CN114795839A - 一种坐卧站多姿态单腿康复机器人 - Google Patents

一种坐卧站多姿态单腿康复机器人 Download PDF

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CN114795839A CN202210465200.9A CN202210465200A CN114795839A CN 114795839 A CN114795839 A CN 114795839A CN 202210465200 A CN202210465200 A CN 202210465200A CN 114795839 A CN114795839 A CN 114795839A
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王洪波
冯永飞
邓伟
翟青海
王辛诚
张波
俞耀
徐虎
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Zhejiang Youren Intelligent Robot Ltd
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Abstract

本申请涉及一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其涉及康复机器人技术领域,其包括电控箱和机械腿,所述机械腿安装于电控箱一侧并沿电控箱高度方向升降设置,所述机械腿关节处设置用驱动关节转动的关节驱动机构,所述机械腿上设置有用于限制机械腿各关节运动范围的关节限位机构。本申请具有配合不同的姿态下的康复训练,防止机械腿与地面干涉的效果;且便于机械腿切换左右腿效果,便于提升康复机器人的适用范围。

Description

一种坐卧站多姿态单腿康复机器人
技术领域
本发明涉及康复机器人领域,尤其是涉及一种坐卧站多姿态单腿康复机器人。
背景技术
脑卒中通常是血管损坏或者堵塞从而导致了人的大脑缺氧,下肢的偏瘫好多是由脑卒中患者导致的后遗症。大约有90%的脑卒中幸存患者存在不同功能的障碍,当中下肢的运动障碍是主要的功能障碍之一。下肢的运动障碍不仅影响患者的生活模式,还会对患者有着摔倒的风险,因此对这类患者的治疗恢复迫在眉睫。根据神经理论,偏瘫患者通常需要通过不断且重复性的康复训练来调解下肢的病情,以达到对大脑皮层的运动神经的恢复,从而达到神经对肌肉控制的目的。
下肢康复机器人是将机器人应用到临床康复医学领域的一种有益的尝试,通过设置下肢康复机器人的运动模式,从而帮助患者进行不同程度或者不同模式的康复训练。下肢康复机器人在训练时是实时监控的,能反馈患者的实时数据,数据存储在控制器中,通过分析比较选择更适合患者的康复训练。
针对上述中的相关技术,发明人认为设计一款坐卧站多姿态下肢康复机器人来帮助这些下肢有障碍的患者是十分有益的。
发明内容
为了改善下肢有障碍的患者较难多姿态进行康复训练的问题,本申请提供一种坐卧站多姿态单腿康复机器人。
本申请提供的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人采用如下的技术方案:
一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,包括电控箱和机械腿,所述机械腿安装于电控箱一侧并沿电控箱高度方向升降设置,所述机械腿关节处设置用驱动关节转动的关节驱动机构,所述机械腿上设置有用于限制机械腿各关节运动范围的关节限位机构。
可选的,所述机械腿包括依次连接的髋关节、大腿、膝关节、小腿、踝关节和脚踏板,所述关节驱动机构包括髋关节驱动机构、膝关节驱动机构和踝关节驱动机构,所述髋关节处设置驱动髋关节转动的髋关节驱动机构,所述髋关节驱动机构安装于电控箱内;所述膝关节处设置驱动膝关节转动的膝关节驱动机构,所述膝关节驱动机构安装于大腿上;所述踝关节处设置驱动踝关节转动的踝关节驱动机构,所述踝关节驱动机构安装于小腿上。
