多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人，屬于康復(fù)醫(yī)療器械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人是一種新型的醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練器，是機(jī)器人技術(shù)和康復(fù)醫(yī)學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，幫助肢體有功能性障礙的患者完成肢體主被動(dòng)協(xié)調(diào)訓(xùn)練，達(dá)到肢體康復(fù)的目的。但目前康復(fù)機(jī)器人主要分為單自由度、外骨骼式、懸吊式和坐臥式等幾類，目前這幾類存在操作復(fù)雜、安全性差、患者在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)身體不平衡現(xiàn)象或不穩(wěn)定擺動(dòng)、患者在康復(fù)訓(xùn)練中過(guò)于被動(dòng)，不利于發(fā)揮主觀能動(dòng)性，康復(fù)訓(xùn)練范圍較小、訓(xùn)練軌跡單一等問(wèn)題。而隨著我國(guó)老年人口的增長(zhǎng)，以及各種因意外傷害導(dǎo)致肢體殘疾的患者增多，開發(fā)一款適應(yīng)人群廣，能面向家庭，滿足患者個(gè)性化康復(fù)訓(xùn)練需求，是當(dāng)下康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人研究的關(guān)鍵。
[0003]近些年康復(fù)醫(yī)學(xué)理論的飛速發(fā)展，各種有關(guān)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的康復(fù)理論如雨后春筍般出現(xiàn)，在這些理論的帶動(dòng)下。肢體訓(xùn)練機(jī)器人漸漸地成為了醫(yī)學(xué)康復(fù)研究中一個(gè)研究熱點(diǎn)，如:
[0004](1)穿戴式康復(fù)機(jī)器人近些年發(fā)展迅速，很多機(jī)構(gòu)和大學(xué)對(duì)此都進(jìn)行過(guò)深入研究，并且有些已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際的商業(yè)運(yùn)用，然而穿戴式康復(fù)機(jī)器人操作流程較為復(fù)雜。需要專業(yè)的人員在旁陪護(hù)，并行進(jìn)行操作指導(dǎo)，耗費(fèi)了大量的人力。除此之外，穿戴機(jī)器人的價(jià)格都不菲，需要操作人有較高的專業(yè)能力，因此很難進(jìn)入一般的小型診所、養(yǎng)老院、家庭。
[0005](2)懸掛式機(jī)器人，通過(guò)減重裝置將人體吊起，減輕患者在訓(xùn)練時(shí)腿部承受的載荷，讓其進(jìn)行減重步行訓(xùn)練。但是它有一個(gè)致命的缺點(diǎn)就是由于是將人體懸吊在空中，重心過(guò)高，患者在意外受到外力的情況或者沒(méi)有很好的調(diào)整自己的姿態(tài)，會(huì)出現(xiàn)身體的搖擺和旋轉(zhuǎn)，不僅不利于運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練，還可能會(huì)觸碰到康復(fù)機(jī)器人的其他部件，甚至帶來(lái)意想不到的傷害。同時(shí)此類康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人需要專門的人員一直看護(hù)和操作，不適合普通家庭和小的養(yǎng)老院使用。
[0006](3)坐臥式康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人雖然在一定程度上可以減輕重力的影響，但目前大多數(shù)坐臥式康復(fù)訓(xùn)練器的訓(xùn)練軌跡固定，難以根據(jù)不同患者的個(gè)體特征設(shè)定不同的訓(xùn)練軌跡、幅度。
[0007]通過(guò)以上對(duì)現(xiàn)有的各種康復(fù)機(jī)分析可知；設(shè)計(jì)一款好的康復(fù)機(jī)器人需要具有以下的特點(diǎn):1、價(jià)格適中，適用于小的康復(fù)機(jī)構(gòu)和養(yǎng)老院，甚至是個(gè)人家庭。2、康復(fù)機(jī)器人的操作較為簡(jiǎn)單，無(wú)需專業(yè)的醫(yī)療人員來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)陪護(hù)。3、適用于不同人群和不同康復(fù)期病人的個(gè)性化需要，并且要符合人體運(yùn)動(dòng)學(xué)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0008]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便的步態(tài)軌跡可變、體重可調(diào)節(jié)，適用于不同身高的康復(fù)訓(xùn)練人群。
