兩級床體、多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種兩級床體、多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機器人，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)練機器人是一種新型的醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練器，是機器人技術(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協(xié)調(diào)訓(xùn)練，達到肢體康復(fù)的目的。但目前康復(fù)機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)練過程中出現(xiàn)身體不平衡現(xiàn)象或不穩(wěn)定擺動、患者在康復(fù)訓(xùn)練中過于被動，不利于發(fā)揮主觀能動性，康復(fù)訓(xùn)練范圍較小、訓(xùn)練軌跡單一等問題。而隨著我國老年人口的增長，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，滿足患者個性化康復(fù)訓(xùn)練需求，是當(dāng)下康復(fù)訓(xùn)練機器人研究的關(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)運動訓(xùn)練的康復(fù)理論如雨后春筍般出現(xiàn)，在這些理論的帶動下。肢體訓(xùn)練機器人漸漸地成為了醫(yī)學(xué)康復(fù)研究中一個研究熱點，如:
[0004](I)穿戴式康復(fù)機器人近些年發(fā)展迅速，很多機構(gòu)和大學(xué)對此都進行過深入研究，并且有些已經(jīng)進入實際的商業(yè)運用，然而穿戴式康復(fù)機器人操作流程較為復(fù)雜。需要專業(yè)的人員在旁陪護，并行進行操作指導(dǎo)，耗費了大量的人力。除此之外，穿戴機器人的價格都不菲，需要操作人有較高的專業(yè)能力，因此很難進入一般的小型診所、養(yǎng)老院、家庭。
[0005](2)懸掛式機器人，通過減重裝置將人體吊起，減輕患者在訓(xùn)練時腿部承受的載荷，讓其進行減重步行訓(xùn)練。但是它有一個致命的缺點就是由于是將人體懸吊在空中，重心過高，患者在意外受到外力的情況或者沒有很好的調(diào)整自己的姿態(tài)，會出現(xiàn)身體的搖擺和旋轉(zhuǎn)，不僅不利于運動康復(fù)訓(xùn)練，還可能會觸碰到康復(fù)機器人的其他部件，甚至帶來意想不到的傷害。同時此類康復(fù)訓(xùn)練機器人需要專門的人員一直看護和操作，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)不同患者的個體特征設(shè)定不同的訓(xùn)練軌跡、幅度。
[0007]通過以上對現(xiàn)有的各種康復(fù)機分析可知;設(shè)計一款好的康復(fù)機器人需要具有以下的特點:1、價格適中，適用于小的康復(fù)機構(gòu)和養(yǎng)老院，甚至是個人家庭。2、康復(fù)機器人的操作較為簡單，無需專業(yè)的醫(yī)療人員來進行指導(dǎo)陪護。3、適用于不同人群和不同康復(fù)期病人的個性化需要，并且要符合人體運動學(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兩級床體、多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機器人，其結(jié)構(gòu)簡單、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)問題采用如下技術(shù)方案:
[0010]兩級床體、多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機器人，其包括:
[0011]高度能夠升降的二級床體支撐架，在其端部鉸接有活動床，第一直線致動器、緩沖器的一端鉸接在活動床的背面，另一端鉸接在所述二級床體支撐架上，所述第一直線致動器調(diào)整活動床的俯仰角度；
[0012]所述活動床的上部為板狀的床面，活動床下部中空即下部為兩條平行的桿件，活動床以其兩個桿件的底端鉸接在二級床體支撐架的端部;在所述床面上層疊設(shè)置有滑動床面，所述滑動床面與所述活動床的床面在床體的長度方向上形成移動副；
[0013]在活動床下部兩根平行的桿件上設(shè)有兩個滑塊，所述兩個滑塊以所述桿件為滑軌，腿部支撐床面的上端鉸接在兩個滑塊上，并在所述活動床面的底面垂直設(shè)置有支撐桿，第二直線致動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，所述腳踏支撐架長度方向垂直于活動床的長度方向，在所述腳踏支撐架上設(shè)有動力裝置，動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)動副，連桿的末端與腳踏支撐架構(gòu)成移動副和轉(zhuǎn)動副，腳踏安裝在所述連桿上與連桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動副并能鎖定。
[0015]在所述二級床體支撐架的下方設(shè)置一級床體支撐架、轉(zhuǎn)動連接件、H形支架、以及第三直線致動器，所述轉(zhuǎn)動連接件與二級床體支撐架、一級床體支撐架以及H形支架三者鉸接，所述第三直線致動器的兩端鉸接在H形支架的橫桿和一級床體支撐架之間，第三直線致動器伸縮帶動二級床體支撐架升降。