可选的,所述关节限位机构包括髋关节限位机构、膝关节限位机构和踝关节限位机构,所述髋关节驱动机构处安装限制髋关节转动范围在0°至80°的髋关节限位机构,所述膝关节驱动机构处安装限制膝关节转动范围在-140°至0°的膝关节限位机构,所述踝关节驱动机构处安装限制踝关节转动范围在-45°至30°的踝关节限位机构。
可选的,所述大腿和小腿内均设置有调节腿部长度的调节机构。
可选的,所述大腿和小腿内均设置有电子尺,所述电控箱处设置有工控屏,所述电子尺与工控屏电连接。
可选的,所述踝关节与脚踏板之间安装有复合拉扭传感器。
可选的,所述机械腿上安装有角度传感器。
可选的,所述电控箱内安装有配重模块。
可选的,所述电控箱内设置有支撑架,所述髋关节驱动机构包括安装于支撑架上并转动设置的第一传动轴,所述第一传动轴伸入大腿内并位于髋关节处;
所述髋关节限位机构包括第一限位板、旋转小臂、限位盘、限位端板和手轮,所述第一限位板安装于支撑架上,所述第一传动轴远离大腿的一端设置旋转小臂,所述旋转小臂与第一传动轴同轴转动;所述第一限位板上开设有两个对称设置的限位孔,所述第一限位板一侧设置限位盘,所述限位盘上连接有一根限位柱,所述限位柱插入其中一个限位孔内;所述限位端板设置两个并安装于限位盘远离第一限位板的一侧,所述旋转小臂位于两个限位端板之间,且两个所述限位端板与旋转小臂的夹角之和小于等于80°。
可选的,所述大腿位于膝关节处转动连接有第二传动轴,所述第二传动轴远离大腿的一端与小腿连接;
所述膝关节限位机构包括定位盘、两个对称设置的第一限位块、上端板、下端板和第二限位板,所述定位盘安装在第二传动轴上并与第二传动轴同轴转动,所述第一限位块安装在定位盘上并相对于第二传动轴对称设置;
所述上端板和下端板固定于大腿内,所述第二限位板位于上端板和下端板之间且相对于定位盘滑动位移,所述第二限位板抵接上端板或者下端板设置;
所述第二限位板朝向定位盘一侧设置有上钩板和下钩板,所述第二限位板抵接下端板时,所述上钩板位于第一限位块的位移轨迹上;两个所述第一限位块至上钩板之间的夹角之和小于等于140°;所述第二限位板抵接上端板时,所述下钩板位于第一限位块的位移轨迹上;两个所述第一限位块至下钩板之间的夹角之和小于等于140°。
可选的,所述踝关节限位机构包括限位环和第二限位块,所述小腿上位于踝关节处转动连接有第三传动轴,所述第三传动轴外周套设限位环,所述限位环与第三传动轴同轴转动;所述限位环一端开设有缺口,使得限位环位于缺口处形成限位面,所述第二限位块位于限位环下方且朝向限位环的缺口处滑移设置;
所述第二限位块由左右错位设置的上限位块和下限位块设置,所述上限位块位于限位面之间时,所述限位环的左限位面到上限位块左侧之间的夹角小于等于45°,所述限位环右限位面到上限位块的右侧之间的夹角小于等于30°;所述下限位块位于限位面之间时,所述限位环的左限位面到上限位块左侧之间的夹角小于等于30°,所述限位环右限位面到上限位块的右侧之间的夹角小于等于45°。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过机械腿升降设置,可以配合不同的姿态下的康复训练,防止机械腿与地面干涉;关节驱动机构和关节限位机构的设置,能够起到便于控制程序控制机械腿进行多姿态下的康复训练,且便于机械腿切换左右腿效果,便于提升康复机器人的适用范围;
2.通过调节机构的设置,能够起到根据不同病人的腿长调节机械腿的大腿和小腿的长度的效果,可以更好的提升康复机器人的适用人群;
3.通过复合拉扭传感器的设置,患者足部直接与脚踏板接触,可以进行人机交互;医师可以通过复合拉扭传感器来获得患者的髋关节、膝关节以及踝关节的扭矩,从而判断患者的运动意图,相对于六维力传感器,采用复合拉扭传感器更耐用,刚性好,利用的更充分。
附图说明
图1是本申请实施例的机器人的整体结构示意图。
图2是本申请实施例的机器人的内部结构示意图。
图3是本申请实施例的机器人另一视角的内部结构示意图。
图4是本申请实施例的髋关节的主视结构示意图。
图5是本申请实施例的髋关节的另一视角的整体结构示意图。
图6是本申请实施例的限位柱与第一限位板的连接结构示意图。
图7是本申请实施例的大腿的内部结构示意图。
图8是本申请实施例的膝关节驱动结构的整体结构示意图。
