CN214285475U - 一种多功能康复轮椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能康复轮椅，包括起升机构、外骨骼机构和椅背机构，所述起升机构包括左右对称的前车支架，后车支架，起升电推杆，通过起升电推杆的伸缩实现起升机构的起升功能，所述外骨骼机构包括左右对称的两个脚踏板机构、两个小腿杆、两个大腿杆和两个腰杆，通过旋转电机Ⅱ带动实现小腿杆和大腿杆的旋转，从而实现模拟人体腿部运动，所述椅背机构包括椅背、刹车把手、变形齿轮、旋转电机、卡位杆，通过旋转电机Ⅲ的旋转和刹车把手的紧松，实现卡位杆与变形齿轮不同位置的槽相配合，从而实现椅背的移动，本实用新型将轮椅的快速移动功能、外骨骼的辅助站立功能和辅助行走功能集于一体。

Description

一种多功能康复轮椅

技术领域

本实用新型涉及一种多功能康复轮椅，特别是涉及一种具有可折展外骨骼机构的轮椅，集外骨骼的辅助康复功能和轮椅于一体。

背景技术

庞大的肢体残疾人群和日益严峻的社会老龄化问题，创造和催生了肢体康复医疗装备新兴产业，老年人和残障人士大都存在不同程度的行动能力丧失，对其医疗和护理已成为社会的巨大压力，目前国内的高端康复机器人以外国进口为主，但其价格昂贵，一般家庭难以承受，而国内自主研发生产的康复机护理设备技术还不够成熟，机械化、自动化程度不高，需要额外的人工协助。

下肢运动功能障碍患者行动不便，难以独立生活，很容易产生消极悲观的情绪，有时还给家人带来沉重的负担，他们非常渴望像正常人一样生活，医学研究表明，有效的康复训练可以使得神经系统功能重组和代偿，加速神经系统的修复，使患者恢复运动能力；国内外众多科研人员对下肢康复机器人开展了研究，主要致力于实现辅助行走和康复训练功能；从使用者的日常生活需求考虑，为使用者提供坐姿状态下快速移动、辅助使用者站立功能与前面两种功能具有同等的地位，因此，开发一种能够承载残疾人出行，支撑残疾人站立，并且能够辅助残疾人行走的多功能移动辅助并且具有一定康复功能的机器人成为迫切需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能康复轮椅，以克服现有技术中的不足，致力于解决老年人和残疾人的康复及护理问题，减轻康复护理难度。

为了达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案为：

一种多功能康复轮椅，其特征在于：包括起升机构、外骨骼机构、椅背机构, 其中：所述起升机构包括左右对称的前车支架，后车支架，手柄，手柄杆，起升电推杆，上支撑电推杆，所述前车支架内表面上设有若干通孔，同时上面和下面设置有凹槽，凹槽上设有若干通孔，所述后车支架下面设有凹槽，凹槽内设有通孔，所述起升电推杆伸缩杆的杆端与前车支架下方的槽孔铰接，固定端与后车支架下方槽孔铰接，所述手柄杆的前端与手柄的末端铰接，后端与前车支架上方的槽孔铰接，所述上支撑电推杆的伸缩杆的杆端与手柄杆下方的槽孔铰接，固定端与前车支架上方的槽孔铰接，所述后车支架的前端与前车支架下方的槽孔铰接，所述后车支架的内部通过设置相互连接的链传动机构形成链传动装置，在腰杆外侧设有旋转电机，所述旋转电机通过锥齿轮组驱动所述链传动装置；由前车支架、后车支架、两起升电动推杆构成起升机构。

所述外骨骼机构设置在两支撑架之间，所述外骨骼机构包括左右对称的两个小腿杆、两个大腿杆和两个腰杆，所述小腿杆的上端与所述大腿杆的下端通过膝关节轴连接，所述大腿杆的上端与所述腰杆的下端通过髋关节轴连接，所述大腿杆和所述小腿杆上均设置有腿部支撑板，所述腰杆上设有腰部固定带；腰杆上设有第一齿轮，第二齿轮，第三齿轮，所述第一齿轮与腰杆的内端面配合，所述第二齿轮与腰杆的外端面配合，所述第三齿轮与第二齿轮通过第三连杆啮合形成行星周转轮系，第一连杆的一端与第一齿轮端面上的孔铰接、第一连杆的另一端与大腿杆中间孔铰接、第四连杆的一端与第三齿轮端面上的孔铰接，第四连杆的另一端与第五连杆的一端铰接，第五连杆的另一端与髋关节轴连接，第五连杆中间端面上的孔与第六连杆的一端铰接，第六连杆的另一端与小腿杆的中间端面上的孔铰接，小腿杆的内侧设有脚踏板。

