CN208511453U - 一种具有安全防护功能的康复机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有安全防护功能的康复机器人，包括机体、转动连接于机体的转轴、通过传动组件驱动转轴转动的电机以及固定于转轴两端的踏板组件，所述康复机器人还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括，倾角传感器，水平设置于机体内，用于检测机体的倾斜角度，并输出倾角检测信号；控制器，耦接于倾角传感器，用于接收并响应于所述倾角检测信号，以控制电机的启闭；当机体倾角检测信号大于预定值时，控制器根据倾角检测信号控制电机关闭。本实用新型一种具有安全防护功能的康复机器人，以避免康复者造成二次伤害。

Description

一种具有安全防护功能的康复机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体地说，它涉及一种具有安全防护功能的康复机器人。

背景技术

随着我国步入老龄化社会，由于各种疾病所引起的肢体运动性障碍病人显著增加。临床医学证明：正确且科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高具有非常显著的作用。

康复机器人主要用于由痉挛、中风、多发性硬化、三瘫一截、帕金森氏综合症、骨质疏松等疾病引起的肢体运动障碍。患者通过使用智能运动训练系统，可以增强身体的灵活性、减少痉挛的状态、保持行走的能力、促进新陈代谢、血液循环以及肠蠕动，恢复肌肉的剩余力量，增强患者康复信心。

当患者无法自己运动时，可以调成被动训练模式，通过电机带动踏板组件以转轴为圆心做圆周运动以带动患者进行上肢、下肢活动，从而缓解缺乏运动引起的不良后果，如关节僵硬、肌肉萎缩以及挛缩、骨质疏松、静脉血栓等；当患者有较大的残存肌力时，可以调成主动训练模式，患者可以用自己的力量进行主动运动。

但是，当一侧施力过大时，可能导致机体整体向一侧倾倒，若此时电机未被关闭，则会带动踏板组件继续以转轴为圆心做圆周运动，故使得作用于倾倒侧踏板组件上的肢体在地面（桌面）及机体之间不断产生摩擦，而对肢体造成二次伤害。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有安全防护功能的康复机器人，以避免康复者造成二次伤害。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种具有安全防护功能的康复机器人，包括机体、转动连接于机体的转轴、通过传动组件驱动转轴转动的电机以及固定于转轴两端的踏板组件，所述康复机器人还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括，倾角传感器，水平设置于机体内，用于检测机体的倾斜角度，并输出倾角检测信号；控制器，耦接于倾角传感器，用于接收并响应于所述倾角检测信号，以控制电机的启闭；当机体倾角检测信号大于预定值时，控制器根据倾角检测信号控制电机关闭。

通过采用上述技术方案，当使用者对康复机器人一侧用力过大或其他缘故，使得机体整体向一侧倾倒，若此时电机未被关闭，则仍然会带动踏板组件继续以转轴为圆心做圆周运动，从而导致作用于倾倒侧踏板组件上的肢体在地面（桌面）及机体之间不断发生摩擦，以至于对肢体造成二次伤害；安全防护系统则会通过倾角传感器实时检测机体的倾斜角度，当机体倾斜角度大于预定值（机体倾倒的临界角度）时，控制器根据倾角检测信号控制电机关闭，从而避免肢体受到二次伤害。

本实用新型进一步设置为：所述踏板组件包括一端固定于转轴端部的摇杆以及垂直转动连接于摇杆另一端侧面的踏板。

通过采用上述技术方案，踏板以转轴为圆心、摇杆为半径做圆周运动，且由于两侧踏板组件固定于同一转轴上，故通过对处于相对高处的踏板进行施力，转动至最低点，则带动转轴转动半圈，再对此时相对高处的另一侧踏板进行施力，则带动转轴转动剩余半圈，如此往复，带动踏板以转轴为圆心做圆周运动，且当施力越大，转动的速度则越大。

本实用新型进一步设置为：所述踏板一侧端面固定有保险带，所述保险带与踏板形成封闭环状。

通过采用上述技术方案，在进行康复运动时，通过肢体对踏板进行施力，从而使得踏板以转轴为圆心做圆周运动，或电机带动转轴转动，从而带动踏板以转轴为圆心做圆周运动，但是在此过程中肢体可能会从踏板上脱落，致使仍然在转动的踏板对肢体造成伤害；故在进行康复运动时，将脚或手伸入保险带与踏板形成的封闭环状内，将脚或手限制在踏板上，从而避免在康复运动时，脚或手从踏板上脱落而造成伤害。

本实用新型进一步设置为：所述踏板端面设置有半球形凸起，所述半球形凸起位于朝向保险带一侧。

通过采用上述技术方案，当脚掌或手掌作用于踏板端面时，半球形凸起作用于脚掌或手掌，从而对脚掌或手掌上的穴位产生刺激，以对脚掌或手掌起到按摩的效果。

本实用新型进一步设置为：所述控制器还耦接有语音播放器，所述语音播放器内嵌于机体一侧，所述控制器根据倾角检测信号控制语音播放器的启闭；当机体倾角检测信号大于预定值时，控制器根据倾角检测信号控制语音播放器开启。