图9是本申请实施例的膝关节限位结构的整体结构示意图。
图10是本申请实施例的膝关节限位结构的另一视角的整体结构示意图。
图11是本申请实施例的小腿的整体结构示意图。
图12是本申请实施例的踝关节的整体结构示意图。
图13是本申请实施例的第二限位块的整体的结构示意图。
图14是图3中A部的局部放大结构示意图。
附图标记说明:1、电控箱;11、工控屏;12、急停开关;2、机械腿;21、髋关节;22、大腿;221、第一伸缩套;222、第二伸缩套;223、第一大腿支架;224、第二大腿支架;23、膝关节;24、小腿;241、上伸缩套;242、下伸缩套;243、下小腿支架;25、踝关节;26、脚踏板;3、升降机构;31、立柱电机;32、支撑架;33、滑轨;34、滑移块;4、髋关节驱动机构;41、伺服电机;42、第一减速器;43、驱动带轮;44、传动带轮;45、皮带;46、第一传动轴;5、膝关节驱动机构;51、第一驱动电机;52、主动带轮;53、第二减速器;54、被动带轮;55、第二传动轴;6、踝关节驱动机构;61、第二驱动电机;62、第三减速器;63、法兰;64、连接件;65、复合拉扭传感器;7、髋关节限位机构;71、第一限位板;711、限位孔;72、旋转小臂;73、限位盘;731、限位柱;74、限位端板;75、手轮;76、连接板;8、膝关节限位机构;80、角度传感器;81、定位盘;82、第一限位块;83、上端板;84、下端板;85、第二限位板;86、第一手动滑台;87、上钩板;88、下钩板;9、踝关节限位机构;91、安装底板;92、第二手动滑台;93、第二限位块;94、轴承外套;95、限位环;97、上限位块;98、下限位块;10、调节机构;101、第一固定块;102、第二固定块;103、螺杆;104、步进电机;105、电子尺;110、配重模块;111、导向轴;112、配重块;113、第一穿设孔;114、螺丝;115、定滑轮;116、第二穿设孔;117、长槽。
具体实施方式
以下结合附图1-14对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种坐卧站多姿态单腿康复机器人。参照图1,一种坐卧站多姿态单腿康复机器人包括电控箱1和安装于电控箱1一侧的机械腿2,电控箱1顶部设置有工控屏11和急停开关12。机械腿2关节处设置用驱动关节转动的关节驱动机构,机械腿2上设置有用于限制机械腿2各关节运动范围的关节限位机构。机械腿2由髋关节21、大腿22、膝关节23、小腿24、踝关节25和脚踏板26依次连接组成,髋关节21安装于机体内,通过控制程序控制大腿22相对机体转动,大腿22通过膝关节23与小腿24铰接设置,小腿24通过踝关节25与脚踏板26铰接设置。当大腿22旋转180°后,通过关节限位机构可以从实现左右腿的切换。该单腿康复机器人可以在多种场合下使用,比如可以实现床旁式康复训练、座椅式康复训练等等,当两台单腿康复机器人镜像放置时还可以进行站姿模式下的康复训练。
参照图2和图3,由于本申请的单腿机械人需要实现站姿、坐姿和卧姿三种姿态下的康复训练,因此需要设置升降机构3用于调节髋关节21的高低,从而防止在不同康复训练模式下,脚踏板26与地面发生干涉。升降机构3安装于电控箱1内,升降机构3包括立柱电机31和支撑架32,立柱电机31固定于电控箱1的底座上,支撑架32安装于立柱电机31的输出端。电控箱1内设置有髋关节驱动机构4,髋关节驱动机构4安装于支撑架32上,通过立柱电机31实现髋关节21轴线位置的上升和下降。电控箱1的底座上固定连接有竖直设置的滑轨33,滑轨33上滑移连接有滑移块34,支撑架32通过连接板76连接于滑移块34上,随着支撑架32的升降,滑移块34在滑轨33上滑移,为机械腿2的升降提供导向,便于提升机械腿2升降的稳定性。
参照图2、图4和图5,关节驱动机构包括髋关节驱动机构4、膝关节驱动机构5和踝关节驱动机构6,髋关节驱动机构4安装于电控箱1内。髋关节驱动机构4包括伺服电机41和第一减速器42,伺服电机41采用1-SMP8048伺服电机41,配备有增量式编码器,通过增量式编码器能实时测出髋关节21的位置。伺服电机41的输出轴上固定套设有驱动带轮43,第一减速器42的输入端处连接有传动带轮44,驱动带轮43通过皮带45与传动带轮44连接。第一减速器42的输出轴处连接有第一传动轴46,第一传动轴46伸入大腿22内并位于髋关节21处,通过髋关节驱动机构4驱动大腿22绕髋关节21处转动。
