CN210903756U - 一种步态训练康复机器人起立机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及康复医疗设备领域，特别涉及一种步态训练康复机器人起立机构，其至少包括连接杆、臀部支架、床身、电动推杆、底架。床身通过连接杆和电动推杆安装在底架上；床身与电动推杆通过转动连接；电动推杆和连接杆通过转动连接固定在底架上；针对目前下肢康复机器人起立机构复杂和患者适用范围不广的问题，利用电动推杆与床身的夹角θ范围，根据床身高度与电动推杆在底架夹角β的关系，通过力平衡原理，建立底架支撑杆件，使电动推杆直接推动床身在0°到90°之间转动来适应身高在1500mm‑1900mm之间患者的康复训练。

Description

一种步态训练康复机器人起立机构

技术领域

本发明涉及康复医疗设备技术领域，特别涉及一种步态训练康复机器人起立机构。

背景技术

近年来，人口老龄化现状日趋严峻，脑卒中或其它原因导致的下肢障碍患者众多，这类特殊群体极需关爱，除人工和药物恢复外，还需要科学的训练模式来帮助患者恢复下肢活动的能力。目前脑卒中运动功能康复的机制尚不完全清楚，下肢功能障碍患者有不同的康复情况，通常需要进行平躺、斜卧、站立的多位姿康复训练。目前现有的文献中，如CN105769506B，名称为下肢康复机器人，该下肢康复机器人包括底座、支撑座、躺板、支撑杆、电机，该电机安装在底座，通过电机来推动支撑杆来控制翻转的角度；CN106264978B专利，名称为用于运动治疗的设备，该用于运动治疗的设备包括底座、倾斜机构、台板，通过倾斜机构使台板发生倾斜；以及中国专利文献号CN104546341A、CN104000706A等目前所公开的文献中，其下肢康复机器人起立机构复杂，同时不能满足身高在1500mm-1900mm范围内患者的康复训练。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前下肢康复机器人起立机构复杂和患者适用范围不广的问题，提供一种步态训练康复机器人起立机构，通过电动推杆直接推动床身在0°到90°之间转动来适应身高在1500mm-1900mm之间患者的康复训练。

本发明主要技术方案如下：

一种步态训练康复机器人起立机构，至少包括：连接杆1、臀部支架2、床身3、电动推杆6、底架7。

所述连接杆1的上端固定在臀部支架2下表面，连接杆1的下端与底架7转动连接；所述臀部支架2固定在床身3上，承载平躺时患者的臀部；所述电动推杆6的上端与床身3转动连接，电动推杆6的下端与底架7转动连接。

所述床身3至少包括床架4、上端轴承5；所述上端轴承5固定在床架4下面中间位置，上端轴承5与电动推杆6上端通过轴转动连接。

所述底架7至少包括自锁滚轮8、底架纵梁9、下端轴承10、底架支撑杆件11、底架横梁12、连接杆轴承13；所述自锁滚轮8安装于底架纵梁9下表面，承载和移动步态训练康复机器人起立机构；所述下端轴承10和连接杆轴承13分别固定在底架支撑杆件11上；所述底架横梁12左右两端与底架纵梁9固定，底架横梁12上表面与底架支撑杆件11固定。

所述底架支撑杆件11，根据力平衡原理，底架支撑杆件11组成桁架结构，支撑床身3 和电动推杆6。

所述电动推杆6与床身3的夹角θ，根据连杆机构压力角原理，所述夹角θ的变化范围可为34°-146°，夹角θ在这个范围内变化时，电动推杆6无锁死现象出现；所述电动推杆 6与底架7的夹角β。

