本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于康復(fù)訓(xùn)練的全身協(xié)調(diào)多功能扶持機器人及其操作方法。

背景技術(shù)：

我國老齡化問題日益嚴重，而中風(fēng)偏癱又是老年人中的高發(fā)病，因此針對老年人偏癱后的康復(fù)治療顯得尤為重要。偏癱患者步態(tài)正常是康復(fù)的標志，因此步態(tài)訓(xùn)練在康復(fù)訓(xùn)練中的地位尤為顯著。

對于偏癱患者的傳統(tǒng)康復(fù)手段需理療師手扶患者髖部進行步態(tài)訓(xùn)練，消耗了大量的時間與體力，并且無法保證充足的訓(xùn)練時間和足夠的訓(xùn)練強度。現(xiàn)有的步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)設(shè)備所能訓(xùn)練的自由度少，不能對患者在行走過程中的步態(tài)進行很好的協(xié)調(diào)訓(xùn)練，只注重局部的康復(fù)訓(xùn)練導(dǎo)致了患者恢復(fù)不全面等問題，所以，本發(fā)明對患者全身進行了生理分析，結(jié)合患者運動步態(tài)進行設(shè)備的設(shè)計，從而達到康復(fù)訓(xùn)練的最佳效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的傳統(tǒng)步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練工作量大、效率低下和普通康復(fù)設(shè)備訓(xùn)練不全面、訓(xùn)練模式單一等問題，本發(fā)明通過分析髖部和肩部生理結(jié)構(gòu)，提供一種用于康復(fù)訓(xùn)練的全身協(xié)調(diào)多功能扶持機器人及其操作方法，為患者訓(xùn)練提供一個高效的訓(xùn)練平臺。

其技術(shù)方案為：

一種用于康復(fù)訓(xùn)練的全身協(xié)調(diào)多功能扶持機器人，包括支撐機構(gòu)、訓(xùn)練機構(gòu)、配重部分和步行機構(gòu)。訓(xùn)練裝置包括肩運動部分25和髖運動部分37。肩運動部分25包括肩上下運動部分、肩左右運動平臺、肩平行四桿式運動平臺。髖運動部分37包括髖上下運動平臺、髖左右運動平臺、髖后移運動平臺、髖提胯運動平臺、髖平行四桿式運動。支撐機構(gòu)有支撐桿38；配重部分包括配重塊39和鋼絲繩23；肩上下運動平臺包括第六電機12、第六齒輪組13、第六電機固定塊14；肩左右運動平臺包括第七齒輪組15、第七電機固定塊16、第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17、第七電機18；肩平行四桿式運動平臺包括第八電機19、第八電機固定塊20、第八齒輪組21、第八絲杠滑塊結(jié)構(gòu)22、肩第一輸出桿24、肩第二輸出桿26。髖上下運動平臺包括第一電機1、第一電機固定塊2、第一齒輪組3；髖左右運動平臺包括第二電機4第二絲杠組5第二齒輪組6第二電機固定塊7；髖后移運動平臺包括第三電機8、第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9、第三齒輪組10、第三電機固定塊11；髖提胯運動平臺包括第四輸出桿27、第四齒輪組28、第四電機29、第四電機固定塊30；髖平行四桿式運動平臺包括第五齒輪組31、第五電機固定塊32、第五電機33、髖第一輸出桿34、第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35、髖第二輸出桿36。

進一步，履帶式步行機41固定在底座40上；運動部分通過支撐桿38與底座40相連；配重機構(gòu)通過配重塊39與底座40相連，通過鋼絲繩23與運動平臺相連。

進一步，第六電機12固定在第六電機固定塊14上，通過第第六齒輪組13帶動肩運動部分25上下運動。

第七電機18固定在第七電機固定塊16上，通過第七齒輪組15帶動第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17左右運動，第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17固定在第六電機固定塊14，從而使得左右運動平臺左右運動。

第八電機19固定在第八電機固定塊20上，通過第八齒輪組21帶動第八絲杠滑塊結(jié)構(gòu)22和肩第一輸出桿24、肩第二輸出桿26運動，形成平行四桿機構(gòu)。

髖運動部分的第一電機1固定在第一電機固定塊2上，通過第一齒輪組3帶動髖運動部分37上下運動。

第四電機29固定在第四電機固定塊30上，通過第四齒輪組28帶動第四輸出桿27提胯運動，第四輸出桿27與髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36相連，從而使得髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36做提胯運動。

第三電機8固定在第三電機固定塊11上，通過第三齒輪組10帶動第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9前后運動，第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9固定在髖運動部分37上，從而使得前后運動平臺前后運動。

