CN111939003A - 下肢康复机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了下肢康复机器人，包括包括行走机构以及设置在行走机构顶部的吊顶支架，所述行走机构的底座顶部四角处均竖直固定安装有横梁支撑杆，所述横梁支撑杆与吊顶支架固定连接，所述吊顶支架的顶部内侧连接有吊绳，所述吊绳的末端固定系有吊绳横梁；所述行走机构的左侧设置有旋转运动机构，所述旋转运动机构通过抱箍与横梁支撑杆固定连接，所述行走机构的右侧设置有显示结构，所述显示结构与横梁支撑杆固定连接，所述行走机构的底座正面以及背面均固定安装有可调扶手机构。本发明结构合理，可取代传统的理疗师进行康复训练，模拟下肢行走主动训练以及被动训练,适用于中风偏瘫和下肢受伤的康复训练。

Description

下肢康复机器人
技术领域
本发明具体是下肢康复机器人，属于中风偏瘫、下肢受伤康复训练应用技术领域。
背景技术
偏瘫又叫半身不遂，是指同一侧上下肢、面肌和舌肌下部的运动障碍，是急性脑血管病的常见症状；下肢偏瘫为偏瘫的一种；现有医院中存在下肢偏瘫或下肢受伤的患者。
下肢偏瘫或下肢受伤患者进行康复时，一般通过传统理疗师进行康复训练，人工的劳动强度大，且效率低，且训练一般通过理疗师人工经验进行训练，训练的质量可能不稳定。因此，针对上述问题提出下肢康复机器人。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供下肢康复机器人。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，下肢康复机器人，包括行走机构以及设置在行走机构顶部的吊顶支架，所述行走机构的底座顶部四角处均竖直固定安装有横梁支撑杆，所述横梁支撑杆与吊顶支架固定连接，所述吊顶支架的顶部内侧连接有吊绳，所述吊绳的末端固定系有吊绳横梁；
所述行走机构的左侧设置有旋转运动机构，所述旋转运动机构通过抱箍与横梁支撑杆固定连接，所述行走机构的右侧设置有显示结构，所述显示结构与横梁支撑杆固定连接，所述行走机构的底座正面以及背面均固定安装有可调扶手机构；
所述旋转运动机构由支撑架、伸缩连杆、弹簧、活动连杆、摆动连杆、调高支座以及支撑连杆构成，所述支撑架与横梁支撑杆固定连接，所述支撑架底部铰接有活动连杆，所述活动连杆铰接有摆动连杆，所述摆动连杆铰接有支撑连杆，且支撑连杆的末端与支撑架顶部铰接，所述摆动连杆与调高支座固定连接，所述支撑架底部还铰接有伸缩连杆，所述伸缩连杆与支撑连杆的杆面铰接，所述弹簧套在伸缩连杆上，所述弹簧顶端与支撑连杆，所述弹簧底端与伸缩连杆底端固接；
所述调高支座中固定安装有旋转机构，且调高支座的顶部固定安装有后背支撑块；
所述旋转机构由偏心支架、旋转导轨、固定板、旋转横梁以及滑块构成，所述偏心支架与调高支座固定连接，所述旋转导轨的数目为两个，且两个旋转导轨对称铰接在偏心支架的两端，所述固定板的两侧均铰接有旋转横梁，所述旋转横梁的末端铰接有滑块，所述滑块与旋转导轨中部的滑道滑动连接；
所述调高支座的两端均铰接有大腿罩壳，所述大腿罩壳铰接有小腿罩壳，所述小腿罩壳的底部安装有腿部固定片，所述调高支座与大腿罩壳连接处以及大腿罩壳与小腿罩壳连接处均设置有驱动机构，且驱动机构的输出轴处安装有扭矩传感器。
优选的，所述显示结构由显示屏以及显示屏支架构成，所述显示屏固定安装在显示屏支架的顶部，所述显示屏支架底部与横梁支撑杆固定连接。
优选的，所述行走机构的底座正面固定安装有电器柜，所述行走机构的底座背面固定安装有配重固定板，所述电器柜的顶部固定安装有控制屏。
优选的，所述可调扶手机构由扶手、扶手支架以及连轴构成，所述扶手支架与行走机构的底座固定连接，所述扶手的底部与连轴一端铰接，所述连轴末端与扶手支架顶部铰接。
优选的，所述腿部固定片为弧形的板状结构，且腿部固定片上固定连接有绑绳。
优选的，所述驱动机构为伺服电机，且伺服电机与电器柜电性连接。
优选的，所述吊顶支架上固定安装有顶板，所述顶板与吊绳连接。
优选的，所述固定板为U型的板状结构，且固定板上固定连接有绑带。
本发明的有益效果是：
