CN207734340U - 平衡训练装置及多功能助行康复训练机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种平衡训练装置及多功能助行康复训练机器人，平衡训练装置包括丝杠装置、弹性组件、倾斜板和连接法兰，丝杠连接在底盘上，上固定板连接丝杠的上部，移动板设置在上固定板和底盘之间并穿过丝杠，上固定板通过球铰链连接在连接法兰的下端，连接法兰上部伸出壳体并连接支撑杆，连接法兰下部连接有倾斜板，倾斜板下方固连有多个与弹性组件上端接触的半球头，转动丝杠能够带动移动板在壳体内上下移动。还公开一种多功能助行康复训练机器人，包括如前所述的平衡训练装置、移动底盘机构、支撑杆机构、上框架机构、折叠座椅机构和控制器，使患者可以根据自身情况来调节训练难度以及训练类型，从而可以满足不同程度患者锻炼的需求。

Description

平衡训练装置及多功能助行康复训练机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种平衡训练装置及多功能助行康复训练机器人。

背景技术

近年来，随着科技进步和人民生活水平的提高，人们对身体健康和生活质量更加重视，尤其中风后遗症患者对下肢运动能力恢复的需求急剧增加，因此康复训练机器人的研究引起了科研人员普遍的重视。现有的康复训练机器人，只能进行单一的一种训练，功能单一，康复和治疗效果较差，且康复机不能随意移动，只适合用于室内训练，自动化程度不高，这样给患者独自进行训练带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种平衡训练装置及一种多功能助行康复训练机器人，以解决上述现有技术存在的问题，使患者可以根据自身情况来调节训练难度以及训练类型，从而可以满足不同程度患者锻炼的需求。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种平衡训练装置，所述平衡训练装置用于实现康复训练机器人平衡训练难度的可调变化，所述平衡训练装置包括壳体和设置在所述壳体内的丝杠、弹性组件、上固定板、移动板、倾斜板和连接法兰，所述壳体设置在康复训练机器人的底盘上，所述丝杠垂直于底盘设置，所述丝杠的下部通过下丝杠固定座连接在底盘上，所述上固定板通过上丝杠固定座连接在所述丝杠的上部，所述移动板设置在所述上固定板和底盘之间，所述移动板上固定设置有与所述丝杠相匹配螺纹套，且所述丝杠穿过所述螺纹套，所述上固定板通过球铰链连接在所述连接法兰的下端，所述连接法兰上部伸出所述壳体并用于连接康复训练机器人的支撑杆结构或扶手结构，所述连接法兰下部固定连接有所述倾斜板，所述弹性组件弹性变形方向垂直于底盘且所述弹性组件设置有多个，所述倾斜板下方固定连接有多个半球头，所述半球头与所述弹性组件的上端接触并能够在所述弹性组件上端滑动，转动所述丝杠，所述丝杠外套设的螺纹套能够带动所述移动板在所述壳体内上下移动。

优选的，所述弹性组件包括弹簧移动导轨、弹簧套筒和弹簧，所述弹簧移动导轨下端固定连接在所述移动板上，所述弹簧移动导轨上部设置在所述弹簧套筒内，且所述弹簧移动导轨能够在所述弹簧套筒内移动，所述弹簧套设在所述弹簧移动导轨和所述弹簧套筒外。

优选的，所述平衡训练装置还包括导向轴，所述移动板上固定设置有第一直线轴承，所述导向轴下端固定连接在康复训练机器人的底盘上，所述导向轴穿过所述第一直线轴承，且所述导向轴的上端固定连接在所述上固定板上。

优选的，所述倾斜板通过锁紧螺母锁紧在所述连接法兰上，所述丝杠为梯形丝杠，所述丝杠下端连接有丝杠驱动电机，所述上固定板上向下安装有上限位开关，底盘上向上安装有下限位开关。

本实用新型还提供一种多功能助行康复训练机器人，包括如前所述的平衡训练装置，还包括移动底盘机构、支撑杆机构、上框架机构、折叠座椅机构和控制器，所述移动底盘机构包括底盘和安装在所述底盘上的驱动轮组件，所述平衡训练装置和所述折叠座椅机构分别设置于所述底盘前部和中部位置，所述平衡训练装置上的所述连接法兰的上端与所述支撑杆机构的下端连接，所述支撑杆机构内设置有力传感器，所述上框架机构包括第一导向轴、第二导向轴和固定连接于所述第一导向轴和所述第二导向轴导向轴两端的两个扶手，所述支撑杆机构的上端固定连接有前后平行设置的所述第一导向轴和所述第二导向轴，所述控制器与所述平衡训练装置的动力源、所述驱动轮的动力源和所述力传感器通信连接。

优选的，所述底盘包括第一侧底板、第二侧底板和中间连接板，所述中间连接板的两端分别与所述第一侧底板和所述第二侧底板的一端连接，所述丝杠下端固定在所述中间连接板上；

所述第一侧底板和所述第二侧底板上均设有一所述驱动轮组件，所述驱动轮组件包括驱动轮上固定板、驱动轮下固定板和轮毂驱动轮，所述第一侧底板和所述第二侧底板的中部位置各固定设置有一所述驱动轮下固定板，所述驱动轮上固定板设置在所述驱动轮下固定板上，所述轮毂驱动轮的安装轴夹设在设置在所述驱动轮下固定板和所述驱动轮上固定板之间，所述轮毂驱动轮内置有轮毂电机，所述轮毂电机电连接有锂电池，所述轮毂电机与一驱动器通信连接，所述控制器与所述驱动器通信连接；