参照图4、图5和图6,关节限位机构包括髋关节限位机构7、膝关节限位机构8和踝关节限位机构9,髋关节驱动机构4处安装限制髋关节21转动范围在0°至80°的髋关节限位机构7。髋关节限位机构7包括第一限位板71、旋转小臂72、限位盘73、限位端板74和手轮75,第一限位板71安装于支撑架32上,第一减速器42的输入端穿过第一限位板71设置,第一减速器42的输入端端部固定连接旋转小臂72,旋转小臂72随着第一减速器42的输入端的转动而随动。第一限位板71上开设有两个对称设置的限位孔711,第一限位板71远离传动带轮44的一侧设置限位盘73,第一减速器42的输入端穿过限位盘73圆心设置,限位盘73位于第一限位板71与旋转小臂72之间。限位盘73上连接有一根限位柱731,限位柱731插入其中一个限位孔711内,限位端板74设置两个并安装于限位盘73远离第一限位板71的一侧,由于人体髋关节21的转动范围是0°到80°之间,可以设计两个限位端板74至旋转小臂72之间的夹角加在小于等于80°,本实施例中选用80°。当医师对患者进行坐姿下的左腿训练时,髋关节21处的旋转小臂72跟随减速器的输出轴一起转动,旋转小臂72在两个限位端板74之间转动,从而达到限位的目的。
手轮75通过连接板76与限位盘73连接,若初始是对左腿进行限位,当需要切换右腿时,通过手轮75拉动限位盘73并转动限位盘73使得限位柱731插入另一个限位孔711内,就能达到对右腿限位的目的。
参照图1和图7,由于患者的腿长不确定,所以大腿22包括第一伸缩套221和第二伸缩套222,第一伸缩套221内安装有第一大腿支架223,第二伸缩套222内安装有第二大腿支架224。髋关节21与第一伸缩套221配合,第二伸缩套222内安装有膝关节驱动机构5,第一伸缩套221远离髋关节21的一侧伸入第二伸缩套222内,第二伸缩套222相对第一伸缩套221滑动设置。第一伸缩套221与第二伸缩套222内设置有用于调节大腿22长度的调节机构10,调节机构10包括第一固定块101、第二固定块102和螺杆103,第一固定块101安装于第一大腿支架223上,第二固定块102安装于第二大腿支架224上,螺杆103穿设过第一固定块101与第二固定块102设置,且螺杆103与第一固定块101转动连接,螺杆103与第一固定块101的相对位置固定。第二固定块102与螺杆103螺纹连接,螺杆103一端连接有步进电机104,通过步进电机104驱动螺杆103转动从而带动第二固定块102沿螺杆103的轴向位移,进而使得第一伸缩套221与第二伸缩套222之间的相对位置发生变化,继而达到调节大腿22长度的目的。
参照图7,第一大腿支架223上安装有电子尺105,电子尺105的一端与安装于第二大腿支架224上的支板连接。电子尺105可以实时测得机器人的大腿22长度数据,并将数据实时反馈在工控屏11上,使得医师比对机器人的大腿22长度是否调节到与患者的大腿22长度一致。
参照图1和图2,小腿24结构与大腿22相似,小腿24包括上伸缩套241和下伸缩套242,上伸缩套241与膝关节23配合,下伸缩套242处设置踝关节25。上伸缩套241与下伸缩套242内也设置调节机构10,小腿24也通过调节机构10调节长度,小腿24处也内置电子尺105用于测得小腿24的长度数据,在此不再赘述。
参照图7和图8,膝关节驱动机构5与髋关节驱动机构4相似,膝关节驱动机构5的转动通过第一驱动电机51驱动,第一驱动电机51采用的是MAXON电机,第一驱动电机51固定于第二大腿支架224上。第一驱动电机51的输出轴连接主动带轮52,第二伸缩套222内也设置第二减速器53,第二减速器53的输入端连接被动带轮54,主动带轮52通过皮带45与被动带轮54连接。第二减速器53的输出端连接第二传动轴55,第二传动轴55伸入上伸缩套241内并驱动小腿24转动。第一驱动电机51配备有增量式编码器,能检测膝关节23所处的位置。上伸缩套241靠近膝关节23处设置有角度传感器80,角度传感器80反馈角度变化的数据,为训练前机械腿2的复位提供数据。