[0016]上肢訓(xùn)練機構(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；
[0017]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)動副;第二連桿的末端鉸接在第三連桿的首端構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，第三連桿的后端鉸接在活動床的側(cè)面構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，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)動副和移動副。
[0018]所述滑動床面與所述活動床的床面在床體的長度方向上形成移動副的結(jié)構(gòu)為:在活動床的床面固定設(shè)有傳動裝置，其輸出軸固聯(lián)有絲杠，所述滑動床面上固定設(shè)有與所述絲杠匹配的螺母，傳動裝置轉(zhuǎn)動時帶動絲杠轉(zhuǎn)動，進而帶動滑動床面相對于活動床的床面上下移動。
[0019]所述腳踏支撐架的兩側(cè)部設(shè)有導(dǎo)軌，活動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，腳踏支撐架通過導(dǎo)軌能沿活動床的垂直方向移動并鎖止。
[0020]所述連桿的末端與腳踏支撐架構(gòu)成移動副和轉(zhuǎn)動副的結(jié)構(gòu)為:腳踏支撐架的側(cè)部沿長度方向設(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)動副。
[0021]所述腳踏安裝在所述連桿上與連桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動副的結(jié)構(gòu)為:腳踏與連桿之間設(shè)置蝸輪蝸桿副。
[0022]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0023]1、本發(fā)明腳踏運行軌跡為類橢圓軌跡，模擬人體行走時的類步態(tài)軌跡，且由于腳踏的轉(zhuǎn)動角度可調(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)；
[0024]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；
[0025]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)的問題；
[0026]4、本發(fā)明手部訓(xùn)練時，手部訓(xùn)練的軌跡大小可調(diào)，且為適用不同個體，手部訓(xùn)練的長度也調(diào)；
[0027]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；
[0028]6、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、簡單。
【附圖說明】
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[0029]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4A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為變胞機構(gòu)示意圖。
[0030]圖中標(biāo)號:I一級床體支撐架，2萬向輪，3第三直線致動器，4轉(zhuǎn)動連接件，5二級床體支撐架，6第一直線致動器，7緩沖器，8腿部支撐床面，9第二直線致動器，10活動床面，11傳動裝置，12滑動床面，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。
[0031]以下通過【具體實施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
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[0032]實施例:參見附圖，本實施例的兩級床體、多角度調(diào)節(jié)、上下肢協(xié)同訓(xùn)練康復(fù)機器人，其具有:
[0033]高度能夠升降的二級床體支撐架5，在其端部鉸接有活動床10，第一直線致動器6、緩沖器7的一端鉸接在活動床10的背面，另一端鉸接在二級床體支撐架5上，第一直線致動器6用于調(diào)整活動床10的俯仰角度;緩沖器7用于減輕活動床10轉(zhuǎn)動時引起的震動。
[0034]具體設(shè)置中，活動床10的上部為板狀的床面，活動床下部中空即下部為兩條平行的桿件，活動床以其兩個桿件的底端鉸接在二級床體支撐架5的端部;在床面上層疊設(shè)置有滑動床面12，該滑動床面12與活動床10的床面在床體的長度方向上形成移動副；具體結(jié)構(gòu)為:在活動床的床面固定設(shè)有傳動裝置11，其輸出軸固聯(lián)有絲杠13，滑動床面12上固定設(shè)有與絲杠13匹配的螺母，傳動裝置11轉(zhuǎn)動時帶動絲杠13轉(zhuǎn)動，進而帶動滑動床面12相對于活動床的床面上下移動。
[0035]在活動床下部兩根平行的桿件上設(shè)有兩個滑塊14，該兩個滑塊14以桿件為滑軌