CN114191266B - 一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置 - Google Patents

Abstract

一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，涉及康复器械技术领域，包括固定板，所述固定板前端设有臀部托板，所述臀部托板从上到下依次设置有第一绑带和第二绑带，所述固定板底部设有第一缓冲机构与第二缓冲机构，所述固定板两侧各设有一固定块，所述固定块连接有辅助支撑机构。本发明通过多重缓冲机构可在患者屁股与地面接触时形成缓冲保护，并且通过内部的压力传感器进行判定，以对身体形成支撑，辅助患者站立，达到较好的效果。

Description

一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置

技术领域

本发明涉及康复器械技术领域，具体为一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置。

背景技术

康复式外骨骼机器人是一种可穿戴于人体上的智能化康复辅具，可以辅助人体实现特定的功能，中风是临床患者致残的首要原因，中风后只有百分之十的患者能完全康复，剩余的患者往往会发生肢体运动功能损伤，根据大数据显示，中风六个月后，大概有百分之三十的患者在无外力辅助的情况下无法进行行走，严重影响日常的生理活动，而下肢运动功能的丧失是最严重的运动功能损伤，不仅仅会增加患者身体上的痛苦，还会增加患者的沮丧情绪，降低患者的生活质量。

下肢的康复外骨骼机器人分为两部分组成，一部分为臀部的托起支撑装置，另一部分为腿部辅助行走外骨骼，针对臀部受力托起装置，现有的托起装置仅仅起到连接和托起臀部的作用，辅助行走主要依靠腿部行走外骨骼，但是仅仅通过腿部的外骨骼进行支撑，效果不好，重心不稳，并且在摔倒时没有很好的应急措施，无法对患者进行保护；同时，现有的臀部托起装置主要依靠绑带从裆部穿过达到固定效果，绑带的固定会造成一定的压迫效果，引起患者的不适，降低使用效果。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，可以避免上述问题的发生。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，包括固定板，所述固定板前端设有臀部托板，所述臀部托板从上到下依次设置有第一绑带和第二绑带，所述固定板底部设有第一缓冲机构与第二缓冲机构，所述固定板两侧各设有一固定块，所述固定块连接有辅助支撑机构。

进一步的，所述第一缓冲机构处于第二缓冲机构正下方。

进一步的，所述固定板内部设置有水平检测仪。

进一步的，所述辅助支撑机构包括电机、第一支撑管、第二支撑杆及限位块，所述固定块连接有限位块，所述限位块底部固定连接有第一支撑管，所述第一支撑管连接有第二支撑杆，所述限位块上转动连接有销轴，所述限位块顶部固定连接有电机，所述电机穿过限位块后连接有销轴，所述销轴的上端设置有第一斜齿轮，所述第一斜齿轮啮合有第一配合齿轮，第一配合齿轮啮合有第二配合齿轮，第二配合齿轮啮合有第三配合齿轮，所述第三配合齿轮固定连接有固定块。

进一步的，所述限位块上固定连接有限位轴，所述固定块右侧的下端开设有弧形槽，所述限位轴插入弧形槽内并可沿弧形槽移动。

进一步的，第一配合齿轮包括第二斜齿轮与第一圆齿轮，所述第二斜齿轮与第一圆齿轮同轴心，第二斜齿轮固定安装在第一圆齿轮的右侧，第二斜齿轮与第一斜齿轮相啮合。

进一步的，第二配合齿轮包括第二圆齿轮和第三圆齿轮，第三圆齿轮固定安装在第二圆齿轮的左侧，第二圆齿轮与第一圆齿轮相啮合，第三圆齿轮与第一配合齿轮相啮合。

进一步的，所述销轴下端的表面开设有外螺纹，所述第二支撑杆设有与所述外螺纹相配合的内螺纹孔，所述销轴转动时驱使第二支撑杆沿着第一支撑管上下移动。

进一步的，所述辅助支撑机构下方固定连接有缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲组件包括外活动套管，所述外活动套管内滑动配合有内活动套杆，所述内活动套杆下端部转动连接有活动轮，外活动套管内设有驱使内活动套杆往复运动的第一弹簧。

