繩索牽引下肢步態康復機器人的製作方法
2023-04-29 16:58:41 2
專利名稱：繩索牽引下肢步態康復機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種康復訓練機器人，特別是下肢具有運動障礙的受訓練者進行步態康復訓練的機器人。
背景技術：
醫學理論和實踐已經證明，腦癱後遺症或意外事故造成的肢體損傷患者需要進行 肢體訓練，以便恢復肢體功能，防止肌肉「廢用性」萎縮和關節僵硬。為克服專業醫護人員 的不足以及提高康復訓練效果，出現了各種各樣的康復訓練器械，一般是主動康復訓練器 械附著受訓練者肢體上，通過運動期望軌跡帶動肢體運動，以達到康復訓練作用。設計一種 繩索牽引剛柔混合下肢康復訓練機器人，用以對受訓練者進行步態康復訓練，該機器人在 滿足下肢步態運動需要的同時不僅方便驅動單元的布置，而且增強了系統動態性能和系統 柔順性，能夠更好地滿足康復訓練的需要。目前，國內外相關文獻主要有哈爾濱工程大學學報期刊發表的哈爾濱工程大學機電工程學院的文章「下肢康復 訓練機器人步態規劃及運動學仿真」中提到一種下肢步態訓練機器人，該機器人是通過曲 柄滑塊機構實現的步態運動規律。專利號為200620140778. 3的專利名稱為「輪椅式截癱患 者行走訓練機器人」的發明專利和專利號為200610155047. 0的專利名稱為「一種輪椅式截 癱患者行走訓練機器人」的發明專利闡述了，通過電動缸驅動二連杆機構實現對下肢步態 訓練；專利號為02251613. 1的專利名稱為「下肢康復訓練機器人」的實用新型闡述了，通過 一套人體站立重力平衡系統和步態與姿態協調機構的有序動作使患者在站立情況下模擬 正常人的步態規律，進行肌肉鍛鍊和行走功能訓練。上述相關文獻所介紹的下肢康復訓練 裝置均未採用繩索牽弓I結構形式。
發明內容
本發明的目的在於提供用於對下肢損傷患者的肌肉和關節功能進行康復訓練的 繩索牽引下肢步態康復機器人。本發明的目的是這樣實現的本發明繩索牽引下肢步態康復機器人，包括框架和 跑步機，其特徵是還包括連杆系統、繩索牽引系統和角度傳感器，跑步機安裝在框架裡，連 杆系統和繩索牽引系統安裝在框架上，角度傳感器安裝在連杆系統上。本發明繩索牽引下肢步態康復機器人還可以包括1、所述的連杆系統包括第一連杆、第二連杆、滑軌、彈簧和帶扣，滑軌的兩側通過 彈簧連接在框架上，第一連杆分別與第二連杆和滑軌相連，帶扣安裝在第一連杆和第二連 杆上。2、所述的繩索牽引系統包括繩索、過輪、力傳感器、直流電機和絞盤，絞盤和過輪 均有兩個、且分別固定在框架的兩側，繩索包括三根、且三根繩索的一端均連接第二連杆， 第一繩索通過第一過輪連接到第一絞盤上，第二繩索分別通過第二過輪和力傳感器連接到第二絞盤上，第三繩索連接到安裝在框架上的直流電機驅動的絞盤上。3、所述的連杆系統和繩索牽弓I系統均有兩個。4、所述的三根繩索處於同一平面。本發明的優勢在於本發明可用於心腦血管疾病致癱和因意外事故等造成的下肢 體損傷患者做步態康復訓練，也可用於健康老人的體育鍛鍊，且結構簡單，成本低。
圖1為本發明進行康復訓練時的主視圖；圖2為本發明的主視圖；圖3為本發明連杆部分的主視圖；圖4為本發明A-A視圖；圖5為本發明B-B視圖；圖6為本發明C-C視圖；圖7為本發明圖3的右視圖；圖8為本發明圖3的左視圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述實施方式1 結合圖1-8，本發明繩索牽引下肢步態康復機器人由支撐系統框架1、兩套兩連杆 系統和兩套三根繩索牽引系統組成。支撐系統框架1由型材搭建而成，可根據需要任意移 動。兩連杆系統由兩連杆7、滑軌8、滑軌18、彈簧10、彈簧19、軸承9、軸承12和帶扣6組 成，可以通過蝶形螺母13調節長度的兩連杆7首先通過軸承12相連接，並安裝有角度傳感 器21，該運動用於適合膝關節的轉動；兩連杆7再通過軸承9連接到固定在框架1的滑軌8 上，並安裝有角度傳感器21，且該滑軌8在移動方向的兩側再由兩個具有預緊力的彈簧10 連接到框架1上，軸承9轉動用於適合髖關節的轉動，滑軌18的被動移動用於適合腰部的 轉動和移動；由兩套滑軌18分別固定在兩連杆7上，與訓練者相連的帶扣6通過軸承20連 接到滑軌18上，且滑軌18在移動方向的兩側也由兩個具有預緊力的彈簧19連接到連杆7 上，軸承20運動用於適合步態中帶扣6和連杆7之間的相位變化，滑軌18的被動移動用於 適合步態中帶扣6和連杆7之間的位置變化，目的均為避免強迫約束。