CN219271479U - 一种移动式步行训练机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗康复训练设备技术领域，尤其是指一种移动式步行训练机器人，其包括机架、吊臂组件、设置于机架内的动态减重装置、麦克纳姆轮装置及设置于机架上的扶手组件，所述动态减重装置包括推板、第一安装座、连接于吊臂组件的第二安装座、连接于机架的第三安装座、连接于推板和第一安装座的弹性结构、连接于第二安装座和第三安装座的拉绳、驱动机构及连接于第一安装座和第二安装座的第一传感器，所述驱动机构的输出端与推板连接。动态减重装置的结构简单、紧凑；动态减重装置装设于机架内，减少了机架体积，移动式步态训练机器人的移动和通行方便；第一传感器实时监测弹性结构的拉力的数值，便于医院人员对减重力的进行观测、记录及调节。

Description

一种移动式步行训练机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗康复训练设备技术领域，尤其是指一种移动式步行训练机器人。

背景技术

近年来，由于骨髓损伤、脑外伤、脑瘫、帕金森氏病等神经性病变及下肢肌肉、关节损伤等引起的下肢运动功能障碍越来越多，极大的危害着人类健康。移动式步态训练机器人是运用电动升降及吊带提供减重力，减轻患者身体施加在下肢的重量，让使用者在安全的环境下进行步行、平衡、站立等运动能力的恢复训练。使用者所需的减重力，在治疗期和恢复期的不同的阶段是不一样的。在申请号为CN201820351430.1、申请名称为一种下肢康复机器人悬吊减重装置的专利申请中公开了包括机架，以及完全减重模块和动态减重模块。完全减重模块，主要包括悬吊直线驱动装置、第一滑轮组。动态减重模块，主要包括弹簧力调节直线驱动装置、弹簧。此专利申请中的悬吊减重装置的结构复杂，应用于移动式步态训练机器人所需的安装空间大且移动式步态训练机器人移动不便，增加了移动式步态训练机器人的生产成本；此专利申请缺少对减重力的变化进行实时检测的传感器，无法准确判断使用者所需要的减重力的大小，不利于医护人员根据实际情况对使用者的减重步态训练过程中的减重力进行调节；此专利申请中的悬吊架的高度无法与不同身高的使用者相适应，实用性和利用率差。因此，缺陷十分明显，亟需提供一种解决方案。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种移动式步行训练机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种移动式步行训练机器人，其包括机架、升降地滑动设置于机架上的吊臂组件、设置于机架内的动态减重装置、设置于机架的底端的麦克纳姆轮装置及设置于机架上的扶手组件，所述动态减重装置包括推板、第一安装座、连接于吊臂组件的第二安装座、连接于机架的第三安装座、连接于推板和第一安装座的弹性结构、连接于第二安装座和第三安装座的拉绳、设置于第三安装座上的驱动机构及连接于第一安装座和第二安装座的第一传感器，所述驱动机构依次贯穿第二安装座和第一安装座并分别与第二安装座和第一安装座滑动连接，所述驱动机构的输出端与推板连接。

进一步地，所述移动式步行训练机器人还包括集成控制模块、与集成控制模块电连接的无线通信模块及挂设与机架上的手持遥控器，所述集成控制模块分别与动态减重装置和麦克纳姆轮装置电连接，所述手持遥控器通过无线通信模块与集成控制模块通信。

进一步地，所述移动式步行训练机器人还包括设置于麦克纳姆轮装置或机架的一侧的第二传感器，所述第二传感器与集成控制模块电连接。

进一步地，所述机架的正视投影结构呈倒凵形。

进一步地，所述移动式步行训练机器人还包括调节装置，所述机架经由调节装置与第三安装座连接；所述调节装置用于调节第三安装座在机架内的高度。

进一步地，所述动态减重装置还包括与第二安装座连接的滑动块及与滑动块滑动连接的滑动轨道；所述滑动轨道装设于机架上。

进一步地，所述动态减重装置还包括连接于第一安装座和推板的阻尼器。

进一步地，所述拉绳包括一端与第二安装座固定连接的绳本体及设置于绳本体的另一端绳结，所述绳结由绳本体的另一端贯穿第三安装座后缠绕而成，所述绳本体与第三安装座滑动连接。