所述椅背机构设置在起升机构之间，外骨骼机构的上方，所述椅背机构包括椅背，支撑杆，左右对称的刹车把手，刹车线，变形齿轮，卡位杆，所述椅背在支撑杆之间，所述刹车把手与支撑板上方把手部位相配合，所述刹车线一端与刹车把手相配合，一端与卡位杆相配合，所述卡位杆尾端与支撑杆尾端相配合，所述变形齿轮与前车支架上的端面上的孔配合。

进一步的，所述前车支架内设有固定的电机座，所述电机座内设有旋转电机Ⅲ和旋转电机Ⅱ，所述旋转电机Ⅲ通过锁销带动所述变位齿轮的旋转，所述旋转电机Ⅱ通过锁销带动第一齿轮和第二齿轮旋转。

进一步的，所述前车支架的底端安装有万向轮，所述后车支架的底端安装有驱动轮，所述后车支架内设有固定的电机槽，电机槽内设有旋转电机Ⅰ，所述旋转电机Ⅰ通过锥齿轮组驱动所述链传动装置，以驱动所述驱动轮转动。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

采用模块化的设计理念，具有功能齐全、操作方便、结构紧凑等特点，满足不同人群的不同需要。

通过杆件重合的方式实现机构自由度的变化，机构不同的自由度对应实现了不同的功能：1)实现了轮椅状态下的快速移动的功能；2)实现了辅助站立功能；

3)实现了外骨骼状态下的辅助行走功能以上三种功能基本涵盖了使用者在日常生活中对于移动的需求，将轮椅的功能和外骨骼机器人的功能集于一体。

本实用新型的辅助行走功能存在主动适应式行走和被动控制式行走两种模式可以选择，从而下肢肢体运动障碍程度不同的使用者可以根据自身情况进行选择，扩大了使用者的范围，并且本实用新型能够实现人体下肢髋、膝关节的康复训练，从而将特定关节的针对性训练与辅助行走相结合，既能够提高康复训练效果，也能够减少训练过程的枯燥性。

符合人机工程学原理，体现“以人为本”的设计理念。

附图说明

图1是本实用新型一种多功能康复轮椅设定的人体结构机构原理图；

图2是本实用新型一种多功能康复轮椅外骨骼的示意图；

图3是本实用新型一种多功能康复轮椅的起升机构结构原理图；

图4是本实用新型一种多功能康复轮椅的椅背示意图；

图5是本实用新型一种多功能康复轮椅的链传动机构的结构示意图；

图6是本实用新型一种多功能康复轮椅的轮椅形态示意图；

图7是本实用新型一种多功能康复轮椅的履步康复训练示意图。

附图标记：1、腰杆，2、大腿杆，3、小腿杆，4、第六连杆，5、第五连杆， 6、第四连杆，7、第一连杆，8、第三齿轮，9、第二齿轮，10、第三连杆，11、第一齿轮，12、大腿支撑板，13、小腿支撑板，14、脚踏板，15、前车支架，16、后车支架，17、起升电推杆，18、上支撑电推杆，19、手柄，20、手柄杆，21、驱动轮，22、万向轮，23、支撑杆，24、卡位杆，25、变形齿轮，26、刹车把手， 27、刹车线，28、椅背，101、髋关节轴，102、膝关节轴，208、主锥齿轮，203、从锥齿轮，204、主动链轮，205、轮子，206、从动链轮，207、链条，A200、链传动装置，A201、锥齿轮组，201、旋转电机Ⅰ，202、旋转电机Ⅱ，203、旋转电机Ⅲ。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹举例以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1-图7所示：一种多功能康复轮椅，包括有起升机构，外骨骼机构和椅背机构，其中：