所述底盘的四个角部位置各安装有一个万向轮，所述万向轮具有锁紧结构，所述底盘的四个角部位置各设置有一个防撞弹性件。

优选的，所述支撑杆机构包括倒L型支撑杆、第一传感器法兰盘、力传感器、第二传感器法兰盘、移动支撑杆、固定连接环和支撑杆套筒，所述支撑杆上端与所述第一导向轴和所述第二导向轴的中部位置固定连接，所述力传感器的上、下端面分别固定连接有所述第一传感器法兰盘和所述所述第二传感器法兰盘，所述支撑杆下端与所述第一传感器法兰盘连接，所述第二传感器法兰盘与所述移动支撑杆连接，所述移动支撑杆通过所述固定连接环套设在所述支撑杆套筒内，所述支撑杆套筒下端与所述连接法兰上端连接，所述固定连接环上设有用于锁紧所述移动支撑杆的锁紧装置。

优选的，所述上框架机构还包括胃部护垫组件、腰部支撑杆组件和控制箱组件，所述扶手通过连接块固定连接在所述第一导向轴和所述第二导向轴的两端；所述胃部护垫组件包括胃部护垫固定板和胃部护垫，所述控制箱组件包括控制箱固定板和控制箱体，所述第一导向轴和所述第二导向轴上固设有固定块，所述固定块上固定连接有所述胃部护垫固定板，所述胃部护垫固定板外覆有所述胃部护垫，所述固定块上侧固定连接所述控制箱固定板，所述控制箱固定连接在所述控制箱固定板上，所述控制箱内设有所述控制器；

所述腰部支撑杆组件关于所述倒L型支撑杆对称设置有两组，每组所述腰部支撑杆组件包括前腰部支撑杆和后腰部支撑杆，所述前腰部支撑杆上设有第一安装孔和第二安装孔，所述第二安装孔内设有第二直线轴承，所述前腰部支撑杆分别通过所述第一安装孔和所述第二直线轴承穿套在所述第一导向轴和所述第二导向轴外围，且所述第一安装孔内设置有第一球头柱塞，所述第一导向轴上设有与所述第一球头柱塞相匹配的第一柱塞孔，所述前腰部支撑杆后端和所述后腰部支撑杆前端通过回转轴连接，所述后腰部支撑杆在所述回转轴的下方设置有限位支撑垫块，所述限位支撑垫块上设置有第二球头柱塞，所述后腰部支撑杆上设有与所述第二球头柱塞相匹配的第二柱塞孔。

优选的，还包括脚踏板回转机构，所述脚踏板回转机构包括脚踏板、脚踏板固定块和脚踏板转动轴，所述第一侧底板和所述第二侧底板上分别固定有一所述脚踏板固定块，所述脚踏板固定块通过所述脚踏板回转轴连接有一所述脚踏板。

优选的，所述折叠座椅机构包括对称设置在所述底盘两侧的两个折叠座椅组件，所述折叠座椅组件包括座椅支撑杆、棘轮槽轮机构和座椅部，所述座椅支撑杆竖直设置在所述底盘上，所述座椅支撑杆上固设有用于安装所述棘轮槽轮机构的轮槽，所述棘轮槽轮机构包括带有缺口卡槽的棘轮圆盘和槽轮机构，所述槽轮机构固设在所述轮槽内，所述槽轮内设有安装棘轮圆盘的棘轮轴，所述棘轮圆盘上设有与所述棘轮轴匹配的腰形孔，所述棘轮圆盘外壁固连有伸出杆，所述座椅部连接在所述棘轮圆盘的伸出杆上，扳动所述座椅部，所述座椅部带动所述棘轮圆盘转动并能够使所述座椅处于水平状态，此时，所述槽轮机构卡接在所述棘轮圆盘的缺口卡槽内，使所述座椅部保持水平状态，再次向上扳动所述座椅部，所述槽轮机构与所述棘轮圆盘的缺口卡槽脱离卡接，并能够使所述座椅部移动；所述座椅支撑杆上设有第三球头柱塞，所述座椅部上设有与所述第三球头柱塞相匹配的第三柱塞孔。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的平衡训练装置，使用者在康复训练机器人的支撑杆结构或扶手结构上施力，力就会通过连接法兰被传递到平衡训练装置，平衡训练装置里面不同位置的弹性组件会受不到不同大小和方向的力，就会使弹性组件变形，弹簧处于压缩或拉伸状态，使倾斜板发生倾斜；当各个弹簧组件的压缩量或拉伸量处于相同状态时，康复机器人才会处于平衡状态；并且梯形丝杠本身因为梯度的关系具有锁紧作用，可防止移动板从丝杆上滑落，这样有利于避免患者在进行康复平衡训练时由于移动板滑落带动康复机器人平衡训练难度突然变化而产生恐惧。通过这样的原理方式可以锻炼患者寻找平衡点的难度，弹性组件所产生的阻尼较小，患者寻找平衡点越难。

本实用新型提供的多功能助行康复训练机器人，由平衡训练装置与其他多种结构相互组合在一起，形成多功能助行康复训练机器人，从而更好的帮助患者进行多功能的康复训练。不仅可以帮助患者进行坐-站康复训练，而且可以帮助患者进行自主或者被动的步态康复训练；患者可以根据自身情况调节平衡训练装置中弹簧的阻尼系数，来帮助患者寻找行走平衡点能力；并且智能助行康复训练机器人具有轮椅功能作用，用于提供患者休息和满足患者日常生活的需求，同时有助于锻炼患者坐-站的能力。最后该机器为了保证患者在训练过程中的安全，在机构中增加了一些护垫、限位开关、急停开关等安全结构。