进一步地，所述第二安装座包括第一安装板、第二安装板及第三安装板，所述第一安装板和第二安装板分别与第三安装板连接；所述第一安装板、第二安装板和第三安装板两两垂直设置；所述第一安装板与滑动块连接，所述第三安装板分别与拉绳和第一传感器连接；所述第二安装板与吊臂组件连接。

进一步地，所述驱动机构包括驱动组件及设置于驱动组件的输出端的推动杆，所述驱动组件的壳体依次贯穿第二安装座和第一安装座并分别与第二安装座和第一安装座滑动连接，所述推动杆与推板连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过弹性结构因使用者的重心上下偏移过程所产生的拉力变化来实现动态减重。通过拉绳拉住第二安装座，不但便于第二安装座与第三安装座之间的活动连接，还能避免拉绳在减重过程中对第二安装座产生反作用力，进而保障了动态减重的稳定进行。动态减重装置的结构简单、紧凑，将动态减重装置装设于机架内，减少了机架体积，减少了移动式步态训练机器人的空间占用率，移动式步态训练机器人的移动和通行方便；通过第一传感器实时监测弹性结构的拉力的数值，便于医院人员进行观测、记录及调节驱动机构带动推动杆向上推动推板的高度，从而对弹性结构作用于第二安装座上的拉力进行调节，进而精准地调节减重力，使得减重力与使用者的不同恢复阶段和恢复状态相适应。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图一。

图2为本实用新型的立体结构示意图二。

图3为图1的A处放大图。

图4为本实用新型的动态减重装置的正视结构示意图。

图5为本实用新型的动态减重装置的立体结构示意图。

图6为本实用新型的第二安装座的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、机架；2、吊臂组件；3、动态减重装置；4、麦克纳姆轮装置；5、扶手组件；6、推板；7、第一安装座；8、第二安装座；9、第三安装座；10、弹性结构；11、驱动机构；12、第一传感器；13、拉绳；14、推动杆；15、集成控制模块；16、手持遥控器；17、调节装置；18、滑动块；19、滑动轨道；20、阻尼器；21、消能件；22、绳结；23、第一安装板；24、第二安装板；25、第三安装板；26、绳本体。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

如图1至图6所示，本实用新型提供的一种移动式步行训练机器人，其包括机架1、升降地滑动设置于机架1上的吊臂组件2、设置于机架1内的动态减重装置3、设置于机架1的底端的麦克纳姆轮装置4及设置于机架1上的扶手组件5，所述动态减重装置3包括推板6、第一安装座7、第二安装座8、连接于机架1的第三安装座9、连接于推板6和第一安装座7的弹性结构10、连接于第二安装座8和第三安装座9的拉绳13、设置于第三安装座9上的驱动机构11及连接于第一安装座7和第二安装座8的第一传感器12，所述驱动机构11依次贯穿第二安装座8和第一安装座7并分别与第二安装座8和第一安装座7滑动连接，所述驱动机构11的输出端与推板6连接；所述吊臂组件2突伸至机架1内并与第二安装座8连接。

具体地，所述第一传感器12位于弹性结构10的下方，所述第一传感器12可采用现有的拉力传感器，其结构和功能与现有的拉力传感器相同或相似，在此不再赘述；所述推板6、第一安装座7、第二安装座8和第三安装座9从上至下依次设置；所述弹性结构10可采用弹簧；所述驱动机构11包括驱动组件及设置于驱动组件的输出端的推动杆14，所述推动杆14升降地设置于驱动组件或/和机架1内，所述驱动组件的壳体的一端设置于第三安装座9上，所述驱动组件的壳体的另一端依次贯穿第二安装座8和第一安装座7并分别与第二安装座8和第一安装座7滑动连接，所述推动杆14与推板6连接。所述驱动机构11可采用电动推杆，其结构与功能与现有的电动推杆类似，在此不再赘述。