[0009]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案:
[0010]多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人，其包括:
[0011]高度能夠升降的二級(jí)床體支撐架，在其端部鉸接有活動(dòng)床，第一直線致動(dòng)器、緩沖器的一端鉸接在活動(dòng)床的背面，另一端鉸接在所述二級(jí)床體支撐架上，所述第一直線致動(dòng)器調(diào)整活動(dòng)床的俯仰角度；
[0012]所述活動(dòng)床的上部為板狀的床面，活動(dòng)床下部中空即下部為兩條平行的桿件，活動(dòng)床以其兩個(gè)桿件的底端鉸接在二級(jí)床體支撐架的端部；在所述床面上層疊設(shè)置有滑動(dòng)床面，所述滑動(dòng)床面與所述活動(dòng)床的床面在床體的長(zhǎng)度方向上形成移動(dòng)副；
[0013]在活動(dòng)床下部?jī)筛叫械臈U件上設(shè)有兩個(gè)滑塊，所述兩個(gè)滑塊以所述桿件為滑軌，腿部支撐床面的上端鉸接在兩個(gè)滑塊上，并在所述活動(dòng)床面的底面垂直設(shè)置有支撐桿，第二直線致動(dòng)器的一端鉸接在所述支撐桿上，另一端鉸接在所述腿部支撐床面的背面；
[0014]在所述活動(dòng)床下部的兩根桿件的末端處設(shè)置有腳踏支撐架，所述腳踏支撐架長(zhǎng)度方向垂直于活動(dòng)床的長(zhǎng)度方向，在所述腳踏支撐架上設(shè)有動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置的輸出軸與曲柄的一端固聯(lián)，曲柄的另一端與連桿的首端鉸接構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連桿的末端與腳踏支撐架構(gòu)成移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副，腳踏安裝在所述連桿上與連桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副并能鎖定。
[0015]所述滑動(dòng)床面與所述活動(dòng)床的床面在床體的長(zhǎng)度方向上形成移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)為:在活動(dòng)床的床面固定設(shè)有傳動(dòng)裝置，其輸出軸固聯(lián)有絲杠，所述滑動(dòng)床面上固定設(shè)有與所述絲杠匹配的螺母，傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)滑動(dòng)床面相對(duì)于活動(dòng)床的床面上下移動(dòng)。
[0016]所述腳踏支撐架的兩側(cè)部設(shè)有導(dǎo)軌，活動(dòng)床下部的兩條平行桿件的末端設(shè)有與所述導(dǎo)軌匹配的滑塊，腳踏支撐架通過(guò)導(dǎo)軌能沿活動(dòng)床的垂直方向移動(dòng)并鎖止。
[0017]所述連桿的末端與腳踏支撐架構(gòu)成移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)為:腳踏支撐架的側(cè)部沿長(zhǎng)度方向設(shè)有導(dǎo)槽，連桿末端設(shè)有與導(dǎo)槽匹配的滑塊，滑塊的外端為圓棒形插入連桿的圓孔中與連桿形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。
[0018]所述腳踏安裝在所述連桿上與連桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)為:腳踏與連桿之間設(shè)置蝸輪蝸桿副。
[0019]上肢訓(xùn)練機(jī)構(gòu)包括:手部固定桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿以及手部訓(xùn)練桿；
[0020]所述手部固定桿固定在所述連桿上，所述第一連桿的一端鉸接在手部固定桿上、另一端鉸接在第二連桿的首端構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第二連桿的末端鉸接在第三連桿的首端構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，第三連桿的后端鉸接在活動(dòng)床的側(cè)面構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，第四連桿的首端插接在第三連桿的末端內(nèi)腔中，手部訓(xùn)練桿插接在第四連桿的末端內(nèi)腔中構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。