通过支撑杆机构上面连接固定的移动支撑杆、固定连接环和支撑杆套筒，可以对多功能助行康复训练机器人的高度进行调节，并且可以通过左右腰部支撑杆组件来减轻患者下肢关节承受的压力，根据患者的体型来调整之间的距离，从而满足体型不同患者的需求。

通过力传感器和轮毂电机驱动轮的相互作用，可以实现差速运动和可以控制多功能助行康复训练机器人行走方向，从而帮助中风后遗症患者在无人搀扶下独立行走并能自主进行康复训练；通过上框架机构帮助患者独自锻炼，具有安全感和可靠性，增加患者锻炼的信心。

通过多级阻尼的平衡训练装置来锻炼患者在站立时候寻找平衡点，同时也可以在行走的时候锻炼患者寻找平衡点，通过调整平衡训练装置中弹簧阻尼，从而改变患者寻找平衡点的难易程度，从而增加身体的灵活性；通过限位开关和底盘四角的防撞装置，可以保证助行训练康复机器人在遇到障碍时可以停下来，保障患者的安全性；

除控制中风后遗症患者实现行走锻炼、寻找平衡点锻炼、减重训练、下肢关节和肌肉的运动训练外，还具有一般轮椅功能；轮椅棘轮槽轮机构和脚踏板回转机构可帮助患者安全的坐下，并且脚可以很好的安放，同时机构不占用训练时的空间；患者可以坐在轮椅上，通过上框架机构和力传感器来控制助行训练康复机器人的行走方向，满足患者日常生活的需求。

本实用新型提供的平衡训练装置和多功能助行康复训练机器人，可用于先天性腿部残疾以及由脑血栓后遗症、中风患者后遗症、脊髓损伤、脑性麻痹、肌肉萎缩、意外事故等引起的后天性腿部残障的行走康复训练，使患者可以根据自身情况来调节训练难度以及训练类型，从而可以满足不同程度患者锻炼的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的平衡训练装置的剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的多功能助行康复训练机器人的立体图；

图3为本实用新型提供的多功能助行康复训练机器人的后视图；

图4为本实用新型提供的多功能助行康复训练机器人的左视图；

图5为本实用新型提供的多功能助行康复训练机器人的底盘机构立体图；

图6为本实用新型提供的多功能助行康复训练机器人折叠座椅机构的结构示意图；

图7为本实用新型新型多功能助行训练康复机器人折叠座椅机构展开后的立体图。

图中：1-扶手护垫套、2-腰部护垫、3-后腰部支撑杆、4-限位支撑垫块、5-前腰部支撑杆、6-连接块、7-第二直线轴承、8、控制箱体、9-急停按钮、10-回转轴、111-第一导向轴、112-第二导向轴、12-扶手、13-安全带扣、14-胃部护垫、15-固定块、16-胃部护垫固定板、17-支撑杆、181-第一传感器法兰盘、182-第二传感器法兰盘、19-力传感器、20-移动支撑杆、21-固定连接环、22-锁紧把手、23-支撑杆套筒、24-丝杠驱动电机、25-电机固定板、26-中间连接板、27-壳体、28-弹性组件、29-导向轴、30-半球头、31-倾斜板、32-锁紧螺母、33-连接法兰、34-球铰链、35-上固定板、36-上丝杠固定座、37-丝杠、38-移动板、40-螺纹套、41-上限位开关、42-座椅支撑杆、43-第三球头柱塞、44-棘轮槽轮机构、45-轮槽、46-座椅垫固定板、47-座椅垫、48-防撞弹性件、491-第一侧底板、492-第二侧底板、50-轮毂驱动轮、51-驱动轮上固定板、52-驱动轮下固定板、53-加强筋、54-万向轮、55-脚踏板、56-脚踏板固定块、57-脚踏板转动轴、58-伸出杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种平衡训练装置及一种多功能助行康复训练机器人，以解决上述现有技术存在的问题，使患者可以根据自身情况来调节训练难度以及训练类型，从而可以满足不同程度患者锻炼的需求。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种平衡训练装置，如图1所示，用于实现康复训练机器人平衡训练难度的可调变化，平衡训练装置包括壳体27和设置在壳体27内的丝杠37、弹性组件28、上固定板35、移动板38、倾斜板31和连接法兰33，连接法兰33为带螺纹法兰盘，壳体27设置在康复训练机器人的底盘上，丝杠37垂直于底盘设置，丝杠37的下部通过下丝杠固定座连接在底盘上，上固定板35通过上丝杠固定座36连接在丝杠37的上部，移动板38设置在上固定板35和底盘之间，移动板38上固定设置有与丝杠37相匹配螺纹套40，且丝杠37穿过螺纹套40，上固定板35通过球铰链34连接在连接法兰33的下端，连接法兰33上部伸出壳体27并用于连接康复训练机器人的支撑杆结构或扶手结构，连接法兰33下部固定连接有倾斜板31，弹性组件28弹性变形方向垂直于底盘且弹性组件28设置有多个，倾斜板31下方固定连接有多个半球头30，半球头30与弹性组件28的上端接触并能够在弹性组件28上端滑动，转动丝杠37，丝杠37外套设的螺纹套40能够带动移动板38在壳体37内上下移动。

弹性组件28包括弹簧移动导轨281、弹簧套筒282和弹簧293，弹簧移动导轨281下端固定连接在移动板38上，弹簧移动导轨281上端设置有缓冲垫，弹簧移动导轨281上部设置在弹簧套筒282内，且弹簧移动导轨281能够在弹簧套筒282内移动，弹簧283套设在弹簧移动导轨281和弹簧套筒282外。