当使用者需要进行减重步态训练时，驱动机构11启动，通过驱动机构11带动推动杆14及推板6向上运动，推板6通过弹性结构10拉动第一安装座7、第一传感器12、第二安装座8、吊臂组件2及拉绳13的一端向上运动，直至第二安装座8与第三安装座9之间的拉绳13被拉直或张紧，此时第二安装座8受到拉绳13的拉力及限制无法继续向上运动，推动杆14继续带动推板6向上运动，弹性结构10被拉伸并储存弹性势能，第一传感器12用于感应弹性结构10向上拉动第二安装座8的拉力大小，直至第一传感器12感应到弹性结构10向上拉动第二安装座8的拉力达到预定数值后，驱动机构11停止运动。然后使用者再使用调节好后的移动式步态训练机器人进行康复训练，吊臂组件2与第二安装座8在弹性结构10的拉力的作用下能对使用者的下肢进行悬吊或支撑，以产生减重力，麦克纳姆轮装置4能带动机架1进行前后、左右、横向、原地调头及360度转动等操作，进而带动使用者进行全方向的减重步行训练，便于使用者康复训练的进行。由于使用者在行走或迈步的过程中，其重心会上下变化，当迈步过程中使用者的重心向下降低时，使用者重心下降并带动吊臂组件2、第二安装座8、第一传感器12和第一安装座7向下运动，第一安装座7和第二安装座8相对于驱动机构11的壳体向下滑动，弹性结构10被进一步拉伸并积蓄弹性势能；由于第二安装座8向下运动，位于第二安装座8与第三安装座9之间的拉绳13不再张紧并处于松弛状态，拉绳13不再对第二安装座8提供拉力，拉绳13也不会提供阻止第二安装座8向下运动的反向作用力，不会对第二安装座8的下降造成影响；吊臂组件2的高度随着使用者的重心的下降而下降，在重心向下偏移过程中，通过弹性结构10新增的拉力来补偿使用者对吊臂组件2所产生或增加的向下的动态拉力，从而实现对使用者的动态减重。另外，当使用者的重心向上升高至复位的过程中，使用者的重心向上升高并减少对吊臂组件2的向下动态拉力，弹性结构10释放部分弹性势能并带动第二安装座8和吊臂组件2向上复位，在重心向上偏移过程中，通过弹性结构10所释放的弹性势能来抵消或平衡使用者对吊臂组件2所减少的动态拉力，直至拉绳13被张紧，从而实现对使用者的动态减重。本实用新型通过弹性结构10因使用者的重心上下偏移过程所产生的拉力变化来实现动态减重。通过拉绳13拉住第二安装座8，不但便于第二安装座8与第三安装座9之间的活动连接，还能避免拉绳13在减重过程中对第二安装座8产生反作用力，进而保障了动态减重的稳定进行。动态减重装置3的结构简单、紧凑，将动态减重装置3装设于机架1内，减少了机架1体积，减少了移动式步态训练机器人的空间占用率，移动式步态训练机器人的移动和通行方便；通过第一传感器12实时监测弹性结构10的拉力的数值，便于医院人员进行观测、记录及调节驱动机构11带动推动杆14向上推动推板6的高度，从而对弹性结构10作用于第二安装座8上的拉力进行调节，进而精准地调节减重力，使得减重力与使用者的不同恢复阶段和恢复状态相适应。

优选地，麦克纳姆轮装置4的万向轮可采用现有的麦克纳姆轮结构，其结构与功能与现有的麦克纳姆轮结构相同后相似，在此不再赘述。

如图1和2所示，进一步地，所述移动式步行训练机器人还包括集成控制模块15、与集成控制模块15电连接的无线通信模块(图中未示出)及挂设与机架1上的手持遥控器16，所述集成控制模块15分别与动态减重装置3和麦克纳姆轮装置4电连接，所述手持遥控器16通过无线通信模块与集成控制模块15通信。所述集成控制模块15可设置于扶手组件5上。

具体地，所述移动式步行训练机器人还包括设置于麦克纳姆轮装置4或机架1的前侧的第二传感器(图中未示出)，所述第二传感器用于感应前方障碍物与机架1或麦克纳姆轮装置4之间的间距；所述第二传感器可采用超声波传感器，所述第二传感器与集成控制模块15电连接。在实际使用过程中，医护人员可将手持遥控器16从机架1上取下来并进行操控，手持遥控器16通过无线通信模块将医护人员输入的信号传递至集成控制模块15，集成控制模块15根据收到的信号控制麦克纳姆轮装置4或/和动态减重装置3进行运作。使用者在减重步行训练的过程中，还可直接操控集成控制模块15，集成控制模块15(可采用现有计算机及主控板等执行模块)接收到数据或信息后，直接控制麦克纳姆轮装置4或/和动态减重装置3进行运作。另外，当第二传感器感应到前方有障碍后，将感应到的信号传递至集成控制模块15，集成控制模块15能控制麦克纳姆轮装置4减速或停止，从而提高减重步态训练过程中的安全性。