通过采用上述技术方案，因为进行康复的使用者往往，进行康复的肢体肌力不够发达，在机体倾倒后，很难自身从中抽离出来；故当机体倾角传感器检测机体倾斜角度大于预定值时，控制器根据倾角检测信号关闭电机，同时控制语音播放器开启，以发出语音提示信号，提醒家人及时将康复病人扶起，并将机体扶正。

本实用新型进一步设置为：所述控制器的输入端耦接有速度传感器，所述控制器的输出端耦接有显示屏，所述速度传感器设置于转轴，用于检测转轴的转速，并输出转速检测信号，所述控制器根据转速检测信号向显示屏发送显示信号，以控制显示屏显示转速。

通过采用上述技术方案，通过速度传感器检测转轴的转动速度，且通过显示屏反馈给使用者，使得使用者能够清楚的知晓主动模式下电机的转动速度，或者被动模式下自己施力带动转轴的转动速度，从而反馈出康复者自身的康复程度。

本实用新型进一步设置为：所述控制器耦接有计时器，所述控制器根据转速检测信号控制计时器的启闭。

通过采用上述技术方案，使得可以对训练的时间进行记录，使得治疗师或家人可据此了解使用者肢体运动功能，并及时调整训练方案，有利于治疗师、使用者进行有效训练，从而增加使用者的康复信心。

本实用新型进一步设置为：所述电机的输出轴与转轴呈垂直设置，所述传动组件包括固定于电机输出轴上的主锥齿轮以及固定于转轴上的次锥齿轮，所述主锥齿轮与次锥齿轮相啮合。

通过采用上述技术方案，启动电机，电机输出轴上的主锥齿轮带动次锥齿轮转动，从而带动转轴同步转动。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：倾角传感器实时检测机体的倾斜角度，当机体倾斜角度大于预定值（机体倾倒的临界角度）时，控制器根据倾角检测信号控制电机关闭，从而避免肢体受到二次伤害；又在踏板上固定有保险带，以将脚或手限制在踏板上，从而避免在康复运动时，脚或手从踏板上脱落而造成伤害。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的内部结构示意图；

图3为本实用新型的内部底部结构示意图；

图4为本实用新型的传动组件结构示意图；

图5为本实用新型的系统框图。

图中：1、机体；2、转轴；3、电机；4、踏板组件；41、摇杆；42、踏板；421、半球形凸起；43、保险带；5、速度传感器；6、控制器；7、语音播放器；8、显示屏；11、计时器；12、倾角传感器；13、主锥齿轮；14、次锥齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种具有安全防护功能的康复机器人，如图1、图2所示，包括机体1、转动连接于机体1的转轴2、通过传动组件驱动转轴2转动的电机3以及固定于转轴2两端的踏板组件4，该电机3的输出轴与转轴2呈垂直设置。

其中，如图4所示，传动组件包括固定于电机3输出轴上的主锥齿轮13以及固定于转轴2中间的次锥齿轮14，且主锥齿轮13与次锥齿轮14相啮合，从而使得电机3带动转轴2同步转动；如图2所示，踏板组件4包括一端固定于转轴2端部的摇杆41以及垂直转动连接于摇杆41另一端侧面的踏板42，并在该踏板42一端面固定有与踏板42共同形成封闭环状的保险带43，用于将脚或手限制在踏板42上，防止脚或手在康复过程中脱落。踏板42以转轴2为圆心做圆周运动，而通过对处于相对最高点的踏板42进行施力，转动至最低点，则带动转轴2转动半圈，再对此时相对最高处的另一侧踏板42进行施力，则带动转轴2转动剩余半圈，如此往复，带动踏板42以转轴2为圆心作圆周运动，且当施力越大，转动的速度则越大。

同时，如图2所示，在踏板42端面还一体成型有半球形凸起421，半球形凸起位于朝向保险带43一侧；使得当脚掌或手掌作用于踏板42端面时，半球形凸起421作用于脚掌或手掌，从而对脚掌或手掌上的穴位产生刺激，以对脚掌或手掌起到按摩的效果。

如图3、图5所示，本实用新型的康复机器人还包括安全防护系统，该安全防护系统包括，倾角传感器12，水平螺栓固定于机体1内，用于检测机体1的倾斜角度，并输出倾角检测信号；控制器6，耦接于倾角传感器12，用于接收并响应于倾角检测信号，以控制电机3的启闭；且当机体1倾角检测信号大于预定值时，控制器6根据倾角检测信号控制电机3关闭；其中的预定值为机体1倾倒的临界角度，控制器6为由单片机为核心组成的控制电路。