该种下肢康复机器人可取代传统的理疗师进行康复训练，模拟下肢行走主动训练以及被动训练,适用于中风偏瘫和下肢受伤的康复训练，同时设置有旋转运动机构适用于于人体行走运动轨迹和升降调高，可伴随着人体的驱动上下前后运动，弹簧做着阻尼运动，提供阻尼效果，达到训练的目的，保障训练的强度，还设置有旋转机构，实现旋转动作和在绕旋转的切线方向上的平移，用于人体腰部的连接，便于患者进行训练，可进行左右运动以及部分的前后运动，行走运动时，腰部上身可进行六个方向的运动，在为人体提供固定支撑的同时，对训练运动的影响较小。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明旋转运动机构示意图；
图3为本发明旋转运动机构正视结构示意图；
图4为本发明旋转机构结构示意图；
图5为本发明可调扶手机构结构示意图。
图中：1-行走机构，2-电器柜，3-控制屏，4-旋转运动机构，401-支撑架，402-伸缩连杆，403-弹簧，404-活动连杆，405-摆动连杆，406-调高支座，407-支撑连杆，5-吊顶支架，6-后背支撑块，7-吊绳横梁，8-配重固定板，9-显示屏支架，10-扶手，11-扶手支架，12-横梁支撑杆，13-吊绳，14-旋转机构，1401-偏心支架-1402-旋转导轨，1403-固定板，1404-旋转横梁，1405-滑块，15-大腿罩壳，16-小腿罩壳，17-腿部固定片，18-显示屏，19-连轴。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
请参阅图1-5所示，下肢康复机器人，包括行走机构1以及设置在行走机构1顶部的吊顶支架5，所述行走机构1的底座顶部四角处均竖直固定安装有横梁支撑杆12，所述横梁支撑杆12与吊顶支架5固定连接，所述吊顶支架5的顶部内侧连接有吊绳13，所述吊绳13的末端固定系有吊绳横梁7；
所述行走机构1的左侧设置有旋转运动机构4，所述旋转运动机构4通过抱箍与横梁支撑杆12固定连接，所述行走机构1的右侧设置有显示结构，所述显示结构与横梁支撑杆12固定连接，所述行走机构1的底座正面以及背面均固定安装有可调扶手10机构；
所述旋转运动机构4由支撑架401、伸缩连杆402、弹簧403、活动连杆404、摆动连杆405、调高支座406以及支撑连杆407构成，所述支撑架401与横梁支撑杆12固定连接，所述支撑架401底部铰接有活动连杆404，所述活动连杆404铰接有摆动连杆405，所述摆动连杆405铰接有支撑连杆407，且支撑连杆407的末端与支撑架401顶部铰接，所述摆动连杆405与调高支座406固定连接，所述支撑架401底部还铰接有伸缩连杆402，所述伸缩连杆402与支撑连杆407的杆面铰接，所述弹簧403套在伸缩连杆402上，所述弹簧403顶端与支撑连杆407，所述弹簧403底端与伸缩连杆402底端固接；
所述调高支座406中固定安装有旋转机构14，且调高支座406的顶部固定安装有后背支撑块6；
所述旋转机构14由偏心支架1401、旋转导轨1402、固定板1403、旋转横梁1404以及滑块1405构成，所述偏心支架1401与调高支座406固定连接，所述旋转导轨1402的数目为两个，且两个旋转导轨1402对称铰接在偏心支架1401的两端，所述固定板1403的两侧均铰接有旋转横梁1404，所述旋转横梁1404的末端铰接有滑块1405，所述滑块1405与旋转导轨1402中部的滑道滑动连接；
所述调高支座406的两端均铰接有大腿罩壳15，所述大腿罩壳15铰接有小腿罩壳16，所述小腿罩壳16的底部安装有腿部固定片17，所述调高支座406与大腿罩壳15连接处以及大腿罩壳15与小腿罩壳16连接处均设置有驱动机构，且驱动机构的输出轴处安装有扭矩传感器。
本发明中，行走机构1可以是行走同步带，旋转运动机构4运动时具有上下、前后、左右旋转六个自由度。
所述显示结构由显示屏18以及显示屏支架9构成，所述显示屏18固定安装在显示屏支架9的顶部，所述显示屏支架9底部与横梁支撑杆12固定连接，显示屏18与电器柜2电性连接，用于显示扭矩传感器反馈的数据，以及对伺服电机的控制情况；所述行走机构1的底座正面固定安装有电器柜2，所述行走机构1的底座背面固定安装有配重固定板8，所述电器柜2的顶部固定安装有控制屏3，电器柜2起到控制处理数据的作用，通过控制屏3可进行操控；所述可调扶手10机构由扶手10、扶手支架11以及连轴19构成，所述扶手支架11与行走机构1的底座固定连接，所述扶手10的底部与连轴19一端铰接，所述连轴19末端与扶手支架11顶部铰接，用于人工手扶，同时通过铰接，实现方位的可调，便于握持；所述腿部固定片17为弧形的板状结构，且腿部固定片17上固定连接有绑绳，腿部固定片17用于踝关节的捆绑固定；所述驱动机构为伺服电机，且伺服电机与电器柜2电性连接，伺服电机提供驱动，进行旋转，使大腿关节以及大腿与小腿关节处旋转驱动，模拟行走运动；所述吊顶支架5上固定安装有顶板，所述顶板与吊绳13连接，顶板提供了安装位置，用于吊绳13的连接；所述固定板1403为U型的板状结构，且固定板1403上固定连接有绑带，固定板1403用于固定腰部。
