CN114366569B - 一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人，包括底座；该新型形成以轮椅为平台的可以四肢独立或同时训练的多功能外骨骼康复机器人，与当今国内外的外骨骼机器人比较；使用者可在家里或病房通过滑动或传动式椅面轻易上、下机进行康复训练，解决了多数此类病人因行动不便而不能及时康复训练的难题，并可大大减少护工或康复师的工作量；多功能，即可一机多用，解决了当今外骨骼机器人不能同时进行上、下肢多项康复训练的难题，因而可以大大节省训练时间，提高训练效率；釆用少数动力源与多关节灵巧联动的设计方案，既可增加上下肢的运动模式及活动度、又可大大降低机器人成本。

Description

一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人
技术领域
本发明涉及医疗康复设备技术领域，具体为一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人。
背景技术
由于中风发生率较高，较多人群存在四肢康复训练的需求；且随着全球老年化加重，人工成本不断攀升，人工康复训练成本越来越大，导致数以亿计的肢体障碍患者、老人等因不能及时康复训练而成为家庭、社会的严重负担；因此开发高效、多功能康复训练机器人已成为解决康复领域训练师少，效率低，效果参差不齐，人工成本高等的主要途径；
但是现有的康复辅助装置上、下机不方便，特别是针对偏瘫患者、严重失能老人及其它卧床不起患者，存在难以将患者从床上搬运到康复机器人或外骨骼上进行固定、训练的难题，因此导致失去早期康复训练机会而担误康复；
多功能，高效率，低成本的外骨骼机器人是当今世界肢体康复机器人发展的主要趋势，但现有外骨骼机器人大多为单功能康复机器人，即上肢康复机器人只能训练上肢，下肢机器人只能训练下肢，几乎没有能同时训练四肢的康复机器人报告；然而，现实中大部分中风偏瘫患者或严重失能老人等都需要同时进行上、下肢的康复训练；
价格昂贵，现有的康复辅助装置结构较为复杂，且价格较为昂贵，中、小医院或家庭大多难以承受；
因此，现阶段亟需一种以轮椅为平台的高效率、低成本的四肢康复训练外骨骼机器人。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人，包括底座，所述底座上设置有外骨骼接合臂旋转组件，外骨骼接合臂旋转组件由安装杆、第一电推杆和连接块组成，底座上固定连接有安装杆，安装杆上安装有第一电推杆，安装杆的顶端转动连接有连接块，且第一电推杆的输出端与连接块转动连接，连接块上安装有上肢合体式外骨骼训练组件，上肢合体式外骨骼训练组件由支撑架、肩关节运动组件、牵引支杆、第一握柄、第二握柄、上方手腕固定器、下方手腕固定器、第二电推杆和调节器组成，连接块的一侧设置有支撑架，连接块上安装有肩关节运动组件，支撑架上设置有牵引支杆，牵引支杆上分别设置有第一握柄和第二握柄，第一握柄上安装有上方手腕固定器，第二握柄上安装有下方手腕固定器，支撑架上安装有第二电推杆，且第二电推杆的安装座与支撑架转动连接，第二电推杆的输出端固定连接有调节器，调节器的输出端与牵引支杆联动，支撑架上安装有下肢合体式外骨骼训练组件，下肢合体式外骨骼训练组件由第一连接杆、第二连接杆、小腿固定架、踏板、第三连接杆和第二转轴组成，支撑架上固定连接有第一连接杆，第一连接杆上转动连接有第二连接杆，第二连接杆上分别设置有小腿固定架和踏板，第二连接杆的中段位置处转动连接有第三连接杆。
进一步的，所述底座的底端安装有行走轮，底座上设置有折叠椅。
进一步的，所述肩关节运动组件由第三电推杆、第一转轴和斜向运动连接板组成，连接块上对称安装有第三电推杆，连接块上插接有第一转轴，且支撑架通过第一转轴与连接块转动连接。
进一步的，所述第一转轴上套接有斜向运动连接板，且斜向运动连接板上通过销轴与支撑架转动连接，第三电推杆的安装座与连接块转动连接，第三电推杆的输出轴通过销轴与斜向运动连接板转动连接。