当使用者对康复机器人一侧用力过大或其他缘故，使得机体1整体向一侧倾倒，若此时电机3未被关闭，则仍然会带动踏板组件4继续以转轴2为圆心做圆周运动，从而导致作用于倾倒侧踏板组件4上的肢体在地面（桌面）及机体1之间不断发生摩擦，以至于对肢体造成二次伤害；而安全防护系统则会通过倾角传感器12实时检测机体1的倾斜角度，当机体1倾斜角度大于预定值（机体1倾倒的临界角度）时，控制器6根据倾角检测信号控制电机3关闭，从而避免肢体受到二次伤害。

如图1、图5所示，为使看护人能够及时发现并扶起摔倒的康复病人，控制器6还耦接有语音播放器7，语音播放器7内嵌于机体1一侧，并朝向机体1外，控制器6根据倾角检测信号控制语音播放器7的启闭；且当机体1倾角检测信号大于预定值时，控制器6根据倾角检测信号控制电机3关闭的同时控制语音播放器7开启，以发出语音提示信号，提醒家人或看护人及时将康复病人扶起，避免康复病人受到持续性伤害。

如图1、图2所示，为能更加明了的反馈处康复病人的康复程度，在控制器6的输入端耦接有速度传感器5，且在控制器6的输出端耦接有显示屏8，速度传感器5套设固定在转轴2上，用于检测转轴2的转速，并输出转速检测信号，控制器6根据转速检测信号向显示屏8发送显示信号，以控制显示屏8显示转速；使得康复者能够清楚的知晓主动模式下电机3的转动速度，或者被动模式下自己施力带动转轴2的转动速度，从而反馈出康复者自身的康复程度。

另外，如图1、图5所示，控制器6还耦接有计时器11，控制器6根据转速检测信号控制计时器11的启闭，使得当转轴2转动（即开始康复训练）时，计时器11开始计时，使得可以对训练的时间进行记录，使得治疗师或家人可据此了解使用者肢体运动功能，并及时调整训练方案，有利于治疗师、使用者进行有效训练，从而增加使用者的康复信心。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有安全防护功能的康复机器人，包括机体（1）、转动连接于机体（1）的转轴（2）、通过传动组件驱动转轴（2）转动的电机（3）以及固定于转轴（2）两端的踏板组件（4），其特征在于：所述康复机器人还包括安全防护系统，所述安全防护系统包括，

倾角传感器（12），水平设置于机体（1）内，用于检测机体（1）的倾斜角度，并输出倾角检测信号；

控制器（6），耦接于倾角传感器（12），用于接收并响应于所述倾角检测信号，以控制电机（3）的启闭；

当机体（1）倾角检测信号大于预定值时，控制器（6）根据倾角检测信号控制电机（3）关闭。

2.根据权利要求1所述的一种具有安全防护功能的康复机器人，其特征在于：所述踏板组件（4）包括一端固定于转轴（2）端部的摇杆（41）以及垂直转动连接于摇杆（41）另一端侧面的踏板（42）。

3.根据权利要求2所述的一种具有安全防护功能的康复机器人，其特征在于：所述踏板（42）一侧端面固定有保险带（43），所述保险带（43）与踏板（42）形成封闭环状。

4.根据权利要求3所述的一种具有安全防护功能的康复机器人，其特征在于：所述踏板（42）端面设置有半球形凸起（421），所述半球形凸起位于朝向保险带（43）一侧。

5.根据权利要求1所述的一种具有安全防护功能的康复机器人，其特征在于：所述控制器（6）还耦接有语音播放器（7），所述语音播放器（7）内嵌于机体（1）一侧，所述控制器（6）根据倾角检测信号控制语音播放器（7）的启闭；当机体（1）倾角检测信号大于预定值时，控制器（6）根据倾角检测信号控制语音播放器（7）开启。

6.根据权利要求1所述的一种具有安全防护功能的康复机器人，其特征在于：所述控制器（6）的输入端耦接有速度传感器（5），所述控制器（6）的输出端耦接有显示屏（8），所述速度传感器（5）设置于转轴（2），用于检测转轴（2）的转速，并输出转速检测信号，所述控制器（6）根据转速检测信号向显示屏（8）发送显示信号，以控制显示屏（8）显示转速。

7.根据权利要求6所述的一种具有安全防护功能的康复机器人，其特征在于：所述控制器（6）耦接有计时器（11），所述控制器（6）根据转速检测信号控制计时器（11）的启闭。

8.根据权利要求1所述的一种具有安全防护功能的康复机器人，其特征在于：所述电机（3）的输出轴与转轴（2）呈垂直设置，所述传动组件包括固定于电机（3）输出轴上的主锥齿轮（13）以及固定于转轴（2）上的次锥齿轮（14），所述主锥齿轮（13）与次锥齿轮（14）相啮合。