[0021]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0022]1、本發(fā)明腳踏運(yùn)行軌跡為類橢圓軌跡，模擬人體行走時(shí)的類步態(tài)軌跡，且由于腳踏的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可調(diào)、腳踏在連桿的安裝位置可調(diào)，使得類橢圓的形狀也可調(diào)；
[0023]2、本發(fā)明步態(tài)訓(xùn)練軌跡可調(diào)，適用于不同康復(fù)者訓(xùn)練使用；
[0024]3、本發(fā)明采用上身固定的方式調(diào)節(jié)體重，有效解決了懸掛式調(diào)節(jié)體重重心不穩(wěn)的問(wèn)題；
[0025]4、本發(fā)明手部訓(xùn)練時(shí)，手部訓(xùn)練的軌跡大小可調(diào)，且為適用不同個(gè)體，手部訓(xùn)練的長(zhǎng)度也調(diào)；
[0026]5、本發(fā)明具有兩種訓(xùn)練方式，即步態(tài)訓(xùn)練和屈伸腿部訓(xùn)練；
[0027]6、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
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[0028]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的主視圖；圖2為康復(fù)者臥式訓(xùn)練結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為康復(fù)者站立式訓(xùn)練結(jié)構(gòu)示意圖；圖4六為腳踏安裝位置結(jié)構(gòu)圖、圖4B為圖4A的A向剖視圖；圖5為變胞機(jī)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中標(biāo)號(hào):1 一級(jí)床體支撐架，2萬(wàn)向輪，3第三直線致動(dòng)器，4轉(zhuǎn)動(dòng)連接件，5 二級(jí)床體支撐架，6第一直線致動(dòng)器，7緩沖器，8腿部支撐床面，9第二直線致動(dòng)器，10活動(dòng)床面，11傳動(dòng)裝置，12滑動(dòng)床面，13絲杠，14滑塊，15腳踏支撐架，16腳踏，17導(dǎo)軌，18連桿，19曲柄，20動(dòng)力裝置，21蝸桿，22第一連桿，23手部固定桿，24第二連桿，25第三連桿，26第四連桿，27手部訓(xùn)練桿，28支撐桿，29H形支架。
[0030]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
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[0031]實(shí)施例:參見附圖，本實(shí)施例的多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人，其具有:
[0032]高度能夠升降的二級(jí)床體支撐架5，在其端部鉸接有活動(dòng)床10，第一直線致動(dòng)器
6、緩沖器7的一端鉸接在活動(dòng)床10的背面，另一端鉸接在二級(jí)床體支撐架5上，第一直線致動(dòng)器6用于調(diào)整活動(dòng)床10的俯仰角度；緩沖器7用于減輕活動(dòng)床10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)引起的震動(dòng)。
[0033]具體設(shè)置中，活動(dòng)床10的上部為板狀的床面，活動(dòng)床下部中空即下部為兩條平行的桿件，活動(dòng)床以其兩個(gè)桿件的底端鉸接在二級(jí)床體支撐架5的端部；在床面上層疊設(shè)置有滑動(dòng)床面12，該滑動(dòng)床面12與活動(dòng)床10的床面在床體的長(zhǎng)度方向上形成移動(dòng)副；具體結(jié)構(gòu)為:在活動(dòng)床的床面固定設(shè)有傳動(dòng)裝置11，其輸出軸固聯(lián)有絲杠13，滑動(dòng)床面12上固定設(shè)有與絲杠13匹配的螺母，傳動(dòng)裝置11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)絲杠13轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)滑動(dòng)床面12相對(duì)于活動(dòng)床的床面上下移動(dòng)。
[0034]在活動(dòng)床下