参照图9和图10,由于人体的膝关节23转动范围为-140°至0°之间,膝关节驱动机构5处安装限制膝关节23转动范围在-140°至0°的膝关节限位机构8。膝关节限位机构8位于第二伸缩套222内,膝关节限位机构8包括定位盘81、两个对称设置的第一限位块82、上端板83、下端板84和第二限位板85,定位盘81安装在第二传动轴55上并与第二传动轴55同轴转动,第一限位块82安装在定位盘81上并相对于第二传动轴55对称设置。上端板83和下端板84上均连接有固定底板,上端板83和下端板84通过螺钉固定在第二大腿支架224上。
上端板83和下端板84之间设置有第一手动滑台86,第二限位板85安装于第一手动滑台86的滑块上,第二限位板85可以跟随滑块的滑动位移从而抵接上端板83或者抵接下端板84。第二限位板85朝向定位盘81一侧设置有上钩板87和下钩板88,当需要对左腿限位时,驱动第二限位板85抵接下端板84,使得只有上钩板87位于第一限位块82的位移轨迹上,所以两个第一限位块82只能被上钩板87限位。当上钩板87位于第一限位块82的位移轨迹上时,可以设计第一个第一限位块82至上钩板87之间的夹角加上第二个第一限位块82至上钩板87之间的夹角小于等于140°,本实施例中选用140°,从而使得机器人的左腿膝关节23转动角度范围为-140°至0°之间。当需要对右腿限位时,驱动第二限位板85抵接上端板83,使得只有下钩板88位于第一限位块82的位移轨迹上,所以两个第一限位块82被下钩板88限位。此时可以设计第一个第一限位块82至下钩板88之间的夹角加上第二个第一限位块82至下钩板88之间的夹角小于等于140°,本实施例中选用140°,从而使得机器人的右腿膝关节23转动角度范围为-140°至0°之间。
参照图11和图12,下伸缩套242内安装有下小腿支架243,踝关节驱动机构6安装于下小腿支架243上。踝关节25的驱动机构包括第二驱动电机61和第三减速器62,第二驱动电机61采用MAXON电机,第二驱动电机61通过法兰63固定于下小腿支架243上,下小腿支架243上开设安装孔,第三减速器62固定于下连接板76的安装孔处,第二驱动电机61的输出轴直接与第三减速器62的输入轴连接,第三减速器62的输出轴上安装第三传动轴,第三传动轴远离第三减速器62的一端连接有连接件64,连接件64上连接有复合拉扭传感器65,复合拉扭传感器65的输出轴处连接脚踏板26,患者足部与脚踏板26接触,可以进行人机交互。医师可以通过复合拉扭传感器65来获得患者的髋关节21、膝关节23以及踝关节25的扭矩,从而判断患者的运动意图。
参照图12和图13,踝关节驱动机构6处安装限制踝关节25转动范围在-45°至30°的踝关节限位机构9。踝关节限位机构9安装于连接件64上,踝关节限位机构9包括安装底板91、第二手动滑台92和第二限位块93,安装底板91为折板,安装底板91通过螺钉固定于连接件64上,安装底板91与连接件64之间形成容纳第二手动滑台92的空间,第二手动滑台92安装于安装底板91上,第二限位块93安装于第二手动滑台92的滑块上。下伸缩套242处转动连接有踝关节25外壳,踝关节25外壳内壁安装有轴承外套94,轴承外套94套设于第三传动轴外周,第三传动轴与轴承外套94之间连接有轴承。轴承外套94远离第三减速器62的一端连接有限位环95,限位环95一端开设有缺口,使得限位环95位于缺口处形成限位面。
参照图12和图13,第二限位块93由左右错位设置的上限位块97和下限位块98设置。当医师对患者进行左腿康复训练时,将第二手动滑台92的滑块移动到导轨的最下端,上限位块97位于限位环95的缺口内,这时起限位作用的是上限位块97左右的两个面。由于踝关节25的转动范围在-45°至30°之间,当连接件64自然竖直时,可以设计限位环95的左限位面到上限位块97左侧之间的夹角小于等于45°,本实施例中选用45°,限位环95右限位面到上限位块97的右侧之间的夹角小于等于30°,本实施例中选用30°。当需要对患者进行右腿康复训练时,只需要把第二手动滑台92的滑块移动到导轨最上端,下限位块98位于限位环95的缺口内,这时候下限位块98的左右两个面起限位作用。连接件64自然竖直时,可以设计限位环95的左限位面到下限位块98的左侧之间的夹角小于等于30°,本实施例中选用30°,限位环95的右限位面到上限位块97的右侧之间的夹角小于等于45°,本实施例中选用45°。从而达到对右腿限位的目的。
