CN115089432A - 多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，包括：底架，具有在高度方向上错位布置的两个支撑部，其中位置相对较高的第一支撑部用于支撑使用者的下肢；3‑RPR机构，可滑动的设置于位置相对较低的第二支撑部上，用于实现人体水平面的三个方向自由度运动；上肢支撑部，设置于所述3‑RPR机构的顶部，用于支撑使用者的上肢。本发明可以提供针对脊柱多个特定区段进行的三维方向矫形辅助功能。
Description
技术领域
本发明涉及康复训练设备技术领域，具体是关于一种多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台。
背景技术
脊柱侧弯是一种常见的骨骼问题，会严重影响病患的生活质量。目前，常规的矫形方法是通过矫形器强制矫形或通过牵引拉伸等方式来缓解，严重的甚至需要手术治疗。上述矫形方法虽然有一定的康复效果，但会给病患带来一定痛苦和副作用，并且医生也需要消耗极大的体力，因此，应用脊柱康复机构能够减少以上痛苦。
目前，由于现有脊柱康复机构系统较少，市场上常见的脊柱康复机构本身仅能提供单方向牵引或者按摩震动等功能，缺乏对于脊柱特定区段的矫形，更没有三维方向矫形辅助功能。
综上所述，亟需一种用于脊柱康复的多功能智能康复训练设备。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，可以提供针对脊柱多个特定区段进行的三维方向矫形辅助功能。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，包括：底架，具有在高度方向上错位布置的两个支撑部，其中位置相对较高的第一支撑部用于支撑使用者的下肢；3-RPR机构，可滑动的设置于位置相对较低的第二支撑部上，用于实现人体水平面的三个方向自由度运动；上肢支撑部，设置于所述3-RPR机构的顶部，用于支撑使用者的上肢。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，底架包括底部框架、第一支撑板、第一支腿、第二支撑板以及第二支腿；所述第一支撑板通过第一支腿与所述底部框架连接，所述第二支撑板通过第二支腿与所述底部框架连接；所述第一支撑板和所述第二支撑板分别位于不同高度的位置，且所述第一支撑板和所述第二支撑板错位布置；所述第一支撑板形成所述第一支撑部，所述第二支撑板则形成所述第二支撑部。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，所述第二支撑板上横向设置有滑轨，所述3-RPR机构设置在所述滑轨上。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，所述3-RPR机构包括若干个3-RPR组件，若干个3-RPR组件沿着滑轨的长度方向间隔设置；相邻两组的3-RPR组件的底部通过平行连杆机构连接。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，每个所述3-RPR组件均包括：上支架、下支架以及若干个动力推杆；所述上支架和所述下支架上下平行设置，且所述上支架和所述下支架上分别设置有凹槽；若干个所述动力推杆沿所述上支架或下支架的长度方向间隔布置；每个所述动力推杆的动作端均伸入所述上支架的凹槽内并与所述上支架通过转轴铰接；每个所述动力推杆的固定端均伸入所述下支架的凹槽内并与所述下支架通过转轴铰接。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，所述3-RPR机构还包括推杆机构、前铰链座和后铰链座；所述前铰链座和所述后铰链座分别设置在其中的两个下支架上；所述推杆机构的前端通过转轴与所述前铰链座铰接，所述推杆机构的后端通过转轴与所述后铰链座铰接。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，所述动力推杆上设置有位置编码器，所述位置编码器用于实时测量并反馈动力推杆的长度。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，所述动力推杆上设置有力传感器，所述力传感器用于实时测量并反馈与人体躯干的交互力。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，还包括控制系统，所述控制系统用于依据设定位姿，根据逆运动学模型计算出各动力推杆的杆长位姿量，并利用位置编码器测得的反馈量实现PID反馈控制，进而控制动力推杆伸长或者缩短。