第二電機4固定在第二電機固定塊7上，通過第二齒輪組6直接帶動第二絲杠組5移動，第二絲杠組5固定在髖運動部分37上，從而使髖左右運動平臺左右運動。

第五電機33固定在第五電機固定塊32上，通過第五齒輪組31帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35運動，帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35帶動髖第一輸出桿34前后和髖第二輸出桿36運動，從而形成平行四桿機構(gòu)。

進一步，配重機構(gòu)通過鋼絲繩23與運動平臺相連，并通過配重塊39提供拉力，作用于整個運動平臺，有效的達到了免重的效果。

進一步，該裝置可實現(xiàn)在步態(tài)訓(xùn)練過程中對人體髖部三個直線自由度、兩個回轉(zhuǎn)自由度和肩部兩個直線度、一個回轉(zhuǎn)度的的康復(fù)訓(xùn)練，高度模擬髖部和肩部在步態(tài)訓(xùn)練中的生理運動，有效增強康復(fù)訓(xùn)練效果。

一種用于康復(fù)訓(xùn)練的全身協(xié)調(diào)多功能扶持機器人的操作方法，包括以下步驟：

配合履帶式步行機41，電機工作在力矩模式下：第六電機12固定在第六電機固定塊14上，通過第第六齒輪組13帶動肩運動部分25上下運動。第七電機18固定在第七電機固定塊16上，通過第七齒輪組15帶動第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17左右運動。第八電機19固定在第八電機固定塊20上，通過第八齒輪組21帶動第八絲杠滑塊結(jié)構(gòu)22和肩第一輸出桿24、肩第二輸出桿26運動，形成平行四桿機構(gòu)。第一電機1固定在第一電機固定塊2上，通過第一齒輪組3帶動髖運動部分37上下運動。第四電機29固定在第四電機固定塊30上，通過第四齒輪組28帶動第四輸出桿27提胯運動，第四輸出桿27與髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36相連，從而使得髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36做提胯運動。第三電機8固定在第三電機固定塊11上，通過第三齒輪組10帶動第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9前后運動，第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9固定在髖運動部分37上，從而使得前后運動平臺前后運動。第二電機4固定在第二電機固定塊7上，通過第二齒輪組6直接帶動第二絲杠組5移動，第二絲杠組5固定在髖運動部分37上，從而使髖左右運動平臺左右運動。第五電機33固定在第五電機固定塊32上，通過第五齒輪組31帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35運動，帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35帶動髖第一輸出桿34前后和髖第二輸出桿36運動，從而形成平行四桿機構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

其一，擁有五個直線自由度和三個回轉(zhuǎn)自由度的康復(fù)訓(xùn)練，高度模擬髖部在步態(tài)訓(xùn)練中的生理運動；其二，對稱式免重機構(gòu)，以減輕患者步態(tài)訓(xùn)練時的負擔(dān)；其三，裝置的旋轉(zhuǎn)中心和人體髖關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心重合，可以高度模擬人體步態(tài)訓(xùn)練的康復(fù)訓(xùn)練過程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種用于康復(fù)訓(xùn)練的全身協(xié)調(diào)多功能扶持機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、第一電機；2、第一電機固定塊；3、第一齒輪組；4、第二電機；5、第二絲杠組；6、第二齒輪組；7、第二電機固定塊；8、第三電機；9、第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)；10、第三齒輪組；11、第三電機固定塊；12、第六電機；13、第六齒輪組；14、第六電機固定塊；15、第七齒輪組；16、第七電機固定塊；17、第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)；18、第七電機；19、第八電機；20、第八電機固定塊；21、第八齒輪組；22、第八絲杠滑塊結(jié)構(gòu)；23、鋼絲繩；24、肩第一輸出桿；25、肩運動部分；26、肩第二輸出桿；27、第四輸出桿；28、第四齒輪組；29、第四電機；30、第四電機固定塊；31、第五齒輪組；32、第五電機固定塊；33、第五電機；34、髖第一輸出桿；35、第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)；36、髖第二輸出桿；37、髖運動部分；38、支撐桿；39、配重塊；40、底座；41、履帶式步行機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細地說明。

參照圖1，一種用于康復(fù)訓(xùn)練的全身協(xié)調(diào)多功能扶持機器人，包括底座40、履帶式步行機41、配重機構(gòu)、支撐部分38、肩運動部分25、髖運動部分37。

肩運動部分包括第六電機12、第六齒輪組13、第六電機固定塊14；肩左右運動平臺包括第七齒輪組15、第七電機固定塊16、第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17、第七電機18；肩平行四桿式運動平臺包括第八電機19、第八電機固定塊20、第八齒輪組21、第八絲杠滑塊結(jié)構(gòu)22、肩第一輸出桿24、肩第二輸出桿26。