进一步的，所述外活动套管设有一导向孔，所述导向孔内滑动配合有内活动套杆，所述导向孔底部与内活动套杆之间安装有第一弹簧。

进一步的，所述第二缓冲机构包括橡胶气囊，橡胶气囊的内部设置有压力传感器。

进一步的，所述第一缓冲机构包括安全气囊。

进一步的，所述第一绑带的右侧固定安装有第一卡块，第二绑带的右侧固定安装有第二卡块，所述臀部托板上设有与所述第一卡块相卡接的第一插接槽，所述臀部托板上设有与所述第二卡块相卡接的第二插接槽。

进一步的，所述第一卡块包括第一矩形板、第二弹簧和第一卡齿，所述第一矩形板上设有一滑动腔，所述滑动腔内滑动配合有第一卡齿，所述滑动腔底部与第一卡齿之间设有第二弹簧；所述第二卡块包括第二矩形板、第三弹簧和第二卡齿，所述第二矩形板上滑动配合有第二卡齿，第二矩形板与第二卡齿之间设有第三弹簧。

进一步的，所述限位块包括保护盒和保护框，所述保护框的内部固定安装有电机。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置的第二缓冲机构在患者屁股与地面接触时形成缓冲保护，并且通过内部的压力传感器进行判定，当判定为摔倒时，通过第一缓冲机构内部的安全气囊进行二次缓冲，形成保护，防止摔伤，并且设置的电机、销轴和第一配合齿轮等结构配合，能够在固定板内部水平检测仪判定摔倒时启动电机带动第一支撑管和第二支撑杆等结构快速旋转后对身体形成支撑，辅助患者站立，达到较好的效果。

2、本发明通过设置的限位块、第一支撑管、第二支撑杆和缓冲组件等结构配合，能够在患者行走锻炼时起到一定的支撑效果，增加患者身体的稳定性，通过设置的缓冲组件，能够进行一定的高度变化，适合不同身高的患者，并且降低了腿部受到的压力，同时，设置的活动轮能够在辅助支撑的同时降低与地面的摩擦力，达到省力的目的。

3、本发明通过设置的臀部托板、第一绑带和第二绑带等结构，能够使患者半坐在臀部托板上形成一定的支撑，减小腿部受到的压力，通过第一绑带、第二绑带和第一卡块等结构配合，能够更为方便的对患者进行固定，操作更为简单。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为第二缓冲机构的三维结构示意图；

图3为第一卡块的三维结构示意图；

图4为第二支撑杆的结构分离图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为第二配合齿轮处的结构示意图；

图中：1臀部托板，2第一绑带，3第二绑带，4第一卡块，401第一矩形板，402第一卡齿，403第一插接槽，5第二卡块，501第二矩形板，502第二卡齿，503第二插接槽，6固定板，7第一缓冲机构，8第二缓冲机构，9固定块，10限位块，101保护盒，102保护框，11第一支撑管，12第二支撑杆，13缓冲组件，131外活动套管，132内活动套杆，133活动轮，14电机，15销轴，151第一斜齿轮，16第一配合齿轮，161第二斜齿轮，162第一圆齿轮，17第二配合齿轮，171第二圆齿轮，172第三圆齿轮，18第三配合齿轮，19限位轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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保护范围的限制。

如图1至图6所示，一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，包括固定板6，所述固定板前端设有臀部托板1，所述臀部托板从上到下依次设置有第一绑带2和第二绑带3，所述固定板底部设有第一缓冲机构7与第二缓冲机构8，所述固定板两侧各设有一固定块9，所述固定块连接有辅助支撑机构，所述辅助支撑机构可在人们即将摔倒时达到支撑身体的效果，减小摔倒带来的损伤。

方案细化，所述第一缓冲机构处于第二缓冲机构正下方。

方案细化，所述固定板6内部设置有水平检测仪，水平检测仪能够检测装置的状态，在患者行走锻炼时，其背部是保持竖直的，基本不会倾斜，而当重心不稳即将摔倒时，水平检测仪能够检测倾斜的角度，并且做出反馈。