平衡训练装置还包括导向轴29，移动板38上固定设置有第一直线轴承381，导向轴29下端固定连接在康复训练机器人的底盘上，导向轴29穿过第一直线轴承381，且导向轴29的上端固定连接在上固定板35上。

倾斜板31通过锁紧螺母32锁紧在连接法兰33上，丝杠37为梯形丝杠，丝杠37下端连接有丝杠驱动电机24，上固定板35上向下安装有上限位开关，底盘上向上安装有下限位开关。

导向轴29通过圆螺母固定在康复训练机器人的底盘上，同时收紧导向轴29与上固定板和康复训练机器人的底盘连接两端的螺母，此时上固定板和康复训练机器人的底盘在整个平衡训练装置中起到了上下固定作用；丝杠37的螺纹套40与移动板38固定连接，因此丝杠37运动将会带动移动板38过第一直线轴承40沿着导向轴29上下运动。固定好导向轴29和丝杠37后，在安装上固定板35之前，先将球铰链34通过螺钉连接安装在上固定板35上，再将上限位开关装置41和下限位开关分别安装在上固定板35和底盘上。上限位开关装置41可以控制移动板38上运动极限位置，防止弹簧被挤压过度；下限位开关可以控制移动板38下运动极限位置，当移动板38接触到限位开关时，平衡训练装置中电路将会产生断路状态，及时断电，因此丝杠驱动电机24停止工作，这样有助于保护电机同时确定了移动板38极限位置，同时防止弹簧被挤压过度。

在安装好丝杠37和上固定板35之后，将丝杠驱动电机24通过电机固定板25固定在康复训练机器人的底盘上面，同时将多个弹性组件28通过圆螺母和止动垫圈安装在移动板38上面；本实用新型中的弹性组件可以设置8～12个，优选设置偶数个，弹性组件28上受到的作用力分布更均匀，本实施例设置有12个弹性组件。然后将带螺纹法兰盘33固定与球铰链34相互固定，再将倾斜板31安装在带螺纹法兰盘33上，并且用锁紧螺母32将其相对锁紧；安装倾斜板31之前，将半球头30通过圆螺母拧紧安装在倾斜板31上，倾斜板安装之后半球头与弹性组件相互接触，且半球头30可以在弹性组件28中滑动；最后将壳体27安装在底盘上，用螺钉拧紧。控制丝杠驱动电机24带动丝杠37运动，螺纹连接在丝杠37上的螺纹套40将带动移动板38沿着导向轴29上下运动，从而改变弹簧283的压缩量起到调节弹性组件28阻尼的作用，弹簧283被压缩量越大，弹性组件28所产生的阻尼就越大。当弹簧283处于压紧状态时，倾斜板31不会发生倾斜；当弹簧组件28处于松弛状态或其他阻尼状态时，使用者在康复训练机器人的支撑杆结构或扶手结构上施力，力就会通过连接法兰33被传递到平衡训练装置，平衡训练装置里面不同位置的弹性组件28会受不到不同大小和方向的力，就会使弹性组件28变形，弹簧283处于压缩或拉伸状态，使倾斜板31发生倾斜；当各个弹簧组件的压缩量或拉伸量处于相同状态时，康复机器人才会处于平衡状态，并且梯形丝杠37本身因为梯度的关系具有锁紧作用，可防止移动板38从丝杆上滑落，这样有利于避免患者在进行康复平衡训练时由于移动板滑落带动康复机器人平衡训练难度突然变化而产生恐惧。通过这样的原理方式可以锻炼患者寻找平衡点的难度，弹性组件28所产生的阻尼较小，患者寻找平衡点越难。

实施例二

本实施例提供一种多功能助行康复训练机器人，如图2所示，包括实施例一中的平衡训练装置，还包括移动底盘机构、支撑杆机构、上框架机构、折叠座椅机构和控制器，移动底盘机构包括底盘和安装在底盘上的驱动轮组件，平衡训练装置和折叠座椅机构分别设置于底盘前部和中部位置，平衡训练装置上的连接法兰33的上端与支撑杆机构的下端连接，支撑杆机构的下端与连接法兰33连接处设置有用于密封的防尘橡胶套，支撑杆机构内设置有力传感器19，上框架机构包括第一导向轴11、第二导向轴112和固定连接于第一导向轴111和第二导向轴112两端的两个扶手12，支撑杆机构的上端固定连接有前后平行设置的第一导向轴11和第二导向轴112，控制器与平衡训练装置的动力源、驱动轮的动力源和力传感器19通信连接。

患者进行康复训练时，需要在医护人员或者家庭成员的看护下，如果有一定行走能力和支撑力的患者可以单独进行操作，多功能助行训练康复机器人控制器上的操控面板能够控制机器人各个动作，并且控制患者进行多种功能的训练，可以包括坐-站平衡、站立平衡训练、行走静态平衡和行走动态平衡的训练等多种训练方式，使患者可以根据自身情况来调节训练难度以及训练类型，从而可以满足不同程度患者锻炼的需求，同时控制器的操作面板可以显示助行训练康复机器人速度等参数和康复机器人所处的状态，及时获知训练成果。

当患者进行站立平衡训练时，驱动轮组件的动力源不工作，此时康复机器人相对于地面处于静止状态。当患者给扶手施加不同方向作用力时，助行训练康复机器人可以处于不同方向晃动状态，通过这样的原理患者可以进行站立平衡训练。患者根据自身康复情况调动平衡训练装置的丝杠驱动电机24，来改变平衡训练结构中弹性组件28的压缩量，达到调整康复训练所需要的弹性组件所产生的阻尼，从而改变患者寻找站立平衡点的难易程度。丝杠驱动电机24带动移动板38上移距离越多，弹性组件28所产生的阻尼越大，患者较易寻找到平衡点。

