CN211382530U - 一种智能助行康复训练机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能助行康复训练机器人，涉及医疗器械技术领域，包括人机交互单元、骨盆辅助运动机构、升降机构、控制单元和底盘移动机构，底盘移动机构可实现全向移动，骨盆辅助运动机构安装在升降机构上用于患者在医师指导或家人陪同下进行下肢康复训练，实现人体骨盆的水平旋转、水平摆动和侧方旋转，达到锻炼患者控制骨盆实现下肢平衡的效果。本实用新型提供的智能助行康复训练机器人，能够提供运动阻尼、辅助支撑、避障以及辅助行走，为患者提供站立平衡训练、行走静态训练和行走动态训练三种训练方式，并可将训练效果通过人机交互单元实时显示，从而针对不同康复阶段患者选择相应的训练方式，提高康复训练效率。

Description

一种智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，特别是涉及一种智能助行康复训练机器人。

背景技术

随着我国老龄化进程的加深，由老龄化带来的下肢健康问题也越来越突出。老年人由于生理机能的衰退导致下肢的灵活性不断下降，此外，因脊髓损伤、脑卒中等各种疾病而引起的肢体运动性障碍的病人也在显著增加，因此人们对下肢康复领域愈发重视。骨盆是连接躯干、下肢的枢纽，研究表明，锻炼患者骨盆运动控制对患者下肢运动能力的恢复具有明显效果，通过锻炼提高患者控制骨盆运动的能力成为下肢康复机器人研究的重点。

现有技术中，下肢康复训练机器人大多以外骨骼的方式与患者的下肢结合，实现下肢康复训练。但是这种结构存在如下缺点：一方面。需要将多个机械结构与下肢多个部位相互绑定，安装和拆卸不便；另一方面，康复训练方式单一，控制要求较高，因此成本较高，否则容易对患者造成二次伤害。同时，下肢康复训练机器人大多也不是外骨骼形式，但成本较高，机器相对较大只能适用于医院场所。

因此，如何提供一种结构简单、功能全面、使用方便、成本较低且安全性高的智能助行康复训练机器人，协助患者完成下肢康复训练，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种智能助行康复训练机器人，以解决上述现有技术存在的问题，其结构简单、功能全面、使用方便、成本较低且安全性高，能够协助患者完成下肢康复训练，有助于针对不同康复阶段患者实现康复训练，提高康复训练效率。

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智能助行康复训练机器人，包括人机交互单元、骨盆辅助运动机构、升降机构、控制单元和底盘移动机构，所述人机交互单元设置于所述升降机构的顶部，所述底盘移动机构设置于所述升降机构的底部，所述骨盆辅助运动机构设置于所述升降机构的内侧与所述升降机构上设置的滑台连接，所述控制单元设置于所述底盘移动机构的首端；所述人机交互单元为一设置于所述升降机构顶部的平板电脑，所述人机交互单元与所述控制单元电连接；

所述骨盆辅助运动机构由尾端到首端依次包括运动意图识别机构、横摆机构和前四杆机构；所述运动意图识别机构分别连接在横摆机构的左、右两侧，实现骨盆旋转、前进或后退自由度、骨盆宽度调整功能和运动意图识别功能；所述前四杆机构与所述横摆机构对中连接，所述前四杆机构的首端与所述滑台连接；所述前四杆机构实现在水平自由度的位移和通过对转轴角度的测量实现对横向位移值的测量；所述横摆机构实现侧倾自由度及其转动角度的测量；

所述升降机构包括升降机构罩壳、直线升降模组和固定组件，所述直线升降模组设置于所述升降机构罩壳内，所述滑台设置于所述直线升降模组上，所述固定组件设置于所述升降机构罩壳的底部，并与所述底盘移动机构固定连接；所述底盘移动机构包括左侧框架、右侧框架和连接所述左侧框架与所述右侧框架首端的中间横板，所述左侧框架和所述右侧框架的尾端均设置有主动轮和用以驱动所述主动轮的驱动机构，所述底盘移动机构的首端两侧设置有万向轮，所述驱动机构与所述控制单元电连接。