至少一个实施例中，所述辅助支撑机构包括电机14、第一支撑管11、第二支撑杆12及限位块10，所述固定块连接有限位块10，所述限位块底部固定连接有第一支撑管，所述第一支撑管连接有第二支撑杆12，所述限位块上转动连接有销轴15，所述限位块顶部固定连接有电机14，所述电机14穿过限位块后连接有销轴，所述销轴15的上端设置有第一斜齿轮151，所述第一斜齿轮啮合有第一配合齿轮16，第一配合齿轮16啮合有第二配合齿轮17，第二配合齿轮17啮合有第三配合齿轮18，所述第三配合齿轮固定连接有固定块9。

进一步的，所述限位块上固定连接有限位轴19，与之配合的是，所述固定块9右侧的下端开设有可供限位轴19活动的弧形槽，所述限位轴插入弧形槽内并可沿弧形槽移动，通过限位轴19在弧形槽内部活动，从而对限位块10的转动角度进行限制，保证了结构的稳定性。

进一步的，第一配合齿轮16包括第二斜齿轮161与第一圆齿轮162，所述第二斜齿轮161与第一圆齿轮162同轴心，第二斜齿轮固定安装在第一圆齿轮的右侧，第二斜齿轮与第一斜齿轮相啮合，通过设置的第二斜齿轮与第一圆齿轮，达到带动第二配合齿轮17转动的目的，第一斜齿轮与第二斜齿轮配合，具有较好的转化效果。

进一步的，第二配合齿轮17包括第二圆齿轮171和第三圆齿轮172，第三圆齿轮固定安装在第二圆齿轮的左侧，第二圆齿轮与第一圆齿轮相啮合，第三圆齿轮与第一配合齿轮16相啮合，通过设置的第二配合齿轮17与第一配合齿轮16相互配合，能够达到差速的效果，使电机14带动第二支撑杆12移动到第一支撑管11内部的顶端时，限位块10相对于固定块9正好旋转九十度。

进一步的，所述销轴15下端的表面开设有外螺纹，与之配合的是，所述第二支撑杆12设有与所述外螺纹相配合的内螺纹孔，所述销轴转动时驱使第二支撑杆12沿着第一支撑管上下移动，实现距离调节的技术效果。

至少一个实施例中，所述辅助支撑机构下方固定连接有缓冲组件13，缓冲组件既能够在患者行走时通过第一弹簧的收缩达到贴合地面的效果，又能够通过活动轮减少与地面的摩擦力，能够起到很好的辅助支撑作用。

进一步的，所述缓冲组件包括缓冲组件13包括外活动套管131，所述外活动套管内滑动配合有内活动套杆132，所述内活动套杆下端部转动连接有活动轮133，外活动套管内设有可驱使内活动套杆往复运动的第一弹簧。

方案细化，所述外活动套管设有一导向孔，所述导向孔内滑动配合有内活动套杆，所述导向孔底部与内活动套杆之间安装有第一弹簧。

至少一个实施例中，所述第二缓冲机构8包括橡胶气囊，橡胶气囊的内部设置有压力传感器。

进一步的，所述第一缓冲机构包括安全气囊，通过橡胶气囊进行第一层缓冲，当压力传感器检测到压力过大判定摔倒时，安全气囊弹出与患者摔倒的压力形成对冲，由于安全气囊为柔性材质制成，具有很好的缓冲效果，因此并不会对患者造成更大的伤害。

至少一个实施例中，所述第一绑带2的右侧固定安装有第一卡块4，第二绑带3的右侧固定安装有第二卡块5，与之配合的是，所述臀部托板上设有与所述第一卡块相卡接的第一插接槽403，所述臀部托板上设有与所述第二卡块相卡接的第二插接槽503。

方案细化，所述第一卡块4包括第一矩形板401、第二弹簧和第一卡齿402，所述第一矩形板上设有一滑动腔，所述滑动腔内滑动配合有第一卡齿，所述滑动腔底部与第一卡齿之间设有第二弹簧；同理，所述第二卡块5包括第二矩形板501、第三弹簧和第二卡齿502，所述第二矩形板上滑动配合有第二卡齿，第二矩形板与第二卡齿之间设有第三弹簧。通过设置的第一卡块4和第二卡块5，能够方便的使第一绑带2和第二绑带3对患者进行固定，固定时只需要从上向下使第一卡块4和第二卡块5卡在臀部托板1上配合固定的地方，在第二弹簧和第三弹簧的作用下第一卡齿和第二卡齿对臀部托板1进行卡接，保证稳定效果。

