CN113081679A - 一种床旁康复训练机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种床旁康复训练机器人，包括：一对底盘，所述底盘的底部安装有万向轮；一对升降机构，分别安装在一对所述底盘上，且一对所述升降机构的一端与所述底盘的顶面连接，另一端之间安装有支撑桌板；康复训练机构，设置在所述支撑桌板上，包括驱动装置和一对脚踏板，所述驱动装置固定与所述支撑桌板固定连接，所述脚踏板与所述驱动装置连接；安全保护机构，设置在一对所述脚踏板之间。本发明能够减少因患者运动不便带来的位置转移困难，同时，使患者能够方便地在床上就能进行康复训练。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及了一种床旁康复训练机器人。
背景技术
在医院患者中，下肢受伤的患者或者长期卧床、因中风、脑血栓等偏瘫的患者，目前很多患者醒着的时候都是躺在床上，长期卧床会导致肌肉无力、肌肉萎缩，也不利于术后的恢复，因此，患者通常需要进行简单的活动，以进行及时、连续的进行必要的康复训练十分必要，不但可以增加患者的运动量，而且有助于肢体运动功能的恢复。目前，医院中针对患者下肢康复训练的装置，以医学理论为依据，帮助患者进行有效的康复训练，训练装置通常体积大，结构复杂，但是不适用于卧床患者使用，或者在下肢功能的恢复过程中没有结构合理的辅助工具，通常只能是家属或者医护人员辅助运动，耗费人力的同时，对医护人员和家属来说增加了不少的麻烦。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种床旁康复训练机器人，以帮助下肢受伤的患者或者长期卧床、因中风、脑血栓等偏瘫的患者进行下肢训练，从而帮助恢复下肢的运动功能。
本发明提出一种床旁康复训练机器人，包括：一对底盘，所述底盘的底部安装有万向轮；
一对升降机构，分别安装在一对所述底盘上，且一端所述升降机构的一端与所述底盘的顶面连接，另一端之间安装有支撑桌板；
康复训练机构，设置在所述支撑桌板上，包括驱动装置和一对脚踏板，所述驱动装置固定与所述支撑桌板固定连接，所述脚踏板与所述驱动装置连接；
安全保护机构，设置在一对所述脚踏板之间。
在本发明的一个实施例中，所述万向轮上设置有锁定机构。
在本发明的一个实施例中，还包括一对升降罩壳，所述升降罩壳罩设在对应的所述升降机构外侧。
在本发明的一个实施例中，所述升降罩壳包括上罩壳和下罩壳，所述上罩壳的一端与所述支撑桌板的底面固定连接，所述下罩壳的一端与所述上罩壳滑动连接，所述下罩壳的另一端与所述底盘的顶面固定连接。
在本发明的一个实施例中，所述支撑桌板上安装有一显示屏，所述显示屏通过一立柱与所述支撑桌板固定连接。
在本发明的一个实施例中，还包括控制系统，所述控制系统内置于所述显示屏内，并与所述升降机构的驱动电机、所述康复训练机构的驱动装置电连接，用于控制所述支撑桌板的高度和所述康复训练机构的运动参数。
在本发明的一个实施例中，所述运动参数至少包括转动速度和训练时间。
在本发明的一个实施例中，所述支撑桌板的外侧罩设有桌面罩壳，所述康复训练机构的驱动装置位于所述桌面罩壳内。
在本发明的一个实施例中，还包括急停按钮，所述急停按钮安装在所述桌面罩壳上，且与所述升降机构的驱动电机、所述康复训练机构的驱动装置电连接。
在本发明的一个实施例中，所述急停按钮至少包括升降急停按钮和康复训练急停按钮，所述升降急停按钮用于控制所述升降机构的驱动电机，所述康复训练急停按钮用于控制所述康复训练机构的驱动装置。
本发明提出一种床旁康复训练机器人，针对患有下肢运动功能障碍的患者，并帮助患者进行下肢运动训练，通过升降机构可以调节康复训练机构的高度，以适应不同的患者和病床尺寸，将康复机器人移至病床旁并通过锁定机构将万向轮锁死，以固定所述康复训练机器人，对其下肢进行康复训练，能够减少因患者运动不便带来的位置转移困难，同时，使患者能够方便地在床上就能进行康复训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种床旁康复训练机器人的整体结构示意图。