进一步的，所述第三连接杆一端与小腿固定架转动连接，第三连接杆的另一端设置有第二转轴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单、使用方便，形成以轮椅为平台的可以四肢独立或同时训练的多功能外骨骼康复机器人，与当今国内外的外骨骼机器人比较；该轮椅平台适用于卧床不起患者、肢体瘫痪患者或失能老人等，可在家里或病房通过滑动或传动式椅面轻易上、下机进行康复训练，解决了多数此类病人因行动不便而不能及时康复训练的难题，并可大大减少护工或康复师的工作量；多功能，即可一机多用，解决了当今外骨骼机器人不能同时进行上、下肢多项康复训练的难题，因而可以大大节省训练时间，提高训练效率；釆用少数动力源与多关节灵巧联动的设计方案，既可增加上下肢的运动模式及活动度、又可大大降低机器人成本。
附图说明
图1是本发明轮椅状态下肢训练模式的整体立体结构示意图；
图2是本发明图1中A区域的结构放大图；
图3是本发明轮椅状态上肢训练模式的整体立体结构示意图；
图4是本发明床状态上肢训练模式的整体立体结构示意图。
图中：1、底座；2、行走轮；3、折叠椅；4、外骨骼接合臂旋转组件；5、上肢合体式外骨骼训练组件；6、下肢合体式外骨骼训练组件；41、安装杆；42、第一电推杆；43、连接块；51、支撑架；52、肩关节运动组件；53、牵引支杆；54、第一握柄；55、第二握柄；56、上方手腕固定器；57、下方手腕固定器；58、第二电推杆；59、调节器；521、第三电推杆；522、第一转轴；523、斜向运动连接板；61、第一连接杆；62、第二连接杆；63、挂扣；64、小腿固定架；65、踏板；66、第三连接杆；67、第二转轴。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
如图1至图4所示，本发明为一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人，包括底座1，底座1上设置有外骨骼接合臂旋转组件4，外骨骼接合臂旋转组件4由安装杆41、第一电推杆42和连接块43组成，底座1上固定连接有安装杆41，安装杆41上安装有第一电推杆42，安装杆41的顶端转动连接有连接块43，且第一电推杆42的输出端与连接块43转动连接，连接块43上安装有上肢合体式外骨骼训练组件5。
进一步的，上肢合体式外骨骼训练组件5由支撑架51、肩关节运动组件52、牵引支杆53、第一握柄54、第二握柄55、上方手腕固定器56、下方手腕固定器57、第二电推杆58和调节器59组成，连接块43的一侧设置有支撑架51，连接块43上安装有肩关节运动组件52，支撑架51上设置有牵引支杆53，牵引支杆53上分别设置有第一握柄54和第二握柄55，第一握柄54上安装有上方手腕固定器56，第二握柄55上安装有下方手腕固定器57，支撑架51上安装有第二电推杆58，且第二电推杆58的安装座与支撑架51转动连接，第二电推杆58的输出端固定连接有调节器59，调节器59的输出端与牵引支杆53联动，支撑架51上安装有下肢合体式外骨骼训练组件6。
进一步的，下肢合体式外骨骼训练组件6由第一连接杆61、第二连接杆62、挂扣63、小腿固定架64、踏板65、第三连接杆66和第二转轴67组成，支撑架51上固定连接有第一连接杆61，第一连接杆61上转动连接有第二连接杆62，第二连接杆62上分别设置有小腿固定架64和踏板65，第二连接杆62的中段位置处转动连接有第三连接杆66；
进一步的，底座1的底端安装有行走轮2，底座1上设置有折叠椅3；肩关节运动组件52由第三电推杆521、第一转轴522和斜向运动连接板523组成，连接块43上对称安装有第三电推杆521，连接块43上插接有第一转轴522，且支撑架51通过第一转轴522与连接块43转动连接；第一转轴522上套接有斜向运动连接板523，且斜向运动连接板523上通过销轴与支撑架51转动连接，第三电推杆521的安装座与连接块43转动连接，第三电推杆521的输出轴通过销轴与斜向运动连接板523转动连接；第一连接杆61的中段位置处设置有挂扣63；第三连接杆66一端与小腿固定架64转动连接，第三连接杆66的另一端设置有第二转轴67。