参照图3和图14,为防止在使用单腿康复机械人时发生侧翻,在电控箱1内部装配有配重模块110,配重模块110包括导向轴111和配重块112,导向轴111竖直设置且安装于电控箱1内,配重块112套设在导向柱上。旋转小臂72上开设有第一穿设孔113,第一穿设孔113内穿设过钢丝绳,旋转小臂72上位于第一穿设孔113的下方连接有螺丝114,钢丝绳的一端固定于螺丝114上。支撑架32上连接有两个定滑轮115,定滑轮115位于旋转小臂72上方,钢丝绳穿过定滑轮115朝向配重块112侧垂落。配重块112顶部开设有第二穿设孔116,配重块112侧壁开设有长槽117,第二穿设孔116与长槽117连通设置。钢丝绳经过定滑轮115后穿进第二穿设孔116内并自长槽117穿出。配重块112位于长槽117内连接螺丝114,通过长槽117内的螺丝114固定住钢丝绳的另一端。
本申请实施例一种坐卧站多姿态单腿康复机器人的实施原理为:首先根据需要复健的腿切换机器人的左右腿,使得患者需要复健的腿和机械腿2是同侧的。接着调整机械腿2上的关节限位机构,使得机械腿2上的关节限位机构的限位范围与机械腿2的左腿或右腿符合。接着根据病人的大腿22和小腿24的腿长调节机械腿2的大腿22和小腿24的腿长。随后可以根据病人复健的姿态调整机械腿2的高度,然后将病人的足部放在脚踏板26上,设计好的复健动作已转化为控制程序,启动对应的控制程序,在控制程序的控制下机械腿2的各关节运动并带动病人的腿部进行复健运动。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,包括电控箱(1)和机械腿(2),其特征在于:所述机械腿(2)安装于电控箱(1)一侧并沿电控箱(1)高度方向升降设置,所述机械腿(2)关节处设置用驱动关节转动的关节驱动机构,所述机械腿(2)上设置有用于限制机械腿(2)各关节运动范围的关节限位机构。
2.根据权利要求1所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述机械腿(2)包括依次连接的髋关节(21)、大腿(22)、膝关节(23)、小腿(24)、踝关节(25)和脚踏板(26),所述关节驱动机构包括髋关节驱动机构(4)、膝关节驱动机构(5)和踝关节驱动机构(6),所述髋关节(21)处设置驱动髋关节(21)转动的髋关节驱动机构(4),所述髋关节驱动机构(4)安装于电控箱(1)内;所述膝关节(23)处设置驱动膝关节(23)转动的膝关节驱动机构(5),所述膝关节驱动机构(5)安装于大腿(22)上;所述踝关节(25)处设置驱动踝关节(25)转动的踝关节驱动机构(6),所述踝关节驱动机构(6)安装于小腿(24)上。
3.根据权利要求2所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述关节限位机构包括髋关节限位机构(7)、膝关节限位机构(8)和踝关节限位机构(9),所述髋关节驱动机构(4)处安装限制髋关节(21)转动范围在0°至80°的髋关节限位机构(7),所述膝关节驱动机构(5)处安装限制膝关节(23)转动范围在-140°至0°的膝关节限位机构(8),所述踝关节驱动机构(6)处安装限制踝关节(25)转动范围在-45°至30°的踝关节限位机构(9)。
4.根据权利要求2所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述大腿(22)和小腿(24)内均设置有调节腿部长度的调节机构(10)。
5.根据权利要求4所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述大腿(22)和小腿(24)内均设置有电子尺(105),所述电控箱(1)处设置有工控屏(11),所述电子尺(105)与工控屏(11)电连接。
