CN114404890A - 基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置 - Google Patents

Abstract

基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，涉及机器人领域，包括两个平行设置的竖直板，两个所述竖直板之间转动连接有安装台，所述竖直板一侧设有固定座椅，所述安装台上滑动配合有两组练习机构，所述竖直板上安装有抽拉限位机构。通过踏板与中心槽的配合达到对膝关节的活动效果，通过设置的弧形条与其他配合结构达到对踝关节的活动训练；通过旋转安装台和踏板，达到使踏板形成上下移动的目的，方便改变运动方式，通过设置的调节旋钮与下压板配合，能够通过对齿板施加压力，从而增大踏板活动时的阻力，进而适应患者的康复水平。

Description

基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体地说是一种基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置。

背景技术

康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点；目前，康复机器人已经广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展，也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。

现有的康复机器人对腿部的训练通常是分开进行的，一条腿进行训练另一条腿仅进行支撑，这样双腿间的康复形成了区别，无法形成力的平衡，影响双腿的配合性，并且现有的下肢康复机器人在对腿部进行康复训练时，大多是通过带动腿部进行移动从而完成膝关节的活动，但是并没有很好的对踝关节进行训练，影响康复效果；现有的下肢康复机器人对下肢的康复通常是关节灵活度的训练，但是关节灵活度与力量的训练要同步进行，这样康复的效果才能达到最佳；在康复的过程中，腿部逐渐恢复，因此需要逐渐增加训练强度，达到更好的恢复效果。针对上述问题提出一种关节灵活性锻炼效果好，力量锻炼效果好，阶段性训练效果好的下肢康复机器人装置。

发明内容

针对现有技术中提及的问题，本发明提供一种基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，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：

一种基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，包括两个平行设置的竖直板，两个所述竖直板之间转动连接有安装台，所述竖直板一侧设有固定座椅，所述安装台上滑动配合有两组练习机构，所述竖直板上安装有抽拉限位机构。

进一步的，两个所述竖直板上安装有中心轴，所述中心轴上转动连接有安装台。

进一步的，所述竖直板上设有与所述中心轴相配合的中心轴安装孔。

进一步的，两个所述竖直板底部通过一底板相连接。

进一步的，所述抽拉限位机构包括限位柱，两个所述限位柱通过一连接板相连接，所述连接板上设有把手，所述竖直板上设有与所述限位柱相配合的导向孔，所述导向孔内滑动配合有限位柱，所述竖直板与连接板之间设有柔性弹簧。

进一步的，所述竖直板上设有定位盲孔，所述定位盲孔内安装有柔性弹簧。

进一步的，所述练习机构包括中心槽，所述中心槽内滑动配合有踏板。

进一步的，所述中心槽两侧各设有一侧凹槽，所述侧凹槽一端转动连接有弧形条，所述中心槽底部设有一导向孔，所述导向孔内滑动配合有限位块，所述限位块下端部抵靠在侧滑支撑杆上，所述侧滑支撑杆的端部处于弧形条正下方且与弧形条相接触。

进一步的，所述侧凹槽底部设有柔性弹簧，所述柔性弹簧连接有弧形条。

进一步的，所述侧滑支撑杆上设有多个侧滑杆，所述侧滑杆可沿侧凹槽上的侧滑孔移动，所述侧滑支撑杆包括底滑杆，所述底滑杆上端设有与所述限位块相配合的楔形槽口，所述底滑杆连接有第一杆，所述第一杆连接有第二杆，所述第二杆端部设有用于支撑弧形条的楔形块，所述侧凹槽侧壁与底滑杆之间设有第二弹簧，所述第二弹簧驱使底滑杆移动至限位块下端使得两者抵靠在一起。

进一步的，所述踏板包括踏板本体，所述踏板本体前端设有安装架，所述安装架上设有前转轴，所述前转轴两侧转动连接有前轮，所述安装架后侧设有后轮，所述踏板本体底部转动连接有支撑板，所述踏板本体两侧设有滑槽，所述滑槽内滑动配合有滑块，所述滑块连接有连接板，所述连接板连接有水平板，两个所述水平板之间滑动配合有中心板，两个所述水平板之间设有收缩弹簧。

进一步的，所述踏板本体底部安装有辅助轴，所述辅助轴上转动连接有支撑板，所述支撑板上设有支撑轮。

进一步的，所述前转轴上转动连接有第一杆，所述第一杆连接有齿板组件，所述齿板组件包括齿板，所述安装台内安装有齿板轴，所述齿板轴上安装有啮合齿轮，两个所述齿板之间啮合有啮合齿轮。