所述电动推杆6与底架7的夹角β，夹角β的计算公式为：

和

式中H为床身3的高度，L为电动推杆6的长度，H1为电动推杆6下端离地面的高度。

本发明的有益效果为：

1、本发明中床身部分的转动结构简单，床身结构通过连接在底架上的电动推杆直接来推动床身从0°到90°的位姿的转换，从而能够提供给患者不同位姿的康复训练。

2、本发明的步态训练康复机器人起立机构可以满足1500mm到1900mm身高人体的康复训练，该康复机器人起立机构中的床身结构通过连接在底架上的电动推杆直接推动床身在0°到90°之间转动，床身部分在0°到90°之间的任何角度都能够满足1500mm到1900mm身高人体的康复训练。

3、本发明中床身设有上端轴承，底架设有下端轴承和连接杆轴承，床身从0°到90°位姿转换的过程中，轴承连接能降低转动部件之间的摩擦，减少机构运动过程中能量的损耗，从而提高步态训练康复机器人起立机构的工作效率。

附图说明

图1是一种步态训练康复机器人起立机构结构示意图；

图2是一种步态训练康复机器人起立机构床身结构示意图；

图3是一种步态训练康复机器人起立机构连接杆结构示意图；

图4是一种步态训练康复机器人起立机构底架结构示意图；

图5是一种步态训练康复机器人起立机构竖直结构示意图；

图6是一种步态训练康复机器人起立机构底架支撑杆件平面结构示意图；

图7是一种步态训练康复机器人起立机构水平高度与角度示意图；

图8是一种步态训练康复机器人起立机构竖直高度与角度示意图；

图9是一种步态训练康复机器人起立机构床身水平电动推杆上端受力示意图；

图10是一种步态训练康复机器人起立机构床身斜卧电动推杆上端受力示意图；

图11是一种步态训练康复机器人起立机构床身竖直电动推杆上端受力示意图；

附图标号：1-连接杆，2-臀部支架，3-床身，4-床架，5-上端轴承，6-电动推杆，7-底架，8-自锁滚轮，9-底架纵梁，10-下端轴承，11-底架支撑杆件，11-1-第一支撑杆，11-2- 第二支撑杆，11-3-第三支撑杆，11-4-第四支撑杆，11-5-第五支撑杆，12-底架横梁，13- 连接杆轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供了一种步态训练康复机器人起立机构，配合下肢外骨骼机构和髋部调节机构，通过床身水平、倾斜、竖直来适应不同康复阶段的患者，减轻治疗人员的工作量，进一步提高患者的康复率和舒适度。本发明结构参考1-11图所示，至少包括连接杆1、臀部支架2、床身3、电动推杆6、底架7。

床身3通过连接杆1和电动推杆6安装在底架7上；床架4由方形杆件焊接组成，床架4下面中间处设有上端轴承5；连接杆1上端与臀部支架2之间成18°固定，此处可以用焊接或者螺纹连接，利于承载平躺时患者的臀部，臀部支架2尾端与床架4之间通过螺栓固定。

底架支撑杆件11固定安装在底架横梁12上，底架横梁12可有两根或者多根平行组合；下端轴承10和连接杆轴承13固定在底架支撑杆件11上；底架纵梁9下表面各自分别等距安装3个自锁滚轮8，底架纵梁9可为两根方形杆或者两根方形管。

底架支撑杆件11至少包括第一支撑杆11-1、第二支撑杆11-2、第三支撑杆11-3、第四支撑杆11-4、第五支撑杆11-5；底架支撑杆件11，根据力平衡原理，第一支撑杆11-1、第二支撑杆11-2、第三支撑杆11-3、第四支撑杆11-4、第五支撑杆11-5组成桁架结构，支撑床身和电动推杆，支撑杆可为空腔管或者实心杆。

电动推杆6上端与床架4之间通过上端轴承5进行转动连接，电动推杆6下端与底架支撑杆件11通过下端轴承10进行转动连接；连接杆1与底架支撑杆件11之间通过连接杆轴承 13进行转动连接，减少摩擦，降低床身3转动过程中能量的损耗。

床身3从平躺转动到竖直时，臀部支架2下端距离地面的高度可以达到1120mm，正常国内1900mm人体下肢长度约为1010mm，1500mm到1900mm人体的臀部与臀部支架2接触，可以满足1900mm人体下肢的康复训练。