图2为本发明提出的一种床旁康复训练机器人除罩壳外的整体结构示意图。
图3为本发明提出的一种床旁康复训练机器人中升降机构的结构示意图。
图4为本发明于一实施例中升降机构的固定支架的结构示意图。
图5为本发明提出的一种床旁康复训练机器人中康复训练机构和安全保护机构的装配结构示意图。
图6为本发明提出的一种床旁康复训练机器人中康复训练机构的结构示意图。
图7为本发明提出的一种床旁康复训练机器人中康复训练机构驱动装置与电机法兰座的装配结构示意图。
图8为本发明提出的一种床旁康复训练机器人中驱动装置与同步带机构的装配结构示意图。
图9为本发明于一实施例中同步带机构中的主动轮的结构示意图。
图10为本发明于一实施例中脚踏板的结构示意图。
图11为本发明于一实施例中电机法兰座的结构示意图。
标号说明：
底盘10；万向轮11；升降机构20；固定支架21；上顶板211；通孔2111；导向轴套安装孔2112；下底板212；固定轴213；伸缩机构22；伸缩缸221；伸缩杆222；第一铰链安装座201；第二铰链安装座202；导向机构23；导向轴套231；导向轴232；第一驱动电机24；升降罩壳25；上罩壳251；下罩壳252；康复训练机构30；电机法兰座31；螺栓301；驱动装置安装孔302；长圆形通孔303；调节螺纹孔304；驱动装置32；第二驱动电机321；减速电机322；电机法兰323；输出轴324；平键3241；支撑架33；从动轴332；同步带机构34；主动轮341；键槽3412；从动轮342；同步带343；张紧机构35；张紧座351；调节螺栓352；脚踏板36；第一脚踏板3601；第二脚踏板3602；足底连接板361；踩踏板362；曲柄连接孔3611；挡板363；第一曲柄371；第二曲柄372；安全保护机构40；支撑板411；张紧绳412；张紧绳保护套413；升降急停按钮501；康复训练急停按钮502；支撑桌板101；桌面罩壳102；显示屏103；立柱104。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
为了帮助下肢受伤的患者或者长期卧床、因中风、脑血栓等偏瘫的患者进行下肢训练，从而帮助恢复下肢的运动功能，本发明提出一种床旁康复训练机器人，如图1至图11所示，在本实施例中，所述康复训练机器人包括底盘10、升降机构20、康复训练机构30和安全保护机构40。具体的，包括一对底盘10和一对升降机构20，一对所述升降机构20分别安装在一对所述底盘10上，且一对所述升降机构20的一端与所述底盘10的顶面连接，另一端之间安装有支撑桌板101，所述康复训练机构30安装在所述支撑桌板101上，以进行训练，所述安全保护机构40设置在所述康复训练机构30的一对脚踏板36之间，以保护康复训练过程中患者的安全性。
如图1及图2所示，在本实施例中，一对所述底盘10的底部安装有万向轮11，以方便移动所述康复训练机器人，具体的，所述万向轮11的数量优选为4个，分别安装在一对所述底盘10的两端，以起到承载和保持稳定性的作用，在方便移动的同时还能够防止发生倾覆的危险，且所述万向轮11上还安装有锁定机构(图中未表示)，以保证将所述康复训练机器人移动至特定位置进行训练时，通过锁定机构锁定所述万向轮11，以防止康复训练的过程中由于康复训练机器人发生滑动从而产生危险或影响康复训练的效果。
如图2至图4所示，在本实施例中，所述升降机构20安装在所述底盘10上，其一端与所述底盘10的顶面固定连接，另一端与所述支撑桌板101连接。在本实施例中，所述升降机构20包括固定支架21、伸缩机构22、导向机构23和第一驱动电机24，所述固定支架21包括上顶板211和下底板212，且所述上顶板211和所述下底板212之间设置有多根固定轴213，所述固定轴213的两端分别与所述上顶板211和所述下底板212通过螺纹连接，所述下底板212固定安装在所述底盘10的顶面上，具体的，所述固定轴213的数量优选为4个，并且分别在所述上顶板211和所述下底板212的四个角的位置上。