进一步地，所述机架1的正视投影结构呈倒凵形。

在实际使用过程中，所述吊臂组件2可通过绳索与使用者的下肢连接；所述吊臂组件2和动态减重装置3的数量均可设置为两个，一吊臂组件2和动态减重装置3分别装设于机架1的一侧，以对使用者的一侧的下肢进行减重；另一以吊臂组件2和动态减重装置3分别装设于机架1的另一侧，以对使用者的另一侧的下肢进行减重。两个吊臂组件2和动态减重装置3能分别对使用者的两个下肢进行减重，医护人员可将两个动态减重装置3的驱动机构11带动推动杆14向上的推力设置为不同数值，以分别适应使用者的两个下肢不同的状况。机架1设置为倒凵形，不但便于两个吊臂组件2和动态减重装置3的安装，还能提高机架1在对使用者进行减重过程中的稳定性，防止摇晃或晃动。

进一步地，所述移动式步行训练机器人还包括调节装置17，所述机架1经由调节装置17与第三安装座9连接；所述调节装置17用于调节第三安装座9在机架1内的高度。

在实际使用过程中，所述调节装置17可采用气缸、电机或电动推杆。通过调节装置17带动第三安装座9在机架1内上升或升高，以便于吊臂组件2相对于机架1滑动，以便于吊臂组件2的高度与不同使用者的身高相适应，从而提高了本实用新型的实用性和利用率。

进一步地，所述动态减重装置3还包括与第二安装座8连接的滑动块18及与滑动块18滑动连接的滑动轨道19；所述滑动轨道19装设于机架1的内侧壁上。

在实际使用过程中，第二安装座8在相对于第三安装座9上升或下降的过程中，第二安装座8会带动滑动块18相对于滑动轨道19滑动。增设滑动块18和滑动轨道19，提高第二安装座8和吊臂组件2在升降过程中的稳定性和精准度。

进一步地，所述动态减重装置3还包括连接于第一安装座7和推板6的阻尼器20。

具体地，所述动态减重装置3还包括设置于阻尼器20的底端的消能件21，所述阻尼器20通过消能件21与第一安装座7连接；阻尼器20可采用现有的油压阻尼器20。所述消能件21可采用金属骨架制成。在动态减重过程中，通过弹性结构10或推板6带动第一安装座7或推板6产生相对运动，以使得第一安装座7与推板6之间的间距发生变化，阻尼器20通过油压缸内部的粘滞性流体在活塞杆往覆推挤下会对活塞产生阻抗力进而吸收震动能量，达到减震效果，较佳适用于震动幅度小的状况，从而减少动态减重装置3在使用过程中所产生的震动；消能件21则通过本身的形变抵消震动能量，达到减震效果，较佳适用于震动幅度大的状况，进一步减少了动态减重装置3在使用过程中所产生的震动。通过阻尼器20与消能件21配合，提高了本实用新型的减震效果，避免使用者在减重步态训练时感觉到下肢时重时轻的感觉，提高了使用者在减重步态训练时的舒适度。

进一步地，所述拉绳13包括一端与第二安装座8固定连接的绳本体26及设置于绳本体26的另一端绳结22，所述绳结22由绳本体26的另一端贯穿第三安装座9后缠绕而成，所述绳本体26与第三安装座9滑动连接。

具体地，所述绳本体26可采用登山绳制成，登山绳牢固、耐磨损、抗拉力大。通过控制绳结22设置在绳本体26上的位置，来调节位于第一安装座7和第二安装座8之间的绳本体26的长度，优选地，位于第一安装座7和第二安装座8之间的绳本体26的长度为50MM，当上升到50MM之后，绳本体26能拉住第二安装座8、吊臂和滑动块18。拉绳13的结构简单，与第二安装座8和第三安装座9的连接和调节方便。