所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，优选地，还包括下肢垫，所述下肢垫设置在所述第一支撑部上，用于承接并与使用者的下肢接触；所述上肢支撑部为弹性软垫。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
(1)本发明提供的康复设备采用多个多杆并联的3-RPR组件，用以智能控制使得该康复设备可以主动运动，进而可以根据治疗或者康复需要，实现整体结构在空间三维方向的推拉和/或弯曲动作，产生特定方向的运动或者支撑力，从而辅助脊柱康复；
(2)本发明提供的康复设备使用者躺在平台上进行治疗，方便安全；
(3)本发明提供的康复设备基于对于脊柱特定区段进行三维方向的矫正，针对性更强，效果更明显。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的主视结构示意图；
图3是图2的A-A向剖视结构示意图；
图4是本发明的侧视结构示意图；
图5是本发明的3-RPR组件的结构示意图；
图6是本发明的平行连杆机构的结构示意图。
附图中各标记表示如下：
1-3-RPR机构；101-上支架；102-动力推杆；103-转轴；104-下支架；2-滑轨；3-上肢支撑部；4-下肢垫；5-底架；501-底部框架；502-第一支撑板；503-第一支腿；504-第二支撑板；505-第二支腿；6-后铰链座；7-推杆机构；8-前铰链座；9-平行连杆机构；901-第一连接杆；902-第二连接杆；903-第三连接杆；904-第四连接杆。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
由于传统的脊柱康复机构本身仅能提供单方向牵引或者按摩震动等功能，缺乏对于脊柱特定区段的矫形，更没有三维方向矫形辅助功能。本发明提供一种多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，采用多个多杆并联的3-RPR组件，可以根据治疗或者康复需要，实现整体结构在空间三维方向的推拉和/或弯曲动作，产生特定方向的运动或者支撑力，从而辅助脊柱康复。
下面通过实施例对本发明的方案进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，包括：底架5，具有在高度方向上错位布置的两个支撑部，其中位置相对较高的第一支撑部用于支撑使用者的下肢；3-RPR机构1，可滑动的设置于位置相对较低的第二支撑部上，用于实现人体水平面的三个方向自由度运动；上肢支撑部3，设置于所述3-RPR机构1的顶部，用于支撑使用者的上肢。
具体地，底架包括：包括底部框架501、第一支撑板502、第一支腿503、第二支撑板504以及第二支腿505；第一支撑板502通过第一支腿503与底部框架501连接，第二支撑板504通过第二支腿505与底部框架501连接；第一支撑板502和第二支撑板504分别位于不同高度的位置，且第一支撑板502和第二支撑板504错位布置；3-RPR机构1(R为转动副，P为移动副)，可滑动的设置于第二支撑板504上，用于实现人体水平面的三个方向自由度运动；上肢支撑部3，设置于3-RPR机构1的顶部，用于支撑使用者的上肢。
在上述实施例中，优选地，第二支撑板504上横向设置有两个滑轨2，3-RPR机构1设置在两个滑轨2上，3-RPR机构1可沿着滑轨2的长度方向滑动。
在上述实施例中，优选地，如图3所示，3-RPR机构1包括若干个3-RPR组件，若干个3-RPR组件沿着滑轨的长度方向间隔设置；相邻两组的3-RPR组件的底部通过平行连杆机构9连接，由此，可以保持多排3-RPR机构1之间均匀的间隙，并可以同步滑动。
在上述实施例中，优选地，如图4和图5所示，每个3-RPR组件均包括：上支架101、下支架104以及若干个动力推杆102；上支架101和下支架104上下平行设置，且上支架101和下支架104上分别设置有凹槽；若干个动力推杆102沿上支架101或下支架104的长度方向间隔布置；每个动力推杆102的动作端均伸入上支架101的凹槽内并与上支架101通过转轴103铰接；每个动力推杆102的固定端均伸入下支架104的凹槽内并与下支架104通过转轴103铰接。
在上述实施例中，优选地，如图2所示，3-RPR机构1还包括推杆机构7、前铰链座8和后铰链座6；前铰链座8和后铰链座6分别设置在其中的两个下支架104上；推杆机构7的前端通过转轴与前铰链座8铰接，推杆机构7的后端通过转轴与后铰链座6铰接。由此，推杆机构7可推动3-RPR机构1沿着滑轨滑动，以实现间隙动力调节。。