至少一个实施例中，所述限位块包括保护盒101和保护框102，所述保护框的内部固定安装有电机14。通过设置的保护框对电机14进行保护和固定，保护框的表面设置有透气通道，能够便于电机14的散热。

工作方式，使用时使臀部托板1贴合患者臀部和腰部，随后通过第一卡块4和第二卡块5与臀部托板1进行卡接，对患者身体进行固定，随后可进行行走，在行走时，缓冲组件13与地面接触，内部的活动套杆与第一弹簧收缩产生反作用力使患者受到的压力降低，活动轮能够减小在行走过程中的摩擦力，并始终保持限位块10、第一支撑管11和第二支撑杆12等结构的支撑效果；

当患者身体不稳将要倾倒时，固定板6内部的水平检测仪检测到倾斜角度过大，启动电机14带动销轴15及配合结构运动，使第二支撑杆12向上移动到第一支撑管11内部的最上端，并且同时使限位块10与第一支撑管11等结构旋转九十度，与患者双脚形成九十度，达到支撑身体的效果，减小摔倒带来的损伤；

当患者仍然摔倒在地时，若患者是仰面摔倒，患者不方便进行保护操作，此时当患者臀部与地面接触时第二缓冲机构8形成缓冲，进行保护，接着第二缓冲机构8内部的压力传感器检测到压力过大，启动第一缓冲机构7内部的安全气囊，安全气囊充气膨胀抵消患者受到的重力，并且形成缓冲保护。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (8)

1.一种康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，包括固定板，所述固定板前端设有臀部托板，所述臀部托板从上到下依次设置有第一绑带和第二绑带，所述固定板底部设有第一缓冲机构与第二缓冲机构，所述固定板两侧各设有一固定块，所述固定块连接有辅助支撑机构，

所述固定板内部设置有水平检测仪，

所述辅助支撑机构包括电机、第一支撑管、第二支撑杆及限位块，所述固定块连接有限位块，所述限位块底部固定连接有第一支撑管，所述第一支撑管连接有第二支撑杆，所述限位块上转动连接有销轴，所述限位块顶部固定连接有电机，所述电机穿过限位块后连接有销轴，所述销轴的上端设置有第一斜齿轮，所述第一斜齿轮啮合有第一配合齿轮，第一配合齿轮啮合有第二配合齿轮，第二配合齿轮啮合有第三配合齿轮，所述第三配合齿轮固定连接有固定块。

2.根据权利要求1所述的康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，所述限位块上固定连接有限位轴，所述固定块右侧的下端开设有弧形槽，所述限位轴插入弧形槽内并可沿弧形槽移动。

3.根据权利要求2所述的康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，所述销轴下端的表面开设有外螺纹，所述第二支撑杆设有与所述外螺纹相配合的内螺纹孔，所述销轴转动时驱使第二支撑杆沿着第一支撑管上下移动。

4.根据权利要求1所述的康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，所述辅助支撑机构下方固定连接有缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲组件包括外活动套管，所述外活动套管内滑动配合有内活动套杆，所述内活动套杆下端部转动连接有活动轮，外活动套管内设有驱使内活动套杆往复运动的第一弹簧。

5.根据权利要求4所述的康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，所述外活动套管设有一导向孔，所述导向孔内滑动配合有内活动套杆，所述导向孔底部与内活动套杆之间安装有第一弹簧。

6.根据权利要求1所述的康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，所述第二缓冲机构包括橡胶气囊，橡胶气囊的内部设置有压力传感器。

7.根据权利要求1所述的康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，所述第一缓冲机构包括安全气囊。

8.根据权利要求3所述的康复外骨骼机器人的臀部受力托起装置，其特征在于，所述第一绑带的右侧固定安装有第一卡块，第二绑带的右侧固定安装有第二卡块，所述臀部托板上设有与所述第一卡块相卡接的第一插接槽，所述臀部托板上设有与所述第二卡块相卡接的第二插接槽。