当患者进行行走静态平衡训练时，平衡训练装置中的弹性组件28处于锁紧状态，弹簧组件28不会由于外力发生弹性变形，驱动轮组件处于工作状态，带动康复机器人行走，同时患者跟随康复机器人进行康复训练。当患者施加扭矩和力给扶手时，力和扭矩作用于力传感器19，本实施例中的力传感器为六维力传感器，可感知X、Y、Z三个方向的力和力矩，力传感器19再将获得的力信号转换成电信号发送给控制器，控制器发送相应的控制信号给驱动轮组件的动力源，底盘两侧的驱动轮组件的动力源收到信号后转速会发生改变，从而使得驱动轮组件运动时产生差速，实现改变康复机器人行走的方向；也可以通过医护人员手中的控制器来控制康复助行机器人行走方向，来锻炼患者行走能力。

当患者进行行走动态平衡训练时，平衡训练装置中的弹性组件处于松弛状态或不同的阻尼状态，驱动轮组件处于工作状态，带动康复机器人行走；当患者给扶手施加不同方向作用力时，多功能助行训练康复机器人可以改变行走方向，并且施加的作用力通过扶手12传递至平衡训练装置，从而也会使多功能助行训练康复机器人处于不同方向晃动状态，通过这样的原理患者可以进行行走动态平衡训练。根据患者自身康复情况控制丝杠驱动电机，电机带动丝杠37运动，从而丝杠带动移动板38上下移动来改变平衡训练结构中弹性组件28的压缩量，达到调整康复训练所需要的弹簧阻尼，有助于改变患者在行走过程中寻找站立平衡点的难易程度。

当患者需要休息或作为轮椅使用时，通过控制器先使康复机器人停止运动，并且使康复机器人不产生晃动，控制器可以为手动控制器或多功能助行康复训练机器人上设置的控制器；然后通过手动使折叠座椅机构的座椅部升起来，这样患者可以坐在座椅部上，此时患者则能通过多功能助行康复训练机器人的控制器控制驱动轮组件的动力源工作，使多功能助行康复训练机器人可以到达任意地方，满足患者日常生活的需求，也可以锻炼患者站-坐能力。

如图5所示，本实施例提供的多功能助行康复训练机器人的底盘包括第一侧底板491、第二侧底板492和中间连接板26，中间连接板26的两端分别与第一侧底板491和第二侧底板192的一端连接，丝杠37下端固定在中间连接板26上；在中间连接板26和第一侧底板491、第二侧底板492的连接处用加强板筋53进行加强固定，防止长时间的使用，连接处产生松弛。

第一侧底板491和第二侧底板491上均设有一驱动轮组件，驱动轮组件包括驱动轮上固定板51、驱动轮下固定板52和轮毂驱动轮50，第一侧底板491和第二侧底板491的中部位置各固定设置有一驱动轮下固定板52，驱动轮上固定板51设置在驱动轮下固定板52上，轮毂驱动轮50的安装轴夹设在设置在驱动轮下固定板52和驱动轮上固定板51之间，轮毂驱动轮50内置有轮毂电机，轮毂电机电连接有锂电池，锂电池输出电流给轮毂驱动轮50里面的轮毂电机从而带动其转动，轮毂电机与一驱动器通信连接，驱动器与控制器通信连接。

底盘的四个角部位置各安装有一个万向轮54，万向轮54具有锁紧结构，底盘的四个角部位置各设置有一个防撞弹性件48。当行走训练过程中，四个万向轮54起到辅助转向作用；当康复训练机器人处于静止状态或者站立训练时，四个万向轮54起到锁紧和支撑作用，通过拨动万向轮54本身锁紧结构使万向轮自身无法随动，此时多功能助行康复训练机器人相对固定。底盘机构的四角处分别安装一个防撞弹性件48，遇到障碍物时起到缓冲防撞的作用。

如图4所示，支撑杆机构包括支撑杆17、第一传感器法兰盘181、力传感器19、第二传感器法兰盘182、移动支撑杆20、固定连接环21和支撑杆套筒23，本实施例中的支撑杆18为倒L型支撑杆，支撑杆18上端与第一导向轴111和第二导向轴112的中部位置固定连接，力传感器19的上、下端面分别固定连接有第一传感器法兰盘181和第二传感器法兰盘182，支撑杆17下端与第一传感器法兰盘181连接，第二传感器法兰盘182与移动支撑杆20连接，移动支撑杆20通过固定连接环21套设在支撑杆套筒23内，支撑杆套筒23下端与连接法兰33上端连接，固定连接环21上设有用于锁紧移动支撑杆20的锁紧装置。

本实施例中固定连接环21上用于锁紧移动支撑杆20的锁紧装置为锁紧把手22，移动支撑杆20可以在支撑杆套筒23里面上下运动，根据患者的身高来调节合适位置，到达合适位置时用锁紧把手22将固定连接环21即位于固定连接环内的移动支撑杆拧紧。其中支撑杆20通过螺栓与上框架机构相互连接，起到固定支撑上框架机构作用；力传感器19用于接受患者施加给多功能助行康复训练机器人的力信号，转换成电信号发送给控制器，控制器发送相应的控制信号给驱动器，驱动器再将信号传输给轮毂电机，控制轮毂电机，实现不同的运动控制，并且驱动器可将轮毂电机的工作情况反馈给控制器。