髖運動部分包括第一電機1、第一電機固定塊2、第一齒輪組3；髖左右運動平臺包括第二電機4第二絲杠組5第二齒輪組6第二電機固定塊7；髖后移運動平臺包括第三電機8、第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9、第三齒輪組10、第三電機固定塊11；髖提胯運動平臺包括第四輸出桿27、第四齒輪組28、第四電機29、第四電機固定塊30；髖平行四桿式運動平臺包括第五齒輪組31、第五電機固定塊32、第五電機33、髖第一輸出桿34、第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35、髖第二輸出桿36。

作為進一步改進，履帶式步行機41固定在底座40上；運動部分通過支撐桿38與底座40相連；配重機構(gòu)通過配重塊39與底座40相連，通過鋼絲繩23與運動平臺相連。

作為進一步改進，第六電機12固定在第六電機固定塊14上，通過第第六齒輪組13帶動肩運動部分25上下運動。

作為進一步改進，第七電機18固定在第七電機固定塊16上，通過第七齒輪組15帶動第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17左右運動，第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17固定在第六電機固定塊14，從而使得左右運動平臺左右運動。

作為進一步改進，第八電機19固定在第八電機固定塊20上，通過第八齒輪組21帶動第八絲杠滑塊結(jié)構(gòu)22和肩第一輸出桿24、肩第二輸出桿26運動，形成平行四桿機構(gòu)。

作為進一步改進，髖運動部分的第一電機1固定在第一電機固定塊2上，通過第一齒輪組3帶動髖運動部分37上下運動。

作為進一步改進，第四電機29固定在第四電機固定塊30上，通過第四齒輪組28帶動第四輸出桿27提胯運動，第四輸出桿27與髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36相連，從而使得髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36做提胯運動。

作為進一步改進，第三電機8固定在第三電機固定塊11上，通過第三齒輪組10帶動第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9前后運動，第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9固定在髖運動部分37上，從而使得前后運動平臺前后運動。

作為進一步改進，第二電機4固定在第二電機固定塊7上，通過第二齒輪組6直接帶動第二絲杠組5移動，第二絲杠組5固定在髖運動部分37上，從而使髖左右運動平臺左右運動。

作為進一步改進，第五電機33固定在第五電機固定塊32上，通過第五齒輪組31帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35運動，帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35帶動髖第一輸出桿34前后和髖第二輸出桿36運動，從而形成平行四桿機構(gòu)。

作為進一步改進，配重機構(gòu)通過鋼絲繩23與運動平臺相連，并通過配重塊39提供拉力，作用于整個運動平臺，有效的達到了免重的效果。

作為進一步改進，該裝置可實現(xiàn)在步態(tài)訓(xùn)練過程中對人體髖部三個直線自由度、兩個回轉(zhuǎn)自由度和肩部兩個直線自由度、一個回轉(zhuǎn)自由度的康復(fù)訓(xùn)練，高度模擬髖部和肩部在步態(tài)訓(xùn)練中的生理運動，有效增強康復(fù)訓(xùn)練效果。

使用本發(fā)明時，被訓(xùn)者首先用綁帶固定髖部，連接到肩第一輸出桿24、肩第二輸出桿26上和髖第一輸出桿34、髖第二輸出桿36。

實施被訓(xùn)者步態(tài)訓(xùn)練時，配合履帶式步行機41，電機工作在力矩模式下：第六電機12固定在第六電機固定塊14上，通過第第六齒輪組13帶動肩運動部分25上下運動。第七電機18固定在第七電機固定塊16上，通過第七齒輪組15帶動第七絲杠滑塊結(jié)構(gòu)17左右運動。第八電機19固定在第八電機固定塊20上，通過第八齒輪組21帶動第八絲杠滑塊結(jié)構(gòu)22和肩第一輸出桿24、肩第二輸出桿26運動，形成平行四桿機構(gòu)。第一電機1固定在第一電機固定塊2上，通過第一齒輪組3帶動髖運動部分37上下運動。第四電機29固定在第四電機固定塊30上，通過第四齒輪組28帶動第四輸出桿27提胯運動，第四輸出桿27與髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36相連，從而使得髖第一輸出桿34和髖第二輸出桿36做提胯運動。第三電機8固定在第三電機固定塊11上，通過第三齒輪組10帶動第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9前后運動，第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9固定在髖運動部分37上，從而使得前后運動平臺前后運動。第二電機4固定在第二電機固定塊7上，通過第二齒輪組6直接帶動第二絲杠組5移動，第二絲杠組5固定在髖運動部分37上，從而使髖左右運動平臺左右運動。第五電機33固定在第五電機固定塊32上，通過第五齒輪組31帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35運動，帶動第五絲杠滑塊結(jié)構(gòu)35帶動髖第一輸出桿34前后和髖第二輸出桿36運動，從而形成平行四桿機構(gòu)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。