优选地，所述运动意图识别机构包括两个圆筒，两个所述圆筒内设置有第一滚珠花键、压缩弹簧、压力传感器，还包括两个称重传感器和两个套筒；两个所述圆筒纵向相对设置，所述第一滚珠花键的滚珠花键轴一端穿出于所述圆筒，另一端伸入到所述圆筒内与所述圆筒的筒底连接，所述第一滚珠花键的花键螺母套设在所述滚珠花键轴上，所述压力传感器设置有两个，分别设置于所述圆筒的内部两端，所述压缩弹簧设置有两个，一个所述压缩弹簧设置于所述花键螺母的一端与其中一个所述压力传感器之间，另一所述压缩弹簧设置于所述花键螺母的另一端与另一个所述压力传感器之间，两个所述压力传感器与所述控制单元电连接；两个圆筒的相对的内侧还分别设置有一安全带连接扣，两个所述安全带连接扣分别与其所在一侧的所述圆筒内的所述花键螺母连接；两个所述套筒横向设置，两个套筒的外端分别与一称重传感器连接，所述称重传感器与所述人机交互单元电连接，所述称重传感器通过连接板与其所在一侧的伸出于所述圆筒的所述滚珠花键轴连接，两个所述套筒的内端通过一轴连接块与所述横摆机构连接；两个所述套筒内还分别设置有一第二滚珠花键；所述第二滚珠花键的花键螺母与所述套筒固定连接，所述第二滚珠花键的轴能够相对于所述套筒移动，所述第二滚珠花键的轴上设置有档位调节孔，相对的所述套筒的外壁上也设置有档位调节孔，所述第二滚珠花键的轴上的档位调节孔与所述套筒的外壁上的档位调节孔之间通过螺纹柱塞限位。

优选地，所述横摆机构包括横摆圆筒、横摆转轴、弹簧模块、弹簧拨块、侧方旋转编码器和侧倾自由度锁紧机构；所述横摆圆筒纵向设置，所述横摆转轴纵向设置于所述横摆圆筒内，所述横摆转轴的前端与所述横摆圆筒的前端板转动连接，所述横摆转轴的后端与所述轴连接块连接，所述弹簧拨块套设在所述横摆转轴上，所述弹簧拨块两侧的压板底部分别设置有一所述弹簧模块，所述弹簧模块固定于位于所述横摆圆筒底部的弹簧模块固定座上；所述侧方旋转编码器设置于所述横摆圆筒内，用于监测所述横摆转轴的转动角度，所述侧方旋转编码器与所述人机交互单元电连接；所述侧倾自由度锁紧机构包括第一限位销、螺纹轴套、第一摆动限位块，所述横摆圆筒内还设置有一轴承套筒，所述轴承套筒通过轴承与所述横摆转轴转动连接，所述轴承套筒的外壁与所述横摆圆筒固定连接，所述第一摆动限位块与所述横摆圆筒固定连接，所述螺纹轴套固定于所述轴连接块上，所述螺纹轴套的螺纹孔与所述第一摆动限位块上设置的定位孔相对，所述第一限位销螺纹连接在所述螺纹轴套内，所述第一限位销的底端与所述定位孔配合设置，拧动所述第一限位销，所述第一限位销的底部能够嵌入与所述定位孔内。

优选地，所述弹簧模块包括弹簧导向座、压簧、弹簧导向轴和弹簧动座，所述弹簧导向座罩设于所述弹簧动座的顶部且与所述弹簧动座滑动连接，所述弹簧拨块设置于所述弹簧导向座的顶部，所述弹簧导向座的内部纵向排列设置有多个所述弹簧导向轴，所述弹簧导向轴的顶端与所述弹簧导向座固定连接，所述弹簧导向轴的底端与所述弹簧动座上设置的导向孔相对，所述压簧套设于所述弹簧导向轴上且两端分别与所述弹簧导向座、所述弹簧动座连接；所述弹簧模块固定座上还设置有调整螺杆，所述调整螺杆与导向孔相对，所述调整螺杆底部通过螺钉与所述弹簧模块固定座连接，所述调整螺杆的顶部杆体伸入到导向孔内。

优选地，所述前四杆机构包括平行四杆机构、拉簧固定机构、水平位移自由度锁紧机构和水平旋转编码器；所述平行四杆机构包括两个连杆、移动连接座和固定连接座，两个所述连杆纵向并列设置，两个所述连杆的尾端通过所述移动连接座连接，两个所述连杆的首端通过所述固定连接座连接，所述移动连接座的尾端与所述横摆圆筒的首端连接，所述固定连接座固定于一支撑机构上，所述连杆与所述移动连接座、所述连杆与所述固定连接座之间均通过转轴转动连接；所述水平旋转编码器设置于其中一个转轴的轴端，所述水平旋转编码器与所述人机交互单元电连接；所述拉簧固定机构设置于两个所述连杆与所述移动连接座、所述固定连接构成的内腔内，所述拉簧固定机构包括拉簧、第一拉簧固定座和第二拉簧固定座，所述第一拉簧固定座设置于所述固定连接座上，所述第二拉簧固定座与所述连杆连接并设置于两个所述连杆的尾端，所述拉簧连接于所述第一拉簧固定座与所述第二拉簧固定座之间；所述水平位移自由度锁紧机构包括第二限位销、销套和第二摆动限位块，所述第二摆动限位块设置于其中一个所述连杆上，所述销套设置于所述固定连接座上，所述限位销与所述销套螺纹连接，所述销套的螺纹孔与所述第二摆动限位块上设置的定位孔相对，所述第二限位销的底端与所述定位孔配合设置，拧动所述第二限位销，所述第二限位销的底部能够嵌入与所述定位孔内。