起升机构包括左右对称的两个前车支架15，后车支架16，手柄19，手柄杆20，起升电推杆17，上支撑电推杆18，所述前车支架15内表面上有若干通孔，同时上面和下面设置有凹槽，凹槽上设有若干通孔，所述后车支架16下面设有凹槽，凹槽内设有通孔，所述起升电推杆17伸缩杆的杆端与前车支架15下方的槽孔铰接，固定端与后车支架16下方槽孔铰接，所述手柄杆20的前端与手柄19 的末端铰接，后端与前车支架15上方的槽孔相铰接，所述上支撑电推杆18的伸缩杆的杆端与手柄杆20下方的槽孔铰接，固定端与前车支架15上方的槽孔铰接，后车支架16的前端与前车支架15下方的槽孔铰接，左右对称的两个起升电推杆17构成起升机构；在后车支架16内部设有链传动装置A200，旋转电机Ⅰ 201通过锥齿轮组A201驱动链传动装置A200，从而实现驱动轮21的转动。

外骨骼机构包括左右对称的两个小腿杆3、两个大腿杆2和两个腰杆1，所述小腿杆3的上端与所述大腿杆2的下端通过膝关节轴102连接，所述大腿杆2 的上端与所述腰杆1的下端通过髋关节轴101连接，所述大腿杆2和所述小腿杆 3上设置有腿部支撑板12和腿部支撑板13，腰杆1右端设有第一齿轮11，第二齿轮9，第三齿轮8，所述第一齿轮11与腰杆1的内端面配合，所述第二齿轮9 与腰杆1的外端面配合，所述第三齿轮8与第二齿轮9通过第三连杆10啮合形成行星周转轮系，第一连杆7的一端与第一齿轮11的端面上的孔铰接；第一连杆7的另一端与大腿杆2中间孔铰接，第四连杆6的一端与第三齿轮8端面上的孔铰接，第四连杆6的另一端与第五连杆5的一端铰接，第五连杆5的另一端与髋关节轴101连接，第五连杆5中间端面上的孔与第六连杆4的一端铰接，第六连杆4的另一端与小腿杆3的中间端面上的孔铰接；小腿杆3的内侧设有脚踏板14。

椅背机构包括椅背28，左右对称的支撑杆23，刹车把手26，刹车线27，变形齿轮25，卡位杆24，所述椅背28在支撑杆23之间，所述刹车把手26与支撑板23上方把手部位相配合，所述刹车线27一端与刹车把手26相配合，一端与卡位杆24相配合，所述卡位杆24尾端与支撑杆23尾端相配合，所述变形齿轮 25与前车支架15端面上的槽孔相配合。

多功能康复轮椅，在电推杆和旋转电机的作用下，不仅可以作为普通电动轮椅使用，还可实现坐、立姿态的切换，并可进行履部康复训练。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示为简化的人体结构连杆机构，根据人身体的骨骼结构，将人体模型简化为五连杆和四连杆结构模型，为了方便，模型忽略人的头部以及手臂的作用，将人体上半身简化为一个刚性杆件，每条腿被简化为通过矢状面垂直的铰链关节相连接的两根刚性杆件，并略去了足部的影响部分，根据此设计的多功能康复轮椅可以模拟正常步态，对下肢残疾的病人提供康复训练效果。

如图3所示，为起升机构结构原理图，起升机构包括左右对称的前车支架 15、后车支架16以及起升电推杆17，起升电推杆17与前车支架15，后车支架 16铰接，在电推杆的作用下，前车支架15和后车支架16绕铰接处旋转升高，从而使轮椅整体床身升高。

如图4所示，为椅背机构的原理图，椅背机构包括椅背28，左右对称的支撑杆23，刹车把手26，刹车线27，变形齿轮25，卡位杆24，当刹车线27收缩时，卡位杆24抬起，位于前车支架15内的旋转电机Ⅱ202带动变形齿轮25旋转，当达到指定高度时松开刹车线27使椅背倾斜。

如图5所示，链传动装置A200安装在后车支架16内，链传动机构均包括主动链轮204，从动链轮206和链条207，当大腿杆2和腰杆1平行时，旋转电机Ⅰ201通过锥齿轮组A201驱动链传动装置A200，从而驱动后轮21转动。

如图6所示,起升电推杆17伸长，使得起升机构下降，在旋转电机Ⅱ202的作用下，大腿杆2绕髋关节101做旋转转动，转到平行于腰杆1位置处，小腿杆 3绕髋关节101做旋转转动，转到垂直于腰杆1的位置，脚踏板14放下，