进一步的，所述安装台上设有增压组件，所述增压组件包括一固定盘，所述固定盘上转动连接有调节旋钮，所述调节旋钮的下侧螺纹连接有下压板，所述下压板底部设有升降孔，所述升降孔内滑动配合有增压板，所述增压板与升降孔底部之间设有增压弹簧。

进一步的，所述中心槽的截面为凸字形，踏板的前轮位于中心槽的内部并可沿中心槽移动。

进一步的，所述弧形条截面的形状为L形，弧形条的正面为中部向上的拱形，弧形条顶部的内侧与踏板底部的后轮相接触。

本发明的有益效果是：本发明通过踏板与中心槽的配合可达到对膝关节的活动效果，并且通过设置的弧形条与其他配合结构，能够在踏板从右向左移动时使弧形条对踏板进行支撑，从而使脚掌的移动轨迹更加符合行走时的轨迹，从而达到对踝关节的活动训练；通过旋转安装台和踏板，达到使踏板形成上下移动的目的，方便改变运动方式，通过设置的调节旋钮与下压板配合，能够通过对齿板施加压力，从而增大踏板活动时的阻力，进而适应患者的康复水平，

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为抽拉限位机构的三维结构示意图；

图3为齿板组件的三维结构示意图；

图4为安装台的三维结构示意图；

图5为安装台的结构剖视图；

图6为弧形条与侧滑支撑杆配合时的三维结构示意图；

图7为踏板的三维结构示意图；

图8为踏板的拆分结构示意图；

图9为安装台竖直方向时的三维结构示意图；

图10为图3中B处的局部放大图；

图11为下压板的结构示意图；

图12为图6中A处的局部放大图；

图中：1竖直板，11中心轴，111中心轴安装孔，

2安装台，21中心槽，22踏板，221安装架，222前轮，223前转轴，224后轮，225支撑板，226支撑轮，227水平板，228中心板，229收缩弹簧，230连接板，231滑块，232滑槽，233辅助轴，

23侧凹槽，24弧形条，25柔性弹簧，26侧滑支撑杆，261底滑杆，262第一杆，263第二杆，264楔形块，265侧滑杆，27第二弹簧，28限位块，

4固定座椅，5抽拉限位机构，51限位柱，511导向孔，52柔性弹簧，521定位盲孔，53连接板，54把手，

6齿板组件，61齿板，62齿板轴，63啮合齿轮，64调节旋钮，65固定盘，66下压板，661升降孔，662增压弹簧，663增压板，67第一杆。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图10所示，基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，包括两个平行设置的竖直板1，两个所述竖直板之间转动连接有安装台2，所述竖直板一侧设有固定座椅4，所述安装台上滑动配合有两组练习机构，所述竖直板上安装有抽拉限位机构5，所述抽拉限位机构可限制安装台的转动，使得安装台可由水平状态转动至竖直状态。固定座椅方便人们乘坐，练习机构用于人们锻炼下肢力量，辅助康复。

进一步的，两个所述竖直板上安装有中心轴11，所述中心轴上转动连接有安装台，利用中心轴的安装可实现安装台相对于竖直板的转动。

方案细化，所述竖直板上设有与所述中心轴相配合的中心轴安装孔111，在某些实施例中，竖直板上安装有轴承座，两个所述轴承座之间安装有中心轴。

方案进一步优化，两个所述竖直板底部通过一底板相连接。两个竖直板、底板形成一U形框架，增强安装台转动时的稳固性。

至少一个实施例中，所述抽拉限位机构包括限位柱51，两个所述限位柱通过一连接板53相连接，所述连接板上设有把手54，与之配合的是，所述竖直板上设有与所述限位柱相配合的导向孔511，所述导向孔内滑动配合有限位柱，所述竖直板与连接板之间设有柔性弹簧52，所述柔性弹簧驱使限位柱插入安装台下方以限制安装台围绕中心轴转动。

方案细化，所述竖直板上设有定位盲孔521，所述定位盲孔内安装有柔性弹簧。

至少一个实施例中，所述安装台2上设有两组练习机构，所述练习机构包括中心槽21，所述中心槽内滑动配合有踏板22。

进一步的，所述中心槽两侧各设有一侧凹槽23，所述侧凹槽一端转动连接有弧形条24，所述中心槽底部设有一导向孔，所述导向孔内滑动配合有限位块28，所述限位块上端部楔形设计，所述限位块下端部抵靠在侧滑支撑杆26上，所述侧滑支撑杆的端部处于弧形条24正下方且与弧形条相接触。