如图2至图4所示，在本实施例中，所述伸缩机构22包括伸缩缸221和伸缩杆222，所述伸缩缸221的一端通过第一铰链安装座201与所述下底板212连接，另一端与所述上顶板211连接，且所述上顶板211上设置有通孔2111和至少两个导向轴套安装孔2112，所述伸缩缸221与所述上顶板211连接的一端位于所述通孔2111内，所述伸缩杆222的一端与所述伸缩缸221活动连接，另一端通过第二铰链安装座202与所述支撑桌板101连接，所述第一铰链安装座201和所述第二铰链安装座202分别通过螺栓安装在所述下底板212和所述支撑桌板101上，以防止伸缩机构20受到径向力而遭到损坏。
如图2至图4所示，在本实施例中，所述导向机构23包括导向轴套231和导向轴232，所述导向轴套231和所述导向轴232的数量均优选为两个，分别安装在所述上顶板211上的导向轴套安装孔2112内，所述导向轴231的一端穿过所述导向轴套231，并与所述支撑桌板101通过螺纹连接，且两个所述导向轴232相互平行设置，且所述伸缩机构22位于两个所述导向轴231之间，以保证当伸缩机构22推动支撑桌板101向上或向下运动时，在导向机构23的作用下，径向力由导向机构23承受，伸缩机构22只承受轴向力，以保证其安全性。
如图1所示，在本实施例中，所述康复训练机器人还包括一对升降罩壳25，所述升降罩壳25罩设在对应的所述升降机构20外侧，所述升降罩壳25包括上罩壳251和下罩壳252，所述上罩壳251的一端与所述支撑桌板101的底面固定连接，所述下罩壳252的一端与所述上罩壳251滑动连接，所述下罩壳252的另一端与所述底盘10的顶面固定连接。
如图1所示，在本实施例中，所述康复训练机构30安装在所述支撑桌板101上，所述支撑桌板101的外侧罩设有桌面罩壳102，所述康复训练机构30的驱动装置32位于所述桌面罩壳102内，以进行康复训练。
如图5及图7所示，在本实施例中，所述康复训练机构30包括电机法兰座31、驱动装置32、支撑架33、同步带机构34、张紧机构35和脚踏板36，所述电机法兰座31安装在所述支撑桌板101上，具体的，所述电机法兰座31例如设置为L型结构，L型结构的电机法兰座31的一边通过螺栓301与所述支撑桌板101连接，另一边上设置有驱动装置安装孔302，所述驱动装置32安装在所述驱动装置安装孔302上，且所述驱动装置32沿X轴布置在所述支撑桌板101上方，所述驱动装置32包括第二驱动电机321和减速电机322，所述减速电机322通过所述电机法兰323与所述电机法兰座31固定连接，所述第二驱动电机321与所述减速电机322连接，且所述驱动装置32的输出轴324伸出所述驱动装置安装孔302并与同步带机构34连接。
如图5及图7所示，在本实施例中，所述支撑架33包括两根支撑杆，两根所述支撑杆相互平行设置，且其一端与所述支撑桌板101的一边固定连接，另一端沿Y轴向所述支撑桌板101的外侧延伸，并设置有从动轴孔，并且所述从动轴332转动安装在所述从动轴孔内，所述同步带机构34位于两根所述支撑杆之间。
如图8及图9所示，在本实施例中，所述同步带机构34安装在所述从动轴332和所述驱动装置32的输出轴324之间，所述同步带机构34包括主动轮341、从动轮342和同步带343，所述主动轮341与所述驱动装置32的输出轴324连接，所述从动轮342与所述从动轴332固定连接，所述同步带343连接在所述主动轮341和所述从动轮342之间，通过驱动装置32驱动所述同步带机构34运动。具体的，所述主动轮342的轴孔侧壁上开设有一键槽3412，所述输出轴324上设置有一平键3241，所述主动轮341在所述键槽3412和所述平键3241的配合作用下，被所述驱动装置32驱动。