如图2，图7所示，在旋转电机Ⅱ202作用下，小腿杆3绕膝关节102做旋转运动，大腿杆2绕髋关节101做旋转转动，脚踏板14收起，从而实现辅助使用者行走功能，具体过程为：旋转电机Ⅱ202旋转带动与其铰接的第一齿轮11和第二齿轮9转动；腰杆1，第一连杆7，大腿杆2，第一齿轮11，构成四连杆机构，使得第一连杆7实现周转运动，牵动大腿杆2绕髋关节101做旋转运动，从而实现辅助大腿移动的功能；小腿杆3，第六连杆4，第五连杆5，第四连杆6，第二齿轮9，第三齿轮8，构成五连杆机构，旋转电机Ⅱ202旋转带动第二齿轮9 旋转，第二齿轮9通过第三齿轮8实现第四连杆6运动，牵动小腿杆3绕膝关节 102转动，实现辅助小腿移动的功能，通过编程控制能够实现旋转电机Ⅱ202旋转角度的设定。

本实用新型并不限于上文描述的实施方式，以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本实用新型的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能康复轮椅，其特征在于：包括有起升机构、外骨骼机构、椅背机构；

所述起升机构包括左右对称的前车支架，后车支架，手柄，手柄杆，起升电推杆，上支撑电推杆，所述前车支架内表面上有若干通孔，同时上下表面设有凹槽，凹槽上设有若干通孔，所述后车支架下表面设有凹槽，凹槽内设有通孔，所述起升电推杆伸缩杆杆端与前车支架下方的槽孔铰接；固定端与后车支架下方槽孔铰接，所述手柄杆的前端与手柄的末端铰接，后端与前车支架上方的槽孔铰接，所述上支撑电推杆的伸缩杆的杆端与手柄杆下方的槽孔铰接，固定端与前车支架上方的槽孔铰接，后车支架的前端与前车支架下方的槽孔铰接，所述后车支架的内部通过设置相互连接的链传动机构形成链传动装置，旋转电机通过锥齿轮组驱动所述链传动装置。

2.根据权利要求1所述的一种多功能康复轮椅，其特征在于：所述外骨骼机构设置在起升机构之间，外骨骼机构包括左右对称的两个小腿杆、两个大腿杆和两个腰杆，所述小腿杆的上端与所述大腿杆的下端通过膝关节轴连接，所述大腿杆的上端与所述腰杆的下端通过髋关节轴连接，所述大腿杆和所述小腿杆上均设置有腿部支撑板，所述腰杆右端设有第一齿轮，第二齿轮，第三齿轮，所述第一齿轮与腰杆的内端面配合，所述第二齿轮与腰杆的外端面配合，所述第三齿轮与第二齿轮通过第三连杆相互啮合形成行星周转轮系，第一连杆的一端与所述第一齿轮端面上的孔铰接、第一连杆的另一端与所述大腿杆中间孔铰接，第四连杆的一端与所述第三齿轮端面上的孔铰接、第四连杆的另一端与第五连杆的一端铰接，第五连杆的另一端与髋关节轴铰接、第五连杆中间端面上的孔与第六连杆的一端铰接、第六连杆的另一端与小腿杆的中间端面上的孔铰接，所述小腿杆的内侧设有脚踏板。

3.根据权利要求1所述的一种多功能康复轮椅，其特征在于：所述椅背机构设置在起升机构之间，外骨骼机构的上方，所述椅背机构包括椅背，支撑杆，左右对称的刹车把手，刹车线，变形齿轮，卡位杆，所述椅背在支撑杆之间，所述刹车把手与支撑杆上方把手部位相配合，所述刹车线的一端与刹车把手相配合，一端与卡位杆相配合，所述卡位杆尾端与支撑杆尾端相配合，所述变形齿轮与前车支架上的端面上的孔配合。

4.根据权利要求1所述的一种多功能康复轮椅，其特征在于：所述前车支架内有固定的电机座，所述电机座内设有旋转电机Ⅲ和旋转电机Ⅱ，所述旋转电机Ⅲ通过锁销带动变位齿轮的旋转，所述旋转电机Ⅱ通过锁销带动第一齿轮和第二齿轮旋转。

5.根据权利要求1所述的一种多功能康复轮椅，其特征在于：所述前车支架的底端安装有万向轮，后车支架的底端安装有驱动轮；所述后车支架内有固定的电机槽，电机槽内设有旋转电机Ⅰ，所述旋转电机Ⅰ通过锥齿轮组驱动链传动装置，以驱动所述驱动轮转动。

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