进一步地，所述第二安装座8包括第一安装板23、第二安装板24及第三安装板25，所述第一安装板23和第二安装板24分别与第三安装板25连接；所述第一安装板23、第二安装板24和第三安装板25两两垂直设置；所述第一安装板23与滑动块18连接，所述第三安装板25分别与拉绳13和第一传感器12连接；所述第二安装板24与吊臂组件2连接。

具体地，所述第三安装座9和驱动机构11容置于第一安装板23、第二安装板24和第三安装板25所围设成的容置腔内，使得本实用新型的结构更为紧凑。在实际使用过程中，将第一安装板23、第二安装板24和第三安装板25相互垂直，便于第一安装板23与滑动块18连接、第三安装板25与拉绳13连接及便于第二安装板24与吊臂组件2连接。

本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行自由组合。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动式步行训练机器人，其特征在于：包括机架(1)、升降地滑动设置于机架(1)上的吊臂组件(2)、设置于机架(1)内的动态减重装置(3)、设置于机架(1)的底端的麦克纳姆轮装置(4)及设置于机架(1)上的扶手组件(5)，所述动态减重装置(3)包括推板(6)、第一安装座(7)、连接于吊臂组件(2)的第二安装座(8)、连接于机架(1)的第三安装座(9)、连接于推板(6)和第一安装座(7)的弹性结构(10)、连接于第二安装座(8)和第三安装座(9)的拉绳(13)、设置于第三安装座(9)上的驱动机构(11)及连接于第一安装座(7)和第二安装座(8)的第一传感器(12)，所述驱动机构(11)依次贯穿第二安装座(8)和第一安装座(7)并分别与第二安装座(8)和第一安装座(7)滑动连接，所述驱动机构(11)的输出端与推板(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述移动式步行训练机器人还包括集成控制模块(15)、与集成控制模块(15)电连接的无线通信模块及挂设与机架(1)上的手持遥控器(16)，所述集成控制模块(15)分别与动态减重装置(3)和麦克纳姆轮装置(4)电连接，所述手持遥控器(16)通过无线通信模块与集成控制模块(15)通信。

3.根据权利要求2所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述移动式步行训练机器人还包括设置于麦克纳姆轮装置(4)或机架(1)的一侧的第二传感器，所述第二传感器与集成控制模块(15)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述机架(1)的正视投影结构呈倒凵形。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述移动式步行训练机器人还包括调节装置(17)，所述机架(1)经由调节装置(17)与第三安装座(9)连接；所述调节装置(17)用于调节第三安装座(9)在机架(1)内的高度。

6.根据权利要求1所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述动态减重装置(3)还包括与第二安装座(8)连接的滑动块(18)及与滑动块(18)滑动连接的滑动轨道(19)；所述滑动轨道(19)装设于机架(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述动态减重装置(3)还包括连接于第一安装座(7)和推板(6)的阻尼器(20)。

8.根据权利要求1所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述拉绳(13)包括一端与第二安装座(8)固定连接的绳本体(26)及设置于绳本体(26)的另一端绳结(22)，所述绳结(22)由绳本体(26)的另一端贯穿第三安装座(9)后缠绕而成，所述绳本体(26)与第三安装座(9)滑动连接。

9.根据权利要求6所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述第二安装座(8)包括第一安装板(23)、第二安装板(24)及第三安装板(25)，所述第一安装板(23)和第二安装板(24)分别与第三安装板(25)连接；所述第一安装板(23)、第二安装板(24)和第三安装板(25)两两垂直设置；所述第一安装板(23)与滑动块(18)连接，所述第三安装板(25)分别与拉绳(13)和第一传感器(12)连接；所述第二安装板(24)与吊臂组件(2)连接。

10.根据权利要求1所述的一种移动式步行训练机器人，其特征在于：所述驱动机构(11)包括驱动组件及设置于驱动组件的输出端的推动杆(14)，所述驱动组件的壳体依次贯穿第二安装座(8)和第一安装座(7)并分别与第二安装座(8)和第一安装座(7)滑动连接，所述推动杆(14)与推板(6)连接。

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