优选地，所述连杆包括两个轴套和连接在两个所述轴套之间的连接架，所述连杆的两个轴套通过穿设在其中转轴与所述移动连接座、所述固定连接座连接，所述转轴包括长轴和短轴，所述长轴与所述轴套的内孔过盈配合连接，所述长轴的顶端设置有轴肩，所述轴肩卡接在所述轴套的顶部，所述轴肩的顶部的所述长轴通过轴承与所述移动连接座或所述固定连接座连接，所述轴承的顶部设置有轴承端盖，所述短轴设置于所述长轴的底部，所述短轴通过螺钉与所述长轴连接，所述短轴上设置有轴肩，所述短轴的轴肩卡接在所述轴套的底部，所述短轴的轴肩底部所述短轴通过轴承与所述移动连接座或所述固定连接座连接；所述水平旋转编码器设置于所述长轴的轴端，用于测量所述长轴的转动角度。

优选地，所述左侧框架和所述右侧框架的尾端均设置有用以探测后方障碍物的超声波测距仪，所述中间横板的顶部首端设置有用以探测前方障碍物的超声波测距仪，所述超声波测距仪与所述控制单元电连接；所述左侧框架或所述右侧框架的内侧设置有用以测量步态参数的光电传感器，所述光电传感器与所述人机交互单元电连接。

优选地，所述驱动机构包括依次传动连接的驱动电机和减速机，用于驱动所述主动轮，所述左侧框架和所述右侧框架内还设置有用于给所述驱动机构提供动力的锂电池。

优选地，所述直线升降模组与所述升降机构罩壳内部设置的升降电机连接，所述升降电机用于驱动所述直线升降模组上的滑台竖向移动，所述升降电机与所述控制单元电连接。

优选地，所述升降机构罩壳的两侧还分别设置有一扶手，两个扶手对称设置，两个所述扶手上均设置有急停按钮，两个所述急停按钮与所述控制单元电连接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本实用新型提供的智能助行康复训练机器人，用于患者在医师指导或家人陪同下进行自主的下肢康复训练，实现人体骨盆的水平旋转、水平摆动和侧方旋转，达到锻炼患者控制骨盆实现下肢平衡的效果，训练过程安全、方便。该机器人能够提供运动阻尼、辅助支撑、避障以及辅助行走，为患者提供站立平衡训练、行走静态训练和行走动态训练三种训练方式，并可将训练效果通过人机交互单元实时显示，从而针对不同康复阶段患者选择相应的训练方式，提高康复训练效率。

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为本实用新型中智能助行康复训练机器人的立体结构示意图；

图2为本实用新型中智能助行康复训练机器人的后视图；

图3为本实用新型中智能助行康复训练机器人的右视图；

图4为本实用新型中底盘移动机构的立体结构示意图；

图5为本实用新型中底盘移动机构的局部剖视图；

图6为本实用新型中升降机构的结构示意图；

图7为本实用新型中升降机构的局部剖视图；

图8为本实用新型中骨盆辅助运动机构的立体结构示意图；

图9为本实用新型中运动识别机构中圆筒的侧向结构示意图；

图10为图9中圆筒沿A-A线的剖面图；

图11为本实用新型中运动识别机构中套筒的正向结构示意图；

图12为图11中套筒沿B-B线的剖面图；

图13为本实用新型中横摆机构的立体结构示意图；

图14为本实用新型中横摆机构的俯向结构示意图；

图15为图14中横摆机构沿C-C线的剖面图；

图16为图14中横摆机构沿D-D线的剖面图；

图17为本实用新型中弹簧模块的正向结构示意图；

图18为本实用新型中弹簧模块的俯向结构示意图；

图19为图18中弹簧模块沿E-E线的剖面图；

图20为本实用新型中前四杆机构的立体结构示意图；

图21为本实用新型中前四杆机构的俯向结构示意图；

图22为图21中前四杆机构沿F-F线的剖面图；

图23为图21中前四杆机构沿G-G线的剖面图；

图24为本实用新型中连杆的立体结构示意图；

图中：1-人机交互单元、2-骨盆辅助运动机构、3-扶手、4-升降机构、5- 控制单元、6-超声波测距仪、7-底盘移动机构、8-急停按钮、9-轮子罩壳、10- 左侧框架、11-光电传感器、12-电机封板、13-中间横板、14-万向轮、15-调整垫片、16-封线板、17-右侧框架、18-主动轮、19-垫块、20-电池壳、21-锂电池、 22-驱动电机、23-减速机、24-固定组件、25-滑台、26-升降机构罩壳、27-升降电机、28-联轴器、29-转接轴、30-直线升降模组；