如图5至图9所示，在本实施例中，所述脚踏板36通过曲柄与所述从动轴332连接。所述曲柄包括第一曲柄371和第二曲柄372，且所述第一曲柄371和所述第二曲柄372分别固定连接在所述从动轴332的两端，且所述第一曲柄371和所述第二曲柄372的朝向相反，另外，所述脚踏板36包括第一脚踏板3601和第二脚踏板3602，第一脚踏板3601连接在所述第一曲柄371远离所述从动轴332的一端上，所述第二脚踏板3602连接在所述第二曲柄372远离所述从动轴332的一端上，具体的，通过所述驱动装置32的驱动作用，带动所述主动轮341转动，并经过所述同步带343和所述从动轮342的传动作用，带动所述从动轴332转动，从而带动脚踏板36运动，以实现康复训练运动。
如图10所示，在本实施例中，所述脚踏板36包括足底连接板361和踩踏板362，所述足底连接板361的一面上设置有一曲柄连接孔3611，并通过所述曲柄连接孔3611与所述曲柄连接，所述踩踏板362与所述足底连接板361的另一面固定连接，且所述踩踏板362的底部固定设置有一挡板363，以对支撑患者的腿部。另外，在一些实施例中，所述脚踏板36还包括绑带(图中未表示)，所述绑带的两端与所述踩踏板362固定连接，用于固定患者的脚板。
如图8及图11所示，在本实施例中，所述张紧机构35包括张紧座351和调节螺栓352，所述张紧座351固定安装在所述支撑桌板101上，且位于所述电机法兰座31的一端，并且所述电机法兰座31与所述支撑桌板101连接的一边上设置有多个长圆形通孔303，并通过螺栓301与所述支撑桌板101连接，且其侧面上设置有一调节螺纹孔304，所述调节螺栓352的一端与所述调节螺纹孔304连接，顺时针拧动所述调节螺栓352，则使所述电机法兰座31向所述张紧座351的方向移动，以拉紧所述同步带343，保证同步带343的张紧状态。
如图5所示，在本实施例中，所述安全保护机构40安装在所述康复训练机构30上，具体的，所述安全保护机构40包括限位机构，所述限位机构包括支撑板411和张紧绳412，所述支撑板411的一端与所述支撑架33固定连接，另一端上安装有张紧绳保护套413，所述张紧绳412的两端分别连接在所述第一脚踏板3601和所述第二脚踏板3602上，并且所述张紧绳412穿过所述张紧绳保护套413，具体的，所述张紧绳412的两端分别与所述第一脚踏板3601的挡板和所述第二脚踏板3602的挡板固定连接，通过张紧绳512与踩踏板362上的挡板363连接，使患者避免发生膝过伸，从而避免对患者造成伤害。
如图5所示，在本实施例中，所述安全保护机构40还包括监测装置(图中未表示)，所述监测装置设置在所述支撑桌板101上，并与所述驱动装置32的第二驱动电机321电连接，用于监测所述第二驱动电机321的驱动电流或驱动扭矩，通过监测第二驱动电机321的驱动电流或驱动扭矩，当患者发生痉挛时，会在从动轴332上产生一定的阻力，从而增加第二驱动电机321的驱动电流和驱动扭矩，因此，可以通过判断电流或扭矩是否异常，判断患者是否痉挛。
如图1所示，在本实施例中，还包括急停按钮，所述急停按钮安装在所述桌面罩壳102上，且与所述升降机构20的驱动电机、所述康复训练机构30的驱动装置电连接，所述急停按钮至少包括升降急停按钮501和康复训练急停按钮502，所述升降急停按钮501用于控制所述升降机构20的驱动电机，所述康复训练急停按钮502用于控制所述康复训练机构30的驱动装置，急停按钮用以在机器发生运动异常或者患者感到不舒服时紧急按下，停止机器的运动。
另外，如图1所示，在本实施例中，所述支撑桌板101上安装有一显示屏103，所述显示103通过一立柱104与所述支撑桌板101固定连接。所述床旁康复训练机器人还包括控制系统，所述控制系统内置于所述显示屏103内，并与所述升降机构20的驱动电机、所述康复训练机构30的驱动装置电连接，用于控制所述支撑桌板101的高度和所述康复训练机构30的运动参数，需要说明的是，所述运动参数至少包括转动速度和训练时间。另外，在本实施例中，所述显示屏103优选为触摸显示器，通过触摸显示器能够供医生调整桌面高度和选择合适的康复运动参数，并且在患者康复训练时，显示器上可以显示游戏场景，提高患者康复的趣味性。