本发明的该轮椅式平台可变平成为轮椅式床，便于通过传动或滑动方式接送患者到平台上进行康复训练，也可通过折叠由床态变成轮椅态，便于推到患者家中或病床旁对患者进行就地四肢康复训练。
具体的说，在使用时，启动第一电推杆42，使结合臂旋向上方，此时，可进行双上肢多种运动模式的主动和被动康复训练，包括双上肢前后推拉，上下屈伸，肩、肘关节内旋及外旋等运动；启动第一电推杆42，使连接块43旋向下方，此时，可进行双下肢多关节屈伸等康复训练；当进行上肢训练时，可进行双侧上肢或单侧上肢训练，将小腿固定架64向上折叠、悬挂在第一连杆61上，此时该装置由图1变为图3状态，同时启动第一电推杆42推动连接块43向上方旋转，受训者手掌握持或捆绑在上方手腕固定器56、下方手腕固定器57上，即可进行双上肢多种模式训练；当进行下肢训练时，可进行双侧下肢或单侧下肢训练，将小腿固定架64向下折叠放下，此时该装置由图3变为图1状态，启动第一电推杆42，使连接块43向下方旋转，受训者脚及小腿放在小腿固定架64和踏板65上，即可进行蹬踏及伸、屈膝关节和髋关节的训练。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变，而所有的这些改变，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)上设置有外骨骼接合臂旋转组件(4)，外骨骼接合臂旋转组件(4)由安装杆(41)、第一电推杆(42)和连接块(43)组成，底座(1)上固定连接有安装杆(41)，安装杆(41)上安装有第一电推杆(42)，安装杆(41)的顶端转动连接有连接块(43)，且第一电推杆(42)的输出端与连接块(43)转动连接，连接块(43)上安装有上肢合体式外骨骼训练组件(5)，上肢合体式外骨骼训练组件(5)由支撑架(51)、肩关节运动组件(52)、牵引支杆(53)、第一握柄(54)、第二握柄(55)、上方手腕固定器(56)、下方手腕固定器(57)、第二电推杆(58)和调节器(59)组成，连接块(43)的一侧设置有支撑架(51)，连接块(43)上安装有肩关节运动组件(52)，支撑架(51)上设置有牵引支杆(53)，牵引支杆(53)上分别设置有第一握柄(54)和第二握柄(55)，第一握柄(54)上安装有上方手腕固定器(56)，第二握柄(55)上安装有下方手腕固定器(57)，支撑架(51)上安装有第二电推杆(58)，且第二电推杆(58)的安装座与支撑架(51)转动连接，第二电推杆(58)的输出端固定连接有调节器(59)，调节器(59)的输出端与牵引支杆(53)联动，支撑架(51)上安装有下肢合体式外骨骼训练组件(6)，下肢合体式外骨骼训练组件(6)由第一连接杆(61)、第二连接杆(62)、小腿固定架(64)、踏板(65)、第三连接杆(66)和第二转轴(67)组成，支撑架(51)上固定连接有第一连接杆(61)，第一连接杆(61)上转动连接有第二连接杆(62)，第二连接杆(62)上分别设置有小腿固定架(64)和踏板(65)，第二连接杆(62)的中段位置处转动连接有第三连接杆(66)；
所述底座(1)的底端安装有行走轮(2)，底座(1)上设置有折叠椅(3)，所述折叠椅在床态和轮椅态之间切换；
所述肩关节运动组件(52)由第三电推杆(521)、第一转轴(522)和斜向运动连接板(523)组成，连接块(43)上对称安装有第三电推杆(521)，连接块(43)上插接有第一转轴(522)，且支撑架(51)通过第一转轴(522)与连接块(43)转动连接；
所述第一转轴(522)上套接有斜向运动连接板(523)，且斜向运动连接板(523)上通过销轴与支撑架(51)转动连接，第三电推杆(521)的安装座与连接块(43)转动连接，第三电推杆(521)的输出轴通过销轴与斜向运动连接板(523)转动连接。
2.根据权利要求1所述的以轮椅为平台的四肢康复训练外骨骼机器人，其特征在于，所述第三连接杆(66)一端与小腿固定架(64)转动连接，第三连接杆(66)的另一端设置有第二转轴(67)。
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