201-运动意图识别机构、202-横摆机构、203-前四杆机构、204-关节轴承、 205-压力传感器、206-圆筒、207-花键螺母、208-压缩弹簧、209-滚珠花键轴、 210-安全带连接扣、211-螺纹柱塞、212-称重传感器、213-第二滚珠花键、214- 法兰、215-套筒、216-弹簧模块、217-弹簧模块固定座、218-弹簧导向座、219- 压簧、220-弹簧导向轴、221-弹簧动座、222-横摆圆筒、223-弹簧拨块、224- 横摆转轴、225-第一限位销、226-螺纹轴套、227-第一摆动限位块、228-轴承套筒、229-轴连接块、230-侧方旋转编码器、231-调整螺杆、232-第二限位销、 233-销套、234-第二摆动限位块、235-拉簧、236-第一拉簧固定座、237-第二拉簧固定座、238-防护罩、239-水平旋转编码器、240-端盖、241-长轴、242- 连杆、243-短轴、244-固定连接座、245-移动连接座、246-轴套、247-连接架。

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智能助行康复训练机器人，以解决现有技术存在的问题。

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。

本实施例提供一种智能助行康复训练机器人，如图1-8所示，包括人机交互单元1、骨盆辅助运动机构2、升降机构4、控制单元5和底盘移动机构7，人机交互单元1设置于升降机构4的顶部，底盘移动机构7设置于升降机构4 的底部，骨盆辅助运动机构2设置于升降机构4的内侧与升降机构4上设置的滑台25连接，控制单元5设置于底盘移动机构7的首端；人机交互单元1为一设置于升降机构4顶部的平板电脑，人机交互单元1与控制单元5电连接；

骨盆辅助运动机构2由尾端到首端依次包括运动意图识别机构201、横摆机构202和前四杆机构203；运动意图识别机构201分别连接在横摆机构202 的左、右两侧，实现骨盆旋转、前进或后退自由度、骨盆宽度调整功能和运动意图识别功能；前四杆机构203与横摆机构202对中连接，前四杆机构203 实现在水平自由度的位移和通过对转轴角度的测量实现对横向位移值的测量；横摆机构202实现侧倾自由度及其转动角度的测量。

升降机构4包括升降机构罩壳26、直线升降模组30和固定组件24，直线升降模组30设置于升降机构罩壳26内，滑台25设置于直线升降模组30上，固定组件24设置于升降机构罩壳26的底部，并与底盘移动机构7固定连接；底盘移动机构7包括左侧框架10、右侧框架17和连接左侧框架10与右侧框架17首端的中间横板13，左侧框架10和右侧框架17的尾端均设置有主动轮 18和用以驱动主动轮18的驱动机构，主动轮18的顶部罩设有轮子罩壳9，中间横板13的底部两侧设置有万向轮14，万向轮14与中间横板13之间设置有调整垫片15，用于调整万向轮14距离地面的高度。驱动机构与控制单元5电连接。

本实施例中，为了提高安全性，底盘移动机构7的左侧框架10和右侧框架17的尾端均设置有用以探测后方障碍物的超声波测距仪6，中间横板13的顶部首端设置有用以探测前方障碍物的超声波测距仪6，超声波测距仪6与控制单元5电连接；当底盘移动机构7朝向障碍物运动，并且底盘移动机构7 与障碍物的距离小于安全距离时，控制单元5将立即停止驱动结构的动作。

左侧框架10或右侧框架17的内侧设置有用以测量步态参数的光电传感器 11，光电传感器11与人机交互单元1电连接，步态参数可在人机交互单元1 上实时显示。

如图4、图5所示，本实施例中，驱动机构包括依次传动连接的驱动电机 22和减速机23，用于驱动主动轮18，左侧框架10和右侧框架17内还设置有用于给驱动机构提供动力的锂电池21，锂电池21设置于电池壳20内，电池壳20的底部设置有垫块19；左侧框架10和右侧框架17的内侧均设置有可拆卸的电机封板12，以便将驱动电机22等部件装入框架内腔内；中间横板13 的底部还设置有封线板16，用于封堵中间横版13的内腔，防止线缆凸出与万向轮之间缠绕。

如图7所示，本实施例中，直线升降模组30与升降机构罩壳26内部设置的升降电机27连接，升降电机27用于驱动直线升降模组30上的滑台25竖向移动，升降电机27与控制单元5电连接；具体的，直线升降电机27通过联轴器28与转接轴29连接，转接轴29上设置同步带轮，同步带轮与坦克链31 传动连接，滑台25运动带动坦克链31运动。

本实施例中，在升降机构罩壳26的两侧还分别设置有一扶手3，两个扶手3对称设置；为了提高设备的安全性，两个扶手3上均设置有急停按钮8，两个急停按钮8与控制单元5电连接，保证在紧急情况下的快速停止，保证用户安全。

