置15的核心；
另外，本发明的伸缩调节杆2与固定立杆4相连接，伸缩调节杆2以固定立杆4为参照，可以进行垂直移动，以适应不同身高的患者；
进一步的，在所述横杆16及固定底板14上各安设有一根固定立杆4，在所述固定立杆4上安设有伸缩调节杆2，
在所述两根伸缩调节杆2上、且位于横杆16的上方安设有腹部调节模块，所述的腹部调节模块包括连接在伸缩调节杆2上的两根移动杆一9，在两根所述移动杆一9之间连接有调节腰带1，在所述调节腰带1上安设有锁扣10；
在所述两根固定立杆4的中部、横杆16的下方安设有大腿调节模块，所述大腿调节模块包括连接在固定立杆4中端的两根移动杆二11，在两根所述移动杆二11之间连接有大腿固定调节带12；
在所述两根固定立杆4的底部、固定底板14的上方安设有小腿调节模块，所述小腿调节模块包括连接在固定立杆4下端的两根移动杆三13，在两根所述移动杆三13之间连接有小腿固定调节带5。
具体的，在所述的下肢固定调节装置15中相对的两个横杆16及固定底板14上均安设有一根固定立杆4和伸缩调节杆2，将固定立杆4分别安装于左、右下肢的一侧，且伸缩调节杆2分别安装在左、右的固定立杆4中；通过采用伸缩调节杆2的上下垂直运动来调节高度，以适应不同身高的康复训练患者8；
其中，所述腹部调节模块包含调节腰带1、锁扣10以及移动杆一9；根据康复训练患者8的身高，调节移动杆一9至腹部合适位置；根据患者的胖瘦调整调节腰带1的长度，并采用锁扣10锁住以保护腹部的安全，以满足患者的舒适度；
所述的下肢固定调节装置15还设计了大腿调节模块和小腿调节模块，这两个调节模块通过在固定立杆4和伸缩调节杆2上的上下垂直运动调节高度，用以适应不同身高的康复训练患者8，以此对大腿和小腿部进行调节固定；
所述的大腿调节模块包含了大腿固定调节带12和移动杆二11；根据康复训练患者8的身高，将移动杆二11调整到大腿合适的位置；根据患者的胖瘦，调节大腿固定调节带12(柔性)的长度来固定大腿，同时满足患者的舒适度；
所述小腿调节模块与大腿调节模块的结构和功能相同。
进一步的，所述的下肢固定调节装置15能固定下肢，保证康复训练患者8的安全；同时，在进行腰部康复训练时，还可以辅助患者下肢的运动，形成更有效的康复效果；
并且，通过采用柔性的大、小腿固定调节带，减轻了下肢固定调节装置15的机械结构的重量，同时保证了患者腿部的舒适度和安全性，起到保护患者下肢的作用；
通过采用腹部调节模块，可以根据人体的胖瘦来调节腹部的调节腰带1(柔性)，并采用锁扣10锁住以此起到保护腹部的作用；
通过采用固定支架3和固定底板14，可以起到稳定下肢各个模块的作用，使得整个下肢固定调节装置15更加稳固牢靠。
通过固定立杆4和伸缩调节杆2，来调整大腿调节模块、小腿调节模块以及腹部调节模块活动的位置，以此适应不同身高的康复训练患者8；
通过在腹部调节模块、大腿调节模块以及小腿调节模块上设计的三对移动杆，便于其能垂直移动，从而实现将这三个模块调节固定于合适的位置；
进一步的，还包括康复训练患者8，所述康复训练患者8包括头部、双上肢部、胸部、腰部、双大腿部、双小腿部及双脚部；
所述调节腰带1的直径大于腰部的腰围直径；
所述大腿固定调节带12的直径大于大腿部的直径；
所述小腿固定调节带5的直径大于小腿部的直径。
进一步的，在所述横杆16及固定底板14上均开设有用于穿设伸缩调节杆2及固定立杆4的圆孔；
所述固定底板14上开设的圆孔的孔径大于固定立杆4的直径，所述横杆16上开设的圆孔的孔径大于伸缩调节杆2的直径。
进一步的，在所述四个固定支架3上均开设有一个三角孔；
所述升降平台7与固定底板14之间通过固定螺栓6可拆卸式连接。
本发明的工作原理是：将康复训练患者8置于下肢固定调节装置15中，通过3大模块(大腿调节模块、小腿调节模块以及腹部调节模块)来对康复训练患者8的腹部及下肢进行固定，所述腹部调节模块通过连接在两根移动杆一9之间的调节腰带1及安置在调节腰带1上的锁扣10来固定康复训练患者8的腹部；所述的大腿调节模块通过连接在两根移动杆二11之间的大腿固定调节带12来固定康复训练患者8的大腿部；所述的小腿调节模块通过连接在两根移动杆三13之间的小腿固定调节带5来固定康复训练患者8的小腿部，三对移动杆通过上下垂直运动将大腿调节模块、小腿调节模块及腹部调节模块移动至符合康复训练患者8身高的合适位置，同时根据患者的胖瘦来调整大、小腿固定调节带的长度以及调节腰带1的长度，调整好后将大腿、小腿及腹部固定好，在保证康复训练患者8的安全；同时，在进行腰部康复训练时，还可以辅助患者下肢的运动，形成更有效的康复效果。

Claims (5)

1.一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置，其特征在于，包括设置在底部的升降平台，在所述升降平台上安设有两个大小相等的下肢固定调节装置；
所述两个下肢固定调节装置均包括有安设在其底部的固定底板及顶部的横杆，在所述固定底板与横杆之间竖立安设有两块用于支撑固定底板与横杆、且呈三角形框架形的固定支架。
2.根据权利要求1所述的一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置，其特征在于，
在所述横杆及固定底板上各安设有一根固定立杆，在所述固定立杆上安设有伸缩调节杆，
在所述两根伸缩调节杆上、且位于横杆的上方安设有腹部调节模块，所述的腹部调节模块包括连接在伸缩调节杆上的两根移动杆一，在两根所述移动杆一之间连接有调节腰带，在所述调节腰带上安设有锁扣；
在所述两根固定立杆的中部、横杆的下方安设有大腿调节模块，所述大腿调节模块包括连接在固定立杆中端的两根移动杆二，在两根所述移动杆二之间连接有大腿固定调节带；
在所述两根固定立杆的底部、固定底板的上方安设有小腿调节模块，所述小腿调节模块包括连接在固定立杆下端的两根移动杆三，在两根所述移动杆三之间连接有小腿固定调节带。
3.根据权利要求1、2所述的一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置，其特征在于，还包括康复训练患者，所述康复训练患者包括头部、双上肢部、胸部、腰部、双大腿部、双小腿部及双脚部；
所述调节腰带的直径大于腰部的腰围直径；
所述大腿固定调节带的直径大于大腿部的直径；
所述小腿固定调节带的直径大于小腿部的直径。
4.根据权利要求1、2所述的一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置，其特征在于，在所述横杆及固定底板上均开设有用于穿设伸缩调节杆及固定立杆的圆孔；
所述固定底板上开设的圆孔的孔径大于固定立杆的直径，所述横杆上开设的圆孔的孔径大于伸缩调节杆的直径。
5.根据权利要求1所述的一种绳牵引康复训练机器人的下肢固定调节装置，其特征在于，在所述四个固定支架上均开设有一个三角孔；
所述升降平台与固定底板之间通过固定螺栓可拆卸式连接。
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