如图2、图3所示，上框架机构还包括胃部护垫组件、腰部支撑杆组件和控制箱组件，扶手通过连接块6固定连接在第一导向轴111和第二导向轴112的两端；胃部护垫组件包括胃部护垫固定板16和胃部护垫14，控制箱组件包括控制箱固定板和控制箱体8，第一导向轴111和第二导向轴112上固设有固定块，固定块里侧固定连接有胃部护垫固定板16，胃部护垫固定板16外覆有胃部护垫14，固定块15上侧固定连接控制箱固定板，控制箱8固定连接在控制箱固定板上，控制箱8内设有控制器；

腰部支撑杆组件关于倒L型支撑杆对称设置有两组，每组腰部支撑杆组件包括前腰部支撑杆5和后腰部支撑杆6，前腰部支撑杆5上设有第一安装孔和第二安装孔，第二安装孔内设有第二直线轴承7，前腰部支撑杆5分别通过第一安装孔和第二直线轴承7穿套在第一导向轴111和第二导向轴112外围，且第一安装孔内设置有第一球头柱塞，第一导向轴111上设有与第一球头柱塞相匹配的第一柱塞孔，前腰部支撑杆5后端和后腰部支撑杆3前端通过回转轴连接，后腰部支撑杆3在回转轴的下方设置有限位支撑垫块4，限位支撑垫块4上设置有第二球头柱塞，后腰部支撑杆3上设有与第二球头柱塞相匹配的第二柱塞孔。

本实施例提供的多功能助行康复训练机器人，通过螺栓将上框架机构中的第一导向轴111和第二导向轴112与支撑杆机构中支撑杆17相互固定连接，用卡簧分别卡在支撑杆17的两侧，防止长时间使用后线性导向轴11在支撑杆17上窜动；将固定块15和腰部支撑杆组件依次装在第一导向轴111和第二导向轴112上面，然后控制箱体固定板通过固定块15和螺栓固定在第一导向轴111和第二导向轴112上，再将控制箱体8固定在控制箱固定板上；扶手12安装在第一导向轴111和第二导向轴112左右两侧位置，在安装扶手12之前已经将连接块6和扶手护垫套1安装在扶手12上面，然后通过圆螺母和止动垫圈将扶手12与第一导向轴111和第二导向轴112相互收紧；并且将急停开关9安装在控制箱体8上面，当患者遇到紧急情况时，可以按下急停开关9断开电池的供电，包括轮毂电机和丝杠驱动电机24的供电，此时装置将会停止行走，起到安全保护作用；最后先将胃部护垫14先固定在胃部护垫固定板16上，然后通过螺钉安装在固定块15上，对患者身体起到保护作用。

左右腰部支撑杆组件可以减轻患者下肢关节承受的压力，通过移动第一导向轴111和第二导向轴112上前腰部支撑杆5可以调节腰部支撑杆组件之间的距离以适应患者的不同体型，前腰部支撑杆5的第一安装孔内设置有第一球头柱塞，第一导向轴111上设有多个与第一球头柱塞相匹配的第一柱塞孔，当移动至合适的位置后，第一球头柱塞弹出并伸入第一柱塞孔内卡柱前腰部支撑杆5，起到定位作用。

后腰部支撑杆3在回转轴10的下方设置有限位支撑垫块4，限位支撑垫块4上设置有第二球头柱塞，后腰部支撑杆3上设有与第二球头柱塞相匹配的第二柱塞孔，后腰部支撑杆3可以绕回转轴10运动，由于限位垫块4设置在后腰部支撑杆在回转轴的下方，对后腰部支撑杆3起支撑和限位作用，后腰部支撑杆3只能绕回转轴10转动180度；当旋转到0度和180度时，设置在限位垫块4上表面的第二球头柱塞将弹起并伸入到后腰部支撑杆的第二柱塞孔，将后腰部支撑杆3锁紧固定。最后将腰部护垫2和安全带扣13分别安装在后腰部支撑杆3左右两侧，其中腰部护垫14对人体腰部位置起到保护作用，安全带扣13可以连接安全带，对患者起到安全保护作用。

本实施例提供的多功能助行康复训练机器人，还包括脚踏板回转机构，如图7所示，脚踏板回转机构包括脚踏板55、脚踏板固定块56和脚踏板转动轴57，第一侧底板491和第二侧底板492上分别固定有一脚踏板固定块56，脚踏板固定块56通过脚踏板回转轴57连接有一脚踏板55。脚踏回转机构共有两组，分别固定在底盘的第一侧底板491和第二侧底板492的后端位置，当装置处于轮椅状态时，可以用于患者踏脚作用。

折叠座椅机构包括对称设置在底盘两侧的两个折叠座椅组件，通过螺钉分别安装在底盘的第一侧底板491和第二侧底板492的中间位置。如图6所示，折叠座椅组件包括座椅支撑杆42、棘轮槽轮机构44和座椅部，座椅部47包括座椅垫固定板46和固定在其上部的座椅垫47，座椅支撑杆42竖直设置在底盘上，座椅支撑杆42上固设有用于安装棘轮槽轮机构的轮槽45，棘轮槽轮机构包括带有缺口卡槽的棘轮圆盘和槽轮机构，槽轮机构固设在轮槽45内，轮槽45固定连接在座椅支撑杆上部，槽轮机构上设有凸出的卡接部，卡接部与缺口卡槽相匹配，槽轮45内设有安装棘轮圆盘的棘轮轴，棘轮圆盘上设有与棘轮轴匹配的腰形孔，棘轮圆盘外壁固连有伸出杆58，座椅部连接在棘轮圆盘的伸出杆58上，扳动座椅部，座椅部带动棘轮圆盘转动并能够使座椅部处于水平状态，此时，槽轮机构上凸出的卡接部卡接在棘轮圆盘的缺口卡槽内，使座椅部保持水平状态，再次向上扳动座椅部，槽轮机构上凸出的卡接部与棘轮圆盘的缺口卡槽脱离卡接，而能够使座椅部移动；座椅支撑杆上设有第三球头柱塞43，座椅部上设有与第三球头柱塞相匹配的第三柱塞孔，本实施例中第三球头柱塞43安装在座椅支撑杆42两侧的内部，当座椅部放下时，第三球头柱塞43前端顶入至座椅部上的第三柱塞孔，防止训练运动过程中座椅部产生晃动。