如图9-12所示，运动意图识别机构201包括两个圆筒206，两个圆筒206 内设置有第一滚珠花键、压缩弹簧208、压力传感器205，还包括两个称重传感器212和两个套筒215；两个圆筒206纵向相对设置，第一滚珠花键的滚珠花键轴209一端穿出于圆筒206，另一端伸入到圆筒206内与圆筒206的筒底连接，滚珠花键的花键螺母207套设在滚珠花键轴209上，压力传感器205 设置有两个，分别设置于圆筒206的内部两端，压缩弹簧208设置有两个，一个压缩弹簧208设置于花键螺母207的一端与其中一个压力传感器205之间，另一压缩弹簧208设置于花键螺母207的另一端与另一个压力传感器205之间，两个压力传感器与控制单元5电连接；压力传感器205将其感应到的弹簣压力传递至控制单元5，由控制单元5对患者的动作意图进行判断，并控制设置于底盘移动机构7上的驱动机构完成辅助动作。

两个圆筒206的相对的内侧还分别设置有一安全带连接扣210，两个安全带连接扣210分别与其所在一侧的圆筒206内的花键螺母207连接，并通过前四杆机构204与花键螺母207连接；两个套筒215横向设置，两个套筒215 的外端分别与一称重传感器212连接，称重传感器212通过连接板与其所在一侧的伸出于圆筒206的滚珠花键轴209连接，两个套筒215的内端设置法兰214，通过轴连接块229与横摆机构202连接；称重传感器212可将感应到的辅助支撑力(即患者施加给装置的压力)数据传递至人机交互单元1，由人机交互单元1进行显示，患者读取数据后通过人机交互单元1改变滑台25的位置；也可在控制单元5内事先存储好控制程序，当称重传感器212感应到的辅助支撑力达到某一设定值后，自动提升滑台25。

两个套筒215内还分别设置有一第二滚珠花键21313；第二滚珠花键213 的花键螺母与套筒215固定连接，第二滚珠花键213的轴能够相对于套筒215 移动，第二滚珠花键213的轴上设置有档位调节孔，相对的套筒215的外壁上也设置有档位调节孔，第二滚珠花键213的轴上的档位调节孔与套筒215的外壁上的档位调节孔之间通过螺纹柱塞211限位。

本实施例中的运动意图识别机构201，患者有前、后运动或转动运动趋势时，通过压力传感器205的信号组合和数值大小判断患者的运动意图，基本运动模式分为：直行、后退、左转和右转。安全带连接扣210上的前四杆机构 204配合第一滚珠花键上的花键螺母207可以实现骨盆旋转和前倾或后伸自由度。第二滚珠花键213的螺母与套筒215固定连接，轴相对于套筒215的位置可以相对变化，设计有三档调整位置，通过螺纹柱塞211和档位调节孔实现位置固定，手动调至所需位置后，通过旋钮螺纹柱塞211进入定位孔，锁紧相对位置，从而实现对骨盆辅助运动机构宽度的调节。称重传感器212所测扭矩除以力臂后得到人在重力方向施加在支撑机构上的力，然后通过力信号判断骨盆上下运动意图。

如图13-19所示，横摆机构202包括横摆圆筒222、横摆转轴224、弹簧模块216、弹簧拨块223、侧方旋转编码器230和侧倾自由度锁紧机构；横摆圆筒222纵向设置，横摆转轴224纵向设置于横摆圆筒222内，横摆转轴224 的前端与横摆圆筒222的前端板转动连接，横摆转轴224的后端与轴连接块 229连接，弹簧拨块223套设在横摆转轴224上，弹簧拨块223两侧的压板底部分别设置有一弹簧模块216，弹簧模块216固定于位于横摆圆筒222底部的弹簧模块固定座217上；侧方旋转编码器230通过横摆转轴224设置于横摆圆筒222内，用于监测横摆转轴224的转动角度，侧方旋转编码器230与人机交互单元1电连接；侧倾自由度锁紧机构包括第一限位销225、螺纹轴套226、第一摆动限位块227，横摆圆筒222内还设置有一轴承套筒228，轴承套筒228 通过轴承与横摆转轴224转动连接，轴承套筒228的外壁与横摆圆筒222固定连接，第一摆动限位块227与横摆圆筒222固定连接，螺纹轴套226固定于轴连接块229上，螺纹轴套226的螺纹孔与第一摆动限位块227上设置的定位孔相对，第一限位销225螺纹连接在螺纹轴套226内，第一限位销225的底端与定位孔配合设置，拧动第一限位销225，第一限位销225的底部能够嵌入与定位孔内；当需要锁紧侧倾自由度时，拧动第一限位销225，使第一限位销225 上的底部与第一摆动限位块227上的定位孔配合锁紧。

具体地，横摆机构202的弹簧模块216包括弹簧导向座218、压簧219、弹簧导向轴220和弹簧动座221，弹簧导向座218罩设于弹簧动座221的顶部且与弹簧动座221滑动连接，弹簧拨块223设置于弹簧导向座218的顶部，弹簧导向座218的内部纵向排列设置有多个弹簧导向轴220，弹簧导向轴220的顶端与弹簧导向座218固定连接，弹簧导向轴220的底端与弹簧动座221上设置的导向孔相对，压簧219套设于弹簧导向轴220上且两端分别与弹簧导向座 218、弹簧动座221连接，作用力作用在弹簧导向座218上，压缩弹簧208，相对弹簧导向动座产生位移，实现力的方向上的运动并通过压簧219产生一定的复位力；弹簧模块固定座217上还设置有调整螺杆231，调整螺杆231与导向孔相对，调整螺杆底部通过螺钉与弹簧模块固定座217连接，调整螺杆231 的顶部杆体伸入到导向孔内，旋动调整螺杆231调整其在导向孔中的高度，即可限制弹簧导向轴220的行程。