方案细化，所述侧凹槽底部设有柔性弹簧25，所述柔性弹簧连接有弧形条。

方案细化，所述侧滑支撑杆上设有多个侧滑杆265，所述侧滑杆可沿侧凹槽上的侧滑孔移动，所述侧滑支撑杆包括底滑杆261，所述底滑杆上端设有与所述限位块相配合的楔形槽口，所述底滑杆连接有第一杆262，所述第一杆连接有第二杆263，所述第二杆端部设有用于支撑弧形条的楔形块264，所述侧凹槽侧壁与底滑杆之间设有第二弹簧27，所述第二弹簧驱使底滑杆移动至限位块下端使得两者抵靠在一起。

工作原理，当踏板22沿着中心槽移动时，因为有弧形条24在其两侧，踏板会沿着弧形条上的导向槽移动至远离固定座椅4，在该过程中踏板22会挤压限位块28，使得限位块竖直往下滑动，而限位块的滑动则会使得底滑杆261受力，从而底滑杆沿着侧滑杆侧移一定距离，因楔形块264顶部支撑有弧形条24，当底滑杆移动时，楔形块也随之移动导致弧形条失去楔形块的支撑，踏板沿着中心槽向着靠近固定座椅方向移动时，踏板移动时能够向下挤压弧形条以保证更为准确的模拟行走，在踏板4移动到中心槽端部时，弧形条5不再受到踏板的作用力，第二弹簧27驱使底滑杆移动至限位块下端使得两者抵靠在一起，进而楔形块移动至原来位置，弧形条在柔性弹簧的弹力下形成与楔形块的卡接。

至少一个实施例中，所述踏板22包括踏板本体，所述踏板本体前端设有安装架221，所述安装架上设有前转轴223，所述前转轴两侧转动连接有前轮222，所述安装架后侧设有后轮224，所述踏板本体底部转动连接有支撑板225，所述踏板本体两侧设有滑槽232，所述滑槽内滑动配合有滑块231，所述滑块连接有连接板230，所述连接板连接有水平板227，两个所述水平板之间滑动配合有中心板228，两个所述水平板之间设有收缩弹簧229。当滑块在滑槽内移动时可限制支撑板的转动角度。

方案细化，所述踏板本体底部安装有辅助轴233，所述辅助轴上转动连接有支撑板，所述支撑板上设有支撑轮226。

至少一个实施例中，所述前转轴223上转动连接有第一杆67，所述第一杆连接有齿板组件6，所述齿板组件包括齿板61，所述安装台2内安装有齿板轴62，所述齿板轴上安装有啮合齿轮63，两个所述齿板之间啮合有啮合齿轮。通过齿板、啮合齿轮设计可使得两脚运动更协调。

进一步的，所述安装台2上设有增压组件，所述增压组件可增加人们运动时的阻力。所述增压组件包括一固定盘65，所述固定盘上转动连接有调节旋钮64，所述调节旋钮的下侧螺纹连接有下压板66，所述下压板底部设有升降孔661，所述升降孔内滑动配合有增压板663，所述增压板与升降孔底部之间设有增压弹簧662。通过控制调节旋钮转动从而带动下压板向下移动，进而对齿板施加压力，从而增加踏板带动齿板移动时的阻力，达到调节训练强度的目的。

方案细化，所述中心槽21的截面为凸字形，踏板的前轮222位于中心槽的内部并可沿中心槽移动，通过中心槽设计能够对踏板进行限位，并且踏板底部的前轮设计能够减小移动时的阻力，且后轮在安装台的表面移动，能够便于更换使用状态，便于进行不同形式的锻炼。

方案细化，所述弧形条5截面的形状为L形，弧形条5的正面为中部向上的拱形，弧形条5顶部的内侧与踏板底部的后轮相接触，通过后轮设计能够与弧形条5接触并沿弧形条5的顶部进行移动，从而模拟人体走路时的脚掌移动轨迹，从而达到更好的锻炼恢复效果，并且弧形5与侧凹槽转动连接，能够与其他结构配合在踏板4从左端移动到右端时弧形条5不会对踏板4进行支撑，模拟效果更精准，效果更好。