电动推杆6与床身3，根据连杆机构压力角原理，电动推杆6与床身3的夹角θ范围可为 34°-146°。

β为床身3高度H与电动推杆6长度L在底架7夹角，H1为电动推杆6底端的高度。在床身3从水平到竖直的任一角度起立过程中，夹角β大于90°时，床身3高度H与夹角β的关系式为

夹角β小于或等于90°时，床身3高度H与夹角β的关系式为

床身3高度H＝640mm,电动推杆6长度L＝800mm，夹角β存在最大值：

床身3度高H＝1418mm，电动推杆6长度 L＝1355mm，夹角β存在最小值：

在病人康复训练前期，患者在整个康复训练过程中，床身3与地面处于水平状态。电动推杆6与床身成34°，床身3受到电动推杆6，F1的推力，支撑床身3和防止床身3晃动。

在病人康复训练中期，床身3可与地面成45°状态，电动推杆6与床身3成29.5°,床身3受到电动推杆6，F2的推力，在整个训练中期，人躺在床身3训练是为后续模拟正常行走打下一定基础。

在病人康复训练后期，床身3与地面成垂直状态，电动推杆与床身成25.3°,这时候电动推杆6行程和受力最大，对床身3的推力F3也达到最大值，为病人后期模拟正常步态提供康复训练条件。

最后说明的是本发明一种步态训练康复机器人起立机构不局限于上述实施例，还可以做各种修改或变形。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。凡是依据本发明的技术方案进行修改、润饰或等同变化，而不脱离本发明技术方案的思想和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种步态训练康复机器人起立机构，至少包括连接杆(1)、臀部支架(2)、床身(3)、电动推杆(6)、底架(7)，其特征在于：

所述连接杆(1)的上端固定在臀部支架(2)下表面，连接杆(1)的下端与底架(7)转动连接；所述臀部支架(2)固定在床身(3)上，承载平躺时患者的臀部；所述电动推杆(6)的上端与床身(3)转动连接，电动推杆(6)的下端与底架(7)转动连接；

所述电动推杆(6)与床身(3)的夹角θ，根据连杆机构压力角原理，所述夹角θ的变化范围为34°-146°，夹角θ在这个范围内变化时，电动推杆(6)无锁死现象出现；所述电动推杆(6)与底架(7)的夹角β。

2.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人起立机构，其特征在于：所述电动推杆(6)与底架(7)的夹角β，夹角β的计算公式为：

和

式中H为床身(3)的高度，L为电动推杆(6)长度，H1为电动推杆(6)下端离地面的高度。

3.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人起立机构，其特征在于：所述床身(3)至少包括床架(4)、上端轴承(5)；所述上端轴承(5)固定在床架(4)下面中间位置，上端轴承(5)与电动推杆(6)上端通过轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人起立机构，其特征在于：所述底架(7)至少包括自锁滚轮(8)、底架纵梁(9)、下端轴承(10)、底架支撑杆件(11)、底架横梁(12)、连接杆轴承(13)；所述自锁滚轮(8)安装于底架纵梁(9)下表面，承载和移动步态训练康复机器人起立机构；所述下端轴承(10)和连接杆轴承(13)分别固定在底架支撑杆件(11)上；所述底架横梁(12)左右两端与底架纵梁(9)固定，底架横梁(12)上表面与底架支撑杆件(11)固定。

5.根据权利要求4所述的一种步态训练康复机器人起立机构，其特征在于：所述底架支撑杆件(11)至少包括第一支撑杆(11-1)、第二支撑杆(11-2)、第三支撑杆(11-3)、第四支撑杆(11-4)、第五支撑杆(11-5)；所述底架支撑杆件(11)，根据力平衡原理，第一支撑杆(11-1)、第二支撑杆(11-2)、第三支撑杆(11-3)、第四支撑杆(11-4)、第五支撑杆(11-5)组成桁架结构，支撑床身和电动推杆。

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