如图20-24所示，前四杆机构203包括平行四杆机构、拉簧固定机构、水平位移自由度锁紧机构和水平旋转编码器239；平行四杆机构包括两个连杆 242、移动连接座245和固定连接座244，两个连杆242纵向并列设置，两个连杆242的尾端通过移动连接座245连接，两个连杆242的首端通过固定连接座244连接，移动连接座245的尾端与横摆圆筒222的首端连接，固定连接座 244固定于一支撑机构上，连杆242与移动连接座245、连杆242与固定连接座244之间均通过转轴转动连接；水平旋转编码器239设置于其中一个转轴的轴端，水平旋转编码器239与人机交互单元1电连接；拉簧235固定机构设置于两个连杆242与移动连接座245、固定连接构成的内腔内，拉簧235固定机构包括拉簧235、第一拉簧固定座236和第二拉簧固定座237，第一拉簧固定座236设置于固定连接座244上，第二拉簧固定座237与连杆242连接并设置于两个连杆242的尾端，拉簧235连接于第一拉簧固定座236与第二拉簧固定座237之间；水平位移自由度锁紧机构包括第二限位销232、销套233和第二摆动限位块234，第二摆动限位块234设置于其中一个连杆242上，销套233 设置于固定连接座244上，限位销与销套233螺纹连接，销套233的螺纹孔与第二摆动限位块234上设置的定位孔相对，第二限位销232的底端与定位孔配合设置，拧动第二限位销232，第二限位销232的底部能够嵌入与定位孔内，当患者需要锁紧在横移方向上的平移自由度时，拧动第二限位销232，第二限位销232底端与第二摆动限位块234上的定位孔配合锁紧水平方向的平移自由度。

如图24所示，本实施例中的连杆242包括两个轴套246和连接在两个轴套246之间的连接架247，连杆242的两个轴套246通过穿设在其中转轴与移动连接座245、固定连接座244连接，转轴包括长轴241和短轴243，长轴241 与轴套246的内孔过盈配合连接，不会相对转动，长轴241的顶端设置有轴肩，轴肩卡接在轴套246的顶部，轴肩的顶部的长轴241通过轴承与移动连接座 245或固定连接座244连接，轴承的顶部设置有轴承端盖240，短轴243设置于长轴241的底部，短轴243通过螺钉与长轴241连接，短轴243上设置有轴肩，短轴243的轴肩卡接在轴套的底部，短轴243的轴肩底部短轴243通过轴承与移动连接座245或固定连接座244连接；水平旋转编码器239设置于长轴 241的轴端，用于测量长轴241的转动角度，换算后可以求得患者在水平面两个方向上(前后和左右)的位移。

本实施例中，在前四杆机构203的顶部还有设置有一防护罩238，防护罩 238遮住两个之间的间隙，防止患者患者手指加入机构间隙中。

患者进行康复训练时，可通过人机交互单元11选择训练模式，包括站立平衡训练、行走静态训练和行走动态训练。在训练过程中，患者或者陪护人员可通过人机交互单元11实时查看患者训练过程中的步态参数及运动轨迹，训练结束后，患者和医护人员可依据人机交互单元11上显示的训练效果，进行下一步的康复训练。

当患者进行站立平衡训练时，底盘移动机构7中的驱动结构不工作，万向轮14锁定，机器人相对于地面处于静止状态，患者腰部通过安全带连接到骨盆辅助运动机构2上，患者腰部骨盆的三种运动控制平衡手臂做相应的运动。骨盆辅助运动机构2提供的阻抗帮助患者寻找平衡位置，当患者偏离平衡点的距离越远，提供的阻抗越大，患者则较易改变站立姿态以达到站立平衡。同时，可通过第一限位销225和第二限位销232限制骨盆辅助运动机构2在相应自由度上的运动，依据患者康复状态改变训练的难易程度。通过控制直线升降模组 30，结合称重传感器212和控制单元5调控机器提供给患者站立时的辅助提升力，上升量越多，患者将更容易进行站立，以逐步提升患者的平衡控制能力。

当患者取得一定的康复效果后，可进行行走静态训练。此时，骨盆辅助运动机构2处于固定状态，万向轮14活动，驱动机构处于工作状态，驱动机器人行进。患者可自行操控机器人行走，患者的行走意图通过压力传感器传递给控制单元5，控制信号将控制两驱动机构带动两个主动轮18同步转动或差速转动，机器人将进行相应的直行或者转弯。此外，机器人的运动还可通过医护人员进行控制，通过机器辅助患者进行行走静态训练，逐步提高患者的自由行走能力。