本实施例提供的多功能助行康复训练机器人，具有多种训练模式：坐-站训练、主动训练、跟随训练、阻抗训练以满足患者不同层次的康复需要。

坐-站训练模式中有两种不同的训练方式，一个是设定倒计时进行训练，可以设定5分钟、10分钟、15分钟，当倒计时结束后根据坐站的次数进行评分，另一个一开始设定坐站的个数，当达到坐站的个数时结束训练。

主动训练模式是病人自己推小车，力作用于力传感器上，力传感器将信号传递至控制器从而实现控制小车的行驶方向。有两种不同的训练方式，第一种是设定倒计时训练，当倒计时结束后根据行走距离、行走速度、步幅和步频进行评分；第二种是设定一百米进行训练，当距离达到100米后结束训练，根据行走速度、所用时间、步幅和步频进行评分。

跟随训练模式是医护人员通过遥控器控制小车的行驶方向，让病人跟随小车运动进行训练。有两种不同的训练方式，第一种是设定倒计时训练，当倒计时结束后根据行走距离、行走速度、步幅和步频进行评分；第二种是设定一百米进行训练，当距离达到100米后结束训练，根据行走速度、所用时间、步幅和步频进行评分。

在阻抗模式下，平衡训练装置处于工作状态，传感器受到不同的阻力作用，根据阻力的不同即弹性组件处于不同的被压缩状态时，可以分为简单、中等、困难这三种难度进行训练。阻抗训练模式也是病人自己推小车，通过力传感器控制小车的行驶方向。有两种不同的训练方式，第一种是设定倒计时训练，当倒计时结束后根据行走距离、行走速度、步幅和步频进行评分；第二种是设定一百米进行训练，当距离达到100米后结束训练，根据行走速度、所用时间、步幅和步频进行评分。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种平衡训练装置，所述平衡训练装置用于实现康复训练机器人平衡训练难度的可调变化，其特征在于：所述平衡训练装置包括壳体和设置在所述壳体内的丝杠、弹性组件、上固定板、移动板、倾斜板和连接法兰，所述壳体设置在康复训练机器人的底盘上，所述丝杠垂直于底盘设置，所述丝杠的下部通过下丝杠固定座连接在底盘上，所述上固定板通过上丝杠固定座连接在所述丝杠的上部，所述移动板设置在所述上固定板和底盘之间，所述移动板上固定设置有与所述丝杠相匹配螺纹套，且所述丝杠穿过所述螺纹套，所述上固定板通过球铰链连接在所述连接法兰的下端，所述连接法兰上部伸出所述壳体并用于连接康复训练机器人的支撑杆结构或扶手结构，所述连接法兰下部固定连接有所述倾斜板，所述弹性组件弹性变形方向垂直于底盘且所述弹性组件设置有多个，所述倾斜板下方固定连接有多个半球头，所述半球头与所述弹性组件的上端接触并能够在所述弹性组件上端滑动，转动所述丝杠，所述丝杠外套设的螺纹套能够带动所述移动板在所述壳体内上下移动。

2.根据权利要求1所述的平衡训练装置，其特征在于：所述弹性组件包括弹簧移动导轨、弹簧套筒和弹簧，所述弹簧移动导轨下端固定连接在所述移动板上，所述弹簧移动导轨上部设置在所述弹簧套筒内，且所述弹簧移动导轨能够在所述弹簧套筒内移动，所述弹簧套设在所述弹簧移动导轨和所述弹簧套筒外。

3.根据权利要求1所述的平衡训练装置，其特征在于：所述平衡训练装置还包括导向轴，所述移动板上固定设置有第一直线轴承，所述导向轴下端固定连接在康复训练机器人的底盘上，所述导向轴穿过所述第一直线轴承，且所述导向轴的上端固定连接在所述上固定板上。

4.根据权利要求1所述的平衡训练装置，其特征在于：所述倾斜板通过锁紧螺母锁紧在所述连接法兰上，所述丝杠为梯形丝杠，所述丝杠下端连接有丝杠驱动电机，所述上固定板上向下安装有上限位开关，底盘上向上安装有下限位开关。

5.一种多功能助行康复训练机器人，其特征在于：包括权利要求1～4中任一项所述的平衡训练装置，还包括移动底盘机构、支撑杆机构、上框架机构、折叠座椅机构和控制器，所述移动底盘机构包括底盘和安装在所述底盘上的驱动轮组件，所述平衡训练装置和所述折叠座椅机构分别设置于所述底盘前部和中部位置，所述平衡训练装置上的所述连接法兰的上端与所述支撑杆机构的下端连接，所述支撑杆机构内设置有力传感器，所述上框架机构包括第一导向轴、第二导向轴和固定连接于所述第一导向轴和所述第二导向轴导向轴两端的两个扶手，所述支撑杆机构的上端固定连接有前后平行设置的所述第一导向轴和所述第二导向轴，所述控制器与所述平衡训练装置的动力源、所述驱动轮的动力源和所述力传感器通信连接。