工作方式，患者坐在固定座椅上，脚掌放在踏板上，在关节灵活性锻炼时，通过双脚的前后移动模拟行走，进而对关节进行锻炼康复，踏板在中心槽向着远离固定座椅方向移动时，弧形条对踏板的后轮进行支撑，当踏板处在中心槽端部且即将向靠近固定座椅方向移动时，踏板挤压限位块带动楔形块向一侧移动从而取消对弧形条的限位，此时踏板向靠近固定座椅方向移动能够向下挤压弧形条，保证更为准确的模拟行走，在踏板移动到中心槽靠近固定座椅一端时，弧形条5在柔性弹簧的弹力下形成与楔形块264的卡接；

力量锻炼时，向外侧移动抽拉限位机构取消对安装台的固定，接着旋转安装台使其竖直，接着恢复抽拉限位机构的位置对安装台进行固定，旋转踏板并调节支撑板使支撑板的左端与安装台接触，拉动滑块在滑槽内移动使其对支撑板限位，患者的脚掌位于踏板的顶部并通过上下移动形成力量锻炼；

通过旋转调节旋钮带动下压板上下移动从而增加对齿板的压力，进而改变踏板移动时的阻力，从而适应患者的康复程度，此过程在灵活性训练和力量训练时皆可进行调节。

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 (10)

1.基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，包括两个平行设置的竖直板，两个所述竖直板之间转动连接有安装台，所述竖直板一侧设有固定座椅，所述安装台上滑动配合有两组练习机构，所述竖直板上安装有抽拉限位机构，所述练习机构包括中心槽，所述中心槽内滑动配合有踏板。

2.根据权利要求1所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述抽拉限位机构包括限位柱，两个所述限位柱通过一连接板相连接，所述连接板上设有把手，所述竖直板上设有与所述限位柱相配合的导向孔，所述导向孔内滑动配合有限位柱，所述竖直板与连接板之间设有柔性弹簧。

3.根据权利要求1或2所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述中心槽两侧各设有一侧凹槽，所述侧凹槽一端转动连接有弧形条，所述中心槽底部设有一导向孔，所述导向孔内滑动配合有限位块，所述限位块下端部抵靠在侧滑支撑杆上，所述侧滑支撑杆的端部处于弧形条正下方且与弧形条相接触。

4.根据权利要求3所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述侧凹槽底部设有柔性弹簧，所述柔性弹簧连接有弧形条。

5.根据权利要求4所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述侧滑支撑杆上设有多个侧滑杆，所述侧滑杆可沿侧凹槽上的侧滑孔移动，所述侧滑支撑杆包括底滑杆，所述底滑杆上端设有与所述限位块相配合的楔形槽口，所述底滑杆连接有第一杆，所述第一杆连接有第二杆，所述第二杆端部设有用于支撑弧形条的楔形块，所述侧凹槽侧壁与底滑杆之间设有第二弹簧，所述第二弹簧驱使底滑杆移动至限位块下端使得两者抵靠在一起。

6.根据权利要求5所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述踏板包括踏板本体，所述踏板本体前端设有安装架，所述安装架上设有前转轴，所述前转轴两侧转动连接有前轮，所述安装架后侧设有后轮，所述踏板本体底部转动连接有支撑板，所述踏板本体两侧设有滑槽，所述滑槽内滑动配合有滑块，所述滑块连接有连接板，所述连接板连接有水平板，两个所述水平板之间滑动配合有中心板，两个所述水平板之间设有收缩弹簧。

7.根据权利要求6所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述踏板本体底部安装有辅助轴，所述辅助轴上转动连接有支撑板，所述支撑板上设有支撑轮。

8.根据权利要求6所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述前转轴上转动连接有第一杆，所述第一杆连接有齿板组件，所述齿板组件包括齿板，所述安装台内安装有齿板轴，所述齿板轴上安装有啮合齿轮，两个所述齿板之间啮合有啮合齿轮。

9.根据权利要求8所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述安装台上设有增压组件，所述增压组件包括一固定盘，所述固定盘上转动连接有调节旋钮，所述调节旋钮的下侧螺纹连接有下压板，所述下压板底部设有升降孔，所述升降孔内滑动配合有增压板，所述增压板与升降孔底部之间设有增压弹簧。

10.根据权利要求6所述的基于大数据控制的下肢康复机器人力平衡调节装置，其特征在于，所述中心槽的截面为凸字形，踏板的前轮位于中心槽的内部并沿中心槽移动。

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