当患者进行行走动态训练时，骨盆辅助运动机构2与万向轮14均处于活动状态，驱动结构工作。患者在使用机器时，不仅要控制骨盆辅助运动机构2 寻找平衡点，同时仍需进行下肢的行走训练。

本实用新型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)

1.一种智能助行康复训练机器人，其特征在于：包括人机交互单元、骨盆辅助运动机构、升降机构、控制单元和底盘移动机构，所述人机交互单元设置于所述升降机构的顶部，所述底盘移动机构设置于所述升降机构的底部，所述骨盆辅助运动机构设置于所述升降机构的内侧与所述升降机构上设置的滑台连接，所述控制单元设置于所述底盘移动机构的首端；所述人机交互单元为一设置于所述升降机构顶部的平板电脑，所述人机交互单元与所述控制单元电连接；

所述骨盆辅助运动机构由尾端到首端依次包括运动意图识别机构、横摆机构和前四杆机构；所述运动意图识别机构分别连接在横摆机构的左、右两侧，实现骨盆旋转、前进或后退自由度、骨盆宽度调整功能和运动意图识别功能；所述前四杆机构与所述横摆机构对中连接，所述前四杆机构的首端与所述滑台连接；所述前四杆机构实现在水平自由度的位移和通过对转轴角度的测量实现对横向位移值的测量；所述横摆机构实现侧倾自由度及其转动角度的测量；

所述升降机构包括升降机构罩壳、直线升降模组和固定组件，所述直线升降模组设置于所述升降机构罩壳内，所述滑台设置于所述直线升降模组上，所述固定组件设置于所述升降机构罩壳的底部，并与所述底盘移动机构固定连接；所述底盘移动机构包括左侧框架、右侧框架和连接所述左侧框架与所述右侧框架首端的中间横板，所述左侧框架和所述右侧框架的尾端均设置有主动轮和用以驱动所述主动轮的驱动机构，所述底盘移动机构的首端两侧设置有万向轮，所述驱动机构与所述控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述运动意图识别机构包括两个圆筒，两个所述圆筒内设置有第一滚珠花键、压缩弹簧、压力传感器，还包括两个称重传感器和两个套筒；两个所述圆筒纵向相对设置，所述第一滚珠花键的滚珠花键轴一端穿出于所述圆筒，另一端伸入到所述圆筒内与所述圆筒的筒底连接，所述第一滚珠花键的花键螺母套设在所述滚珠花键轴上，所述压力传感器设置有两个，分别设置于所述圆筒的内部两端，所述压缩弹簧设置有两个，一个所述压缩弹簧设置于所述花键螺母的一端与其中一个所述压力传感器之间，另一所述压缩弹簧设置于所述花键螺母的另一端与另一个所述压力传感器之间，两个所述压力传感器与所述控制单元电连接；两个圆筒的相对的内侧还分别设置有一安全带连接扣，两个所述安全带连接扣分别与其所在一侧的所述圆筒内的所述花键螺母连接；两个所述套筒横向设置，两个套筒的外端分别与一称重传感器连接，所述称重传感器与所述人机交互单元电连接，所述称重传感器通过连接板与其所在一侧的伸出于所述圆筒的所述滚珠花键轴连接，两个所述套筒的内端通过一轴连接块与所述横摆机构连接；两个所述套筒内还分别设置有一第二滚珠花键；所述第二滚珠花键的花键螺母与所述套筒固定连接，所述第二滚珠花键的轴能够相对于所述套筒移动，所述第二滚珠花键的轴上设置有档位调节孔，相对的所述套筒的外壁上也设置有档位调节孔，所述第二滚珠花键的轴上的档位调节孔与所述套筒的外壁上的档位调节孔之间通过螺纹柱塞限位。

3.根据权利要求2所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述横摆机构包括横摆圆筒、横摆转轴、弹簧模块、弹簧拨块、侧方旋转编码器和侧倾自由度锁紧机构；所述横摆圆筒纵向设置，所述横摆转轴纵向设置于所述横摆圆筒内，所述横摆转轴的前端与所述横摆圆筒的前端板转动连接，所述横摆转轴的后端与所述轴连接块连接，所述弹簧拨块套设在所述横摆转轴上，所述弹簧拨块两侧的压板底部分别设置有一所述弹簧模块，所述弹簧模块固定于位于所述横摆圆筒底部的弹簧模块固定座上；所述侧方旋转编码器设置于所述横摆圆筒内，用于监测所述横摆转轴的转动角度，所述侧方旋转编码器与所述人机交互单元电连接；所述侧倾自由度锁紧机构包括第一限位销、螺纹轴套、第一摆动限位块，所述横摆圆筒内还设置有一轴承套筒，所述轴承套筒通过轴承与所述横摆转轴转动连接，所述轴承套筒的外壁与所述横摆圆筒固定连接，所述第一摆动限位块与所述横摆圆筒固定连接，所述螺纹轴套固定于所述轴连接块上，所述螺纹轴套的螺纹孔与所述第一摆动限位块上设置的定位孔相对，所述第一限位销螺纹连接在所述螺纹轴套内，所述第一限位销的底端与所述定位孔配合设置，拧动所述第一限位销，所述第一限位销的底部能够嵌入与所述定位孔内。