本发明在使用时，本申请中出现的电器元件在使用时均外接连通电源，患者在行走机构1上，通过吊绳横梁7架住患者的上半身，双手扶住扶手10，腰部在固定板1403中，通过绑带进行捆绑固定，大腿与大腿罩壳15固定，小腿与大腿罩壳15固定，腿部固定片17通过绑绳绑在腿上；
进行主动训练时，通过控制屏3控制，启动行走机构1，下肢进行走动，大腿罩壳15进行转动，大腿罩壳15与小腿罩壳16之间进行转动，通过后背支撑块6为后背提供支持，腰部受到固定板1403固定，通过旋转运动机构4作用，可进行前后上下运动，通过弹簧403提供运动的阻尼，提高训练的效果，通过旋转机构14设置，可进行左右运动以及旋转动作，为人体腰部提供固定支撑外，对训练运动的影响较小；
进行被动训练时，通过控制屏3启动行走机构1以及伺服电机，伺服电机，自动带动大腿罩壳15转动以及大腿罩壳15与小腿罩壳16之间进行转动，为下肢自动提供驱动，同时扭矩传感器进行实时传感反馈给电器柜2，从而实现控制，使下肢进行走动，实现被动训练。
涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.下肢康复机器人，其特征在于：包括行走机构以及设置在行走机构顶部的吊顶支架，所述行走机构的底座顶部四角处均竖直固定安装有横梁支撑杆，所述横梁支撑杆与吊顶支架固定连接，所述吊顶支架的顶部内侧连接有吊绳，所述吊绳的末端固定系有吊绳横梁；
所述行走机构的左侧设置有旋转运动机构，所述旋转运动机构通过抱箍与横梁支撑杆固定连接，所述行走机构的右侧设置有显示结构，所述显示结构与横梁支撑杆固定连接，所述行走机构的底座正面以及背面均固定安装有可调扶手机构；
所述旋转运动机构由支撑架、伸缩连杆、弹簧、活动连杆、摆动连杆、调高支座以及支撑连杆构成，所述支撑架与横梁支撑杆固定连接，所述支撑架底部铰接有活动连杆，所述活动连杆铰接有摆动连杆，所述摆动连杆铰接有支撑连杆，且支撑连杆的末端与支撑架顶部铰接，所述摆动连杆与调高支座固定连接，所述支撑架底部还铰接有伸缩连杆，所述伸缩连杆与支撑连杆的杆面铰接，所述弹簧套在伸缩连杆上，所述弹簧顶端与支撑连杆，所述弹簧底端与伸缩连杆底端固接；
所述调高支座中固定安装有旋转机构，且调高支座的顶部固定安装有后背支撑块；
所述旋转机构由偏心支架、旋转导轨、固定板、旋转横梁以及滑块构成，所述偏心支架与调高支座固定连接，所述旋转导轨的数目为两个，且两个旋转导轨对称铰接在偏心支架的两端，所述固定板的两侧均铰接有旋转横梁，所述旋转横梁的末端铰接有滑块，所述滑块与旋转导轨中部的滑道滑动连接；
所述调高支座的两端均铰接有大腿罩壳，所述大腿罩壳铰接有小腿罩壳，所述小腿罩壳的底部安装有腿部固定片，所述调高支座与大腿罩壳连接处以及大腿罩壳与小腿罩壳连接处均设置有驱动机构，且驱动机构的输出轴处安装有扭矩传感器。
2.根据权利要求1所述的下肢康复机器人，其特征在于：所述显示结构由显示屏以及显示屏支架构成，所述显示屏固定安装在显示屏支架的顶部，所述显示屏支架底部与横梁支撑杆固定连接。
3.根据权利要求1所述的下肢康复机器人，其特征在于：所述行走机构的底座正面固定安装有电器柜，所述行走机构的底座背面固定安装有配重固定板，所述电器柜的顶部固定安装有控制屏。
4.根据权利要求1所述的下肢康复机器人，其特征在于：所述可调扶手机构由扶手、扶手支架以及连轴构成，所述扶手支架与行走机构的底座固定连接，所述扶手的底部与连轴一端铰接，所述连轴末端与扶手支架顶部铰接。
5.根据权利要求1所述的下肢康复机器人，其特征在于：所述腿部固定片为弧形的板状结构，且腿部固定片上固定连接有绑绳。
6.根据权利要求1所述的下肢康复机器人，其特征在于：所述驱动机构为伺服电机，且伺服电机与电器柜电性连接。
7.根据权利要求1所述的下肢康复机器人，其特征在于：所述吊顶支架上固定安装有顶板，所述顶板与吊绳连接。
8.根据权利要求1所述的下肢康复机器人，其特征在于：所述固定板为U型的板状结构，且固定板上固定连接有绑带。
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