兩連杆7的另一端 由共點的三根繩索4牽引，且三根繩索4處於同一平面，用於系統運動的驅動，其中一根繩 索通過固定在框架1上端的過輪5連到絞盤2上，一根繩索通過固定在框架1上端的過輪5 再經過固定在框架1上的力傳感器14後連到絞盤2上，力傳感器14用於測量繩索的拉力， 這兩個絞盤2都由固定在框架1下端的帶有光電編碼器的直流電動機3驅動；另一根繩索 垂直向下與帶有光電編碼器的直流電機驅動的絞盤連接，該直流電機固定在由絲槓螺母16 機構驅動的滑軌15上，絲槓 由固定在框架1下端的帶有光電編碼器的直流電動機17驅動， 其中滑軌15的運動與繩索連接點的運動同步。這種繩索牽引形式是為了保證工作空間和 驅動特性滿足康復訓練要求。工作初，受訓練者站立在跑步機上11，將兩套兩連杆7通過帶扣6連接到左右下肢的大腿和小腿上。工作時由繩索4牽引帶到兩連杆7做規劃運動，實 現步態康復訓練。
權利要求
繩索牽引下肢步態康復機器人，包括框架和跑步機，其特徵是還包括連杆系統、繩索牽引系統和角度傳感器，跑步機安裝在框架裡，連杆系統和繩索牽引系統安裝在框架上，角度傳感器安裝在連杆系統上。
2.根據權利要求1所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的連杆系統 包括第一連杆、第二連杆、滑軌、彈簧和帶扣，滑軌的兩側通過彈簧連接在框架上，第一連杆 分別與第二連杆和滑軌相連，帶扣安裝在第一連杆和第二連杆上。
3.根據權利要求1或2所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的繩索 牽引系統包括繩索、過輪、力傳感器、直流電機和絞盤，絞盤和過輪均有兩個、且分別固定在 框架的兩側，繩索包括三根、且三根繩索的一端均連接第二連杆，第一繩索通過第一過輪連 接到第一絞盤上，第二繩索分別通過第二過輪和力傳感器連接到第二絞盤上，第三繩索連 接到安裝在框架上的直流電機驅動的絞盤上。
4.根據權利要求1或2所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的連杆 系統和繩索牽引系統均有兩個。
5.根據權利要求3所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的連杆系統 和繩索牽引系統均有兩個。
6.根據權利要求1或2所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的三根 繩索處於同一平面。
7.根據權利要求3所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的三根繩索 處於同一平面。
8.根據權利要求4所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的三根繩索 處於同一平面。
9.根據權利要求5所述的繩索牽引下肢步態康復機器人，其特徵是所述的三根繩索 處於同一平面。
全文摘要
本發明的目的在於提供繩索牽引下肢步態康復機器人。包括框架和跑步機，其特徵是還包括連杆系統、繩索牽引系統和角度傳感器，跑步機安裝在框架裡，連杆系統和繩索牽引系統安裝在框架上，角度傳感器安裝在連杆系統上。本發明可用於心腦血管疾病致癱和因意外事故等造成的下肢體損傷患者做步態康復訓練，也可用於健康老人的體育鍛鍊，且結構簡單，成本低。
文檔編號A61H1/02GK101862255SQ20101020350
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月21日 優先權日2010年6月21日
發明者張立勳, 楊勇, 王克義, 王嵐 申請人:哈爾濱工程大學