4.根据权利要求3所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述弹簧模块包括弹簧导向座、压簧、弹簧导向轴和弹簧动座，所述弹簧导向座罩设于所述弹簧动座的顶部且与所述弹簧动座滑动连接，所述弹簧拨块设置于所述弹簧导向座的顶部，所述弹簧导向座的内部纵向排列设置有多个所述弹簧导向轴，所述弹簧导向轴的顶端与所述弹簧导向座固定连接，所述弹簧导向轴的底端与所述弹簧动座上设置的导向孔相对，所述压簧套设于所述弹簧导向轴上且两端分别与所述弹簧导向座、所述弹簧动座连接；所述弹簧模块固定座上还设置有调整螺杆，所述调整螺杆与导向孔相对，所述调整螺杆底部通过螺钉与所述弹簧模块固定座连接，所述调整螺杆的顶部杆体伸入到导向孔内。

5.根据权利要求4所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述前四杆机构包括平行四杆机构、拉簧固定机构、水平位移自由度锁紧机构和水平旋转编码器；所述平行四杆机构包括两个连杆、移动连接座和固定连接座，两个所述连杆纵向并列设置，两个所述连杆的尾端通过所述移动连接座连接，两个所述连杆的首端通过所述固定连接座连接，所述移动连接座的尾端与所述横摆圆筒的首端连接，所述固定连接座固定于一支撑机构上，所述连杆与所述移动连接座、所述连杆与所述固定连接座之间均通过转轴转动连接；所述水平旋转编码器设置于其中一个转轴的轴端，所述水平旋转编码器与所述人机交互单元电连接；所述拉簧固定机构设置于两个所述连杆与所述移动连接座、所述固定连接构成的内腔内，所述拉簧固定机构包括拉簧、第一拉簧固定座和第二拉簧固定座，所述第一拉簧固定座设置于所述固定连接座上，所述第二拉簧固定座与所述连杆连接并设置于两个所述连杆的尾端，所述拉簧连接于所述第一拉簧固定座与所述第二拉簧固定座之间；所述水平位移自由度锁紧机构包括第二限位销、销套和第二摆动限位块，所述第二摆动限位块设置于其中一个所述连杆上，所述销套设置于所述固定连接座上，所述限位销与所述销套螺纹连接，所述销套的螺纹孔与所述第二摆动限位块上设置的定位孔相对，所述第二限位销的底端与所述定位孔配合设置，拧动所述第二限位销，所述第二限位销的底部能够嵌入与所述定位孔内。

6.根据权利要求5所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述连杆包括两个轴套和连接在两个所述轴套之间的连接架，所述连杆的两个轴套通过穿设在其中转轴与所述移动连接座、所述固定连接座连接，所述转轴包括长轴和短轴，所述长轴与所述轴套的内孔过盈配合连接，所述长轴的顶端设置有轴肩，所述轴肩卡接在所述轴套的顶部，所述轴肩的顶部的所述长轴通过轴承与所述移动连接座或所述固定连接座连接，所述轴承的顶部设置有轴承端盖，所述短轴设置于所述长轴的底部，所述短轴通过螺钉与所述长轴连接，所述短轴上设置有轴肩，所述短轴的轴肩卡接在所述轴套的底部，所述短轴的轴肩底部所述短轴通过轴承与所述移动连接座或所述固定连接座连接；所述水平旋转编码器设置于所述长轴的轴端，用于测量所述长轴的转动角度。

7.根据权利要求1所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述左侧框架和所述右侧框架的尾端均设置有用以探测后方障碍物的超声波测距仪，所述中间横板的顶部首端设置有用以探测前方障碍物的超声波测距仪，所述超声波测距仪与所述控制单元电连接；所述左侧框架或所述右侧框架的内侧设置有用以测量步态参数的光电传感器，所述光电传感器与所述人机交互单元电连接。

8.根据权利要求1所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述驱动机构包括依次传动连接的驱动电机和减速机，用于驱动所述主动轮，所述左侧框架和所述右侧框架内还设置有用于给所述驱动机构提供动力的锂电池。

9.根据权利要求1所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述直线升降模组与所述升降机构罩壳内部设置的升降电机连接，所述升降电机用于驱动所述直线升降模组上的滑台竖向移动，所述升降电机与所述控制单元电连接。

10.根据权利要求1所述的智能助行康复训练机器人，其特征在于：所述升降机构罩壳的两侧还分别设置有一扶手，两个扶手对称设置，两个所述扶手上均设置有急停按钮，两个所述急停按钮与所述控制单元电连接。

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