本发明提出一种床旁康复训练机器人，针对患有下肢运动功能障碍的患者，并帮助患者进行下肢运动训练，通过升降机构可以调节康复训练机构的高度，以适应不同的患者和病床尺寸，将康复机器人移至病床旁并通过锁定机构将万向轮锁死，以固定所述康复训练机器人，对其下肢进行康复训练，能够减少因患者运动不便带来的位置转移困难，同时，使患者能够方便地在床上就能进行康复训练。
本发明通过设置升降机构保证当伸缩机构推动支撑桌板向上或向下运动时，在导向机构的作用下，径向力由导向机构承受，伸缩机构只承受轴向力，以保证其安全性。
本发明能够通过张紧绳与踩踏板连接，使患者避免发生膝过伸，从而避免对患者造成伤害；并且还能够监测驱动电机的驱动电流或驱动扭矩，当患者发生痉挛时，会在从动轴上产生一定的阻力，从而增加电机的驱动电流和驱动扭矩，因此，可以通过判断电流或扭矩是否异常，判断患者是否痉挛。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的范围并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种床旁康复训练机器人，其特征在于，包括：
一对底盘，所述底盘的底部安装有万向轮；
一对升降机构，分别安装在一对所述底盘上，且一对所述升降机构的一端与所述底盘的顶面连接，另一端之间安装有支撑桌板；
康复训练机构，设置在所述支撑桌板上，包括驱动装置和一对脚踏板，所述驱动装置固定与所述支撑桌板固定连接，所述脚踏板与所述驱动装置连接；
安全保护机构，设置在一对所述脚踏板之间。
2.根据权利要求1所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，所述万向轮上设置有锁定机构。
3.根据权利要求1所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，还包括一对升降罩壳，所述升降罩壳罩设在对应的所述升降机构外侧。
4.根据权利要求3所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，所述升降罩壳包括上罩壳和下罩壳，所述上罩壳的一端与所述支撑桌板的底面固定连接，所述下罩壳的一端与所述上罩壳滑动连接，所述下罩壳的另一端与所述底盘的顶面固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，所述支撑桌板上安装有一显示屏，所述显示屏通过一立柱与所述支撑桌板固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统内置于所述显示屏内，并与所述升降机构的驱动电机、所述康复训练机构的驱动装置电连接，用于控制所述支撑桌板的高度和所述康复训练机构的运动参数。
7.根据权利要求6所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，所述运动参数至少包括转动速度和训练时间。
8.根据权利要求1所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，所述支撑桌板的外侧罩设有桌面罩壳，所述康复训练机构的驱动装置位于所述桌面罩壳内。
9.根据权利要求8所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，还包括急停按钮，所述急停按钮安装在所述桌面罩壳上，且与所述升降机构的驱动电机、所述康复训练机构的驱动装置电连接。
10.根据权利要求9所述的一种床旁康复训练机器人，其特征在于，所述急停按钮至少包括升降急停按钮和康复训练急停按钮，所述升降急停按钮用于控制所述升降机构的驱动电机，所述康复训练急停按钮用于控制所述康复训练机构的驱动装置。
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