6.根据权利要求2所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述踝关节(25)与脚踏板(26)之间安装有复合拉扭传感器(65)。
7.根据权利要求1所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述电控箱(1)内安装有配重模块(110)。
8.根据权利要求3所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述电控箱(1)内设置有支撑架(32),所述髋关节驱动机构(4)包括安装于支撑架(32)上并转动设置的第一传动轴(46),所述第一传动轴(46)伸入大腿(22)内并位于髋关节(21)处;
所述髋关节限位机构(7)包括第一限位板(71)、旋转小臂(72)、限位盘(73)、限位端板(74)和手轮(75),所述第一限位板(71)安装于支撑架(32)上,所述第一传动轴(46)远离大腿(22)的一端设置旋转小臂(72),所述旋转小臂(72)与第一传动轴(46)同轴转动;所述第一限位板(71)上开设有两个对称设置的限位孔(711),所述第一限位板(71)一侧设置限位盘(73),所述限位盘(73)上连接有一根限位柱(731),所述限位柱(731)插入其中一个限位孔(711)内;所述限位端板(74)设置两个并安装于限位盘(73)远离第一限位板(71)的一侧,所述旋转小臂(72)位于两个限位端板(74)之间,且两个所述限位端板(74)与旋转小臂(72)的夹角之和小于等于80°。
9.根据权利要求3所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述大腿(22)位于膝关节(23)处转动连接有第二传动轴(55),所述第二传动轴(55)远离大腿(22)的一端与小腿(24)连接;
所述膝关节限位机构(8)包括定位盘(81)、两个对称设置的第一限位块(82)、上端板(83)、下端板(84)和第二限位板(85),所述定位盘(81)安装在第二传动轴(55)上并与第二传动轴(55)同轴转动,所述第一限位块(82)安装在定位盘(81)上并相对于第二传动轴(55)对称设置;
所述上端板(83)和下端板(84)固定于大腿内,所述第二限位板(85)位于上端板(83)和下端板(84)之间且相对于定位盘(81)滑动位移,所述第二限位板(85)抵接上端板(83)或者下端板(84)设置;
所述第二限位板(85)朝向定位盘(81)一侧设置有上钩板(87)和下钩板(88),所述第二限位板(85)抵接下端板(84)时,所述上钩板(87)位于第一限位块(82)的位移轨迹上;两个所述第一限位块(82)至上钩板(87)之间的夹角之和小于等于140°;所述第二限位板(85)抵接上端板(83)时,所述下钩板(88)位于第一限位块(82)的位移轨迹上;两个所述第一限位块(82)至下钩板(88)之间的夹角之和小于等于140°。
10.根据权利要求3所述的一种坐卧站多姿态单腿康复机器人,其特征在于:所述踝关节限位机构(9)包括限位环(95)和第二限位块(93),所述小腿(24)上位于踝关节(25)处转动连接有第三传动轴,所述第三传动轴外周套设限位环(95),所述限位环(95)与第三传动轴同轴转动;所述限位环(95)一端开设有缺口,使得限位环(95)位于缺口处形成限位面,所述第二限位块(93)位于限位环(95)下方且朝向限位环(95)的缺口处滑移设置;
所述第二限位块(93)由左右错位设置的上限位块(97)和下限位块(98)设置,所述上限位块(97)位于限位面之间时,所述限位环(95)的左限位面到上限位块(97)左侧之间的夹角小于等于45°,所述限位环(95)右限位面到上限位块(97)的右侧之间的夹角小于等于30°;所述下限位块(98)位于限位面之间时,所述限位环(95)的左限位面到上限位块(97)左侧之间的夹角小于等于30°,所述限位环(95)右限位面到上限位块(97)的右侧之间的夹角小于等于45°。
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