在上述实施例中，优选地，如图6所示，平行连杆机构9包括第一连接杆901、第二连接杆902、第三连接杆903以及第四连接杆904；其中，第一连接杆901与第二连接杆902交叉设置，第一连接杆901的中部、第二连接杆902的中部以及其中一个下支架104三者铰接；第一连接杆901的第二端与第三连接杆903的第一端铰接；第二连接杆902的第二端与第四连接杆904的第一端铰接；第三连接杆903与第四连接杆904交叉设置，第三连接杆903的中部、第四连接杆904的中部以及另一个下支架104三者铰接。
在上述实施例中，优选地，所述动力推杆102上设置有位置编码器，位置编码器用于实时测量并反馈动力推杆的长度。
在上述实施例中，优选地，所述动力推杆102上设置有力传感器，力传感器用于实时测量并反馈与人体躯干的交互力。
在上述实施例中，优选地，还包括控制系统，控制系统用于依据设定位姿，根据逆运动学模型计算出各动力推杆的杆长位姿量，并利用位置编码器测得的反馈量实现PID反馈控制，进而控制动力推杆伸长或者缩短。
在上述实施例中，优选地，还包括下肢垫4，下肢垫4设置在第一支撑部上，用于承接并与使用者的下肢接触。
另外，上肢支撑部3为弹性软垫。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，包括：
底架，具有在高度方向上错位布置的两个支撑部，其中位置相对较高的第一支撑部用于支撑使用者的下肢；
3-RPR机构，可滑动的设置于位置相对较低的第二支撑部上，用于实现人体水平面的三个方向自由度运动；
上肢支撑部，设置于所述3-RPR机构的顶部，用于支撑使用者的上肢。
2.根据权利要求1所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，底架包括底部框架、第一支撑板、第一支腿、第二支撑板以及第二支腿；所述第一支撑板通过第一支腿与所述底部框架连接，所述第二支撑板通过第二支腿与所述底部框架连接；所述第一支撑板和所述第二支撑板分别位于不同高度的位置，且所述第一支撑板和所述第二支撑板错位布置；所述第一支撑板形成所述第一支撑部，所述第二支撑板则形成所述第二支撑部。
3.根据权利要求2所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，所述第二支撑板上横向设置有滑轨，所述3-RPR机构设置在所述滑轨上。
4.根据权利要求1所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，所述3-RPR机构包括若干个3-RPR组件，若干个3-RPR组件沿着滑轨的长度方向间隔设置；相邻两组的3-RPR组件的底部通过平行连杆机构连接。
5.根据权利要求4所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，每个所述3-RPR组件均包括：上支架、下支架以及若干个动力推杆；
所述上支架和所述下支架上下平行设置，且所述上支架和所述下支架上分别设置有凹槽；
若干个所述动力推杆沿所述上支架或下支架的长度方向间隔布置；
每个所述动力推杆的动作端均伸入所述上支架的凹槽内并与所述上支架通过转轴铰接；
每个所述动力推杆的固定端均伸入所述下支架的凹槽内并与所述下支架通过转轴铰接。
6.根据权利要求5所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，所述3-RPR机构还包括推杆机构、前铰链座和后铰链座；
所述前铰链座和所述后铰链座分别设置在其中的两个下支架上；
所述推杆机构的前端通过转轴与所述前铰链座铰接，所述推杆机构的后端通过转轴与所述后铰链座铰接。
7.根据权利要求5所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，所述动力推杆上设置有位置编码器，所述位置编码器用于实时测量并反馈动力推杆的长度。
8.根据权利要求7所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，所述动力推杆上设置有力传感器，所述力传感器用于实时测量并反馈与人体躯干的交互力。
9.根据权利要求8所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统用于依据设定位姿，根据逆运动学模型计算出各动力推杆的杆长位姿量，并利用位置编码器测得的反馈量实现PID反馈控制，进而控制动力推杆伸长或者缩短。
10.根据权利要求1所述的多排并联机构驱动卧式脊椎康复平台，其特征在于，还包括下肢垫，所述下肢垫设置在所述第一支撑部上，用于承接并与使用者的下肢接触；所述上肢支撑部为弹性软垫。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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