6.根据权利要求5所述的多功能助行康复训练机器人，其特征在于：所述底盘包括第一侧底板、第二侧底板和中间连接板，所述中间连接板的两端分别与所述第一侧底板和所述第二侧底板的一端连接，所述丝杠下端固定在所述中间连接板上；

所述第一侧底板和所述第二侧底板上均设有一所述驱动轮组件，所述驱动轮组件包括驱动轮上固定板、驱动轮下固定板和轮毂驱动轮，所述第一侧底板和所述第二侧底板的中部位置各固定设置有一所述驱动轮下固定板，所述驱动轮上固定板设置在所述驱动轮下固定板上，所述轮毂驱动轮的安装轴夹设在设置在所述驱动轮下固定板和所述驱动轮上固定板之间，所述轮毂驱动轮内置有轮毂电机，所述轮毂电机电连接有锂电池，所述轮毂电机与一驱动器通信连接，所述控制器与所述驱动器通信连接；

所述底盘的四个角部位置各安装有一个万向轮，所述万向轮具有锁紧结构，所述底盘的四个角部位置各设置有一个防撞弹性件。

7.根据权利要求5所述的多功能助行康复训练机器人，其特征在于：所述支撑杆机构包括倒L型支撑杆、第一传感器法兰盘、力传感器、第二传感器法兰盘、移动支撑杆、固定连接环和支撑杆套筒，所述支撑杆上端与所述第一导向轴和所述第二导向轴的中部位置固定连接，所述力传感器的上、下端面分别固定连接有所述第一传感器法兰盘和所述所述第二传感器法兰盘，所述支撑杆下端与所述第一传感器法兰盘连接，所述第二传感器法兰盘与所述移动支撑杆连接，所述移动支撑杆通过所述固定连接环套设在所述支撑杆套筒内，所述支撑杆套筒下端与所述连接法兰上端连接，所述固定连接环上设有用于锁紧所述移动支撑杆的锁紧装置。

8.根据权利要求7所述的多功能助行康复训练机器人，其特征在于：所述上框架机构还包括胃部护垫组件、腰部支撑杆组件和控制箱组件，所述扶手通过连接块固定连接在所述第一导向轴和所述第二导向轴的两端；所述胃部护垫组件包括胃部护垫固定板和胃部护垫，所述控制箱组件包括控制箱固定板和控制箱体，所述第一导向轴和所述第二导向轴上固设有固定块，所述固定块上固定连接有所述胃部护垫固定板，所述胃部护垫固定板外覆有所述胃部护垫，所述固定块上侧固定连接所述控制箱固定板，所述控制箱固定连接在所述控制箱固定板上，所述控制箱内设有所述控制器；

所述腰部支撑杆组件关于所述倒L型支撑杆对称设置有两组，每组所述腰部支撑杆组件包括前腰部支撑杆和后腰部支撑杆，所述前腰部支撑杆上设有第一安装孔和第二安装孔，所述第二安装孔内设有第二直线轴承，所述前腰部支撑杆分别通过所述第一安装孔和所述第二直线轴承穿套在所述第一导向轴和所述第二导向轴外围，且所述第一安装孔内设置有第一球头柱塞，所述第一导向轴上设有与所述第一球头柱塞相匹配的第一柱塞孔，所述前腰部支撑杆后端和所述后腰部支撑杆前端通过回转轴连接，所述后腰部支撑杆在所述回转轴的下方设置有限位支撑垫块，所述限位支撑垫块上设置有第二球头柱塞，所述后腰部支撑杆上设有与所述第二球头柱塞相匹配的第二柱塞孔。

9.根据权利要求6所述的多功能助行康复训练机器人，其特征在于：还包括脚踏板回转机构，所述脚踏板回转机构包括脚踏板、脚踏板固定块和脚踏板转动轴，所述第一侧底板和所述第二侧底板上分别固定有一所述脚踏板固定块，所述脚踏板固定块通过所述脚踏板回转轴连接有一所述脚踏板。

10.根据权利要求5所述的多功能助行康复训练机器人，其特征在于：所述折叠座椅机构包括对称设置在所述底盘两侧的两个折叠座椅组件，所述折叠座椅组件包括座椅支撑杆、棘轮槽轮机构和座椅部，所述座椅支撑杆竖直设置在所述底盘上，所述座椅支撑杆上固设有用于安装所述棘轮槽轮机构的轮槽，所述棘轮槽轮机构包括带有缺口卡槽的棘轮圆盘和槽轮机构，所述槽轮机构固设在所述轮槽内，所述槽轮内设有安装棘轮圆盘的棘轮轴，所述棘轮圆盘上设有与所述棘轮轴匹配的腰形孔，所述棘轮圆盘外壁固连有伸出杆，所述座椅部连接在所述棘轮圆盘的伸出杆上，扳动所述座椅部，所述座椅部带动所述棘轮圆盘转动并能够使所述座椅处于水平状态，此时，所述槽轮机构卡接在所述棘轮圆盘的缺口卡槽内，使所述座椅部保持水平状态，再次向上扳动所述座椅部，所述槽轮机构与所述棘轮圆盘的缺口卡槽脱离卡接，并能够使所述座椅部移动；所述座椅支撑杆上设有第三球头柱塞，所述座椅部上设有与所述第三球头柱塞相匹配的第三柱塞孔。