專利名稱：繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，特別是下肢具有運(yùn)動(dòng)障礙的受訓(xùn)練者進(jìn)行步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)理論和實(shí)踐已經(jīng)證明，腦癱后遺癥或意外事故造成的肢體損傷患者需要進(jìn)行 肢體訓(xùn)練，以便恢復(fù)肢體功能，防止肌肉“廢用性”萎縮和關(guān)節(jié)僵硬。為克服專業(yè)醫(yī)護(hù)人員 的不足以及提高康復(fù)訓(xùn)練效果，出現(xiàn)了各種各樣的康復(fù)訓(xùn)練器械，一般是主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練器 械附著受訓(xùn)練者肢體上，通過運(yùn)動(dòng)期望軌跡帶動(dòng)肢體運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到康復(fù)訓(xùn)練作用。設(shè)計(jì)一種 繩索牽引剛?cè)峄旌舷轮祻?fù)訓(xùn)練機(jī)器人，用以對受訓(xùn)練者進(jìn)行步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練，該機(jī)器人在 滿足下肢步態(tài)運(yùn)動(dòng)需要的同時(shí)不僅方便驅(qū)動(dòng)單元的布置，而且增強(qiáng)了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和系統(tǒng) 柔順性，能夠更好地滿足康復(fù)訓(xùn)練的需要。目前，國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)主要有哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)期刊發(fā)表的哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院的文章“下肢康復(fù) 訓(xùn)練機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真”中提到一種下肢步態(tài)訓(xùn)練機(jī)器人，該機(jī)器人是通過曲 柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的步態(tài)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。專利號為200620140778. 3的專利名稱為“輪椅式截癱患 者行走訓(xùn)練機(jī)器人”的發(fā)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(xùn)練機(jī)器人”的發(fā)明專利闡述了，通過電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)二連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對下肢步態(tài) 訓(xùn)練；專利號為02251613. 1的專利名稱為“下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人”的實(shí)用新型闡述了，通過 一套人體站立重力平衡系統(tǒng)和步態(tài)與姿態(tài)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)的有序動(dòng)作使患者在站立情況下模擬 正常人的步態(tài)規(guī)律，進(jìn)行肌肉鍛煉和行走功能訓(xùn)練。上述相關(guān)文獻(xiàn)所介紹的下肢康復(fù)訓(xùn)練 裝置均未采用繩索牽弓I結(jié)構(gòu)形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于對下肢損傷患者的肌肉和關(guān)節(jié)功能進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的 繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，包括框架和 跑步機(jī)，其特征是還包括連桿系統(tǒng)、繩索牽引系統(tǒng)和角度傳感器，跑步機(jī)安裝在框架里，連 桿系統(tǒng)和繩索牽引系統(tǒng)安裝在框架上，角度傳感器安裝在連桿系統(tǒng)上。本發(fā)明繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人還可以包括1、所述的連桿系統(tǒng)包括第一連桿、第二連桿、滑軌、彈簧和帶扣，滑軌的兩側(cè)通過 彈簧連接在框架上，第一連桿分別與第二連桿和滑軌相連，帶扣安裝在第一連桿和第二連 桿上。2、所述的繩索牽引系統(tǒng)包括繩索、過輪、力傳感器、直流電機(jī)和絞盤，絞盤和過輪 均有兩個(gè)、且分別固定在框架的兩側(cè)，繩索包括三根、且三根繩索的一端均連接第二連桿， 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(jī)驅(qū)動(dòng)的絞盤上。3、所述的連桿系統(tǒng)和繩索牽弓I系統(tǒng)均有兩個(gè)。4、所述的三根繩索處于同一平面。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明可用于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(tài)康復(fù)訓(xùn)練，也可用于健康老人的體育鍛煉，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低。


圖1為本發(fā)明進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)的主視圖；圖2為本發(fā)明的主視圖；圖3為本發(fā)明連桿部分的主視圖；圖4為本發(fā)明A-A視圖；圖5為本發(fā)明B-B視圖；圖6為本發(fā)明C-C視圖；圖7為本發(fā)明圖3的右視圖；圖8為本發(fā)明圖3的左視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述實(shí)施方式1 結(jié)合圖1-8，本發(fā)明繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人由支撐系統(tǒng)框架1、兩套兩連桿 系統(tǒng)和兩套三根繩索牽引系統(tǒng)組成。支撐系統(tǒng)框架1由型材搭建而成，可根據(jù)需要任意移 動(dòng)。兩連桿系統(tǒng)由兩連桿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(diào)節(jié)長度的兩連桿7首先通過軸承12相連接，并安裝有角度傳感 器21，該運(yùn)動(dòng)用于適合膝關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)；兩連桿7再通過軸承9連接到固定在框架1的滑軌8 上，并安裝有角度傳感器21，且該滑軌8在移動(dòng)方向的兩側(cè)再由兩個(gè)具有預(yù)緊力的彈簧10 連接到框架1上，軸承9轉(zhuǎn)動(dòng)用于適合髖關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，滑軌18的被動(dòng)移動(dòng)用于適合腰部的 轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)；由兩套滑軌18分別固定在兩連桿7上，與訓(xùn)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(dòng)方向的兩側(cè)也由兩個(gè)具有預(yù)緊力的彈簧19連接到連桿7 上，軸承20運(yùn)動(dòng)用于適合步態(tài)中帶扣6和連桿7之間的相位變化，滑軌18的被動(dòng)移動(dòng)用于 適合步態(tài)中帶扣6和連桿7之間的位置變化，目的均為避免強(qiáng)迫約束。兩連桿7的另一端 由共點(diǎn)的三根繩索4牽引，且三根繩索4處于同一平面，用于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，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(jīng)過固定在框架1上的力傳感器14后連到絞盤2上，力傳感器14用于測量繩索的拉力， 這兩個(gè)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(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)；另一根繩索 垂直向下與帶有光電編碼器的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絞盤連接，該直流電機(jī)固定在由絲杠螺母16 機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的滑軌15上，絲杠 由固定在框架1下端的帶有光電編碼器的直流電動(dòng)機(jī)17驅(qū)動(dòng)， 其中滑軌15的運(yùn)動(dòng)與繩索連接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)同步。這種繩索牽引形式是為了保證工作空間和 驅(qū)動(dòng)特性滿足康復(fù)訓(xùn)練要求。工作初，受訓(xùn)練者站立在跑步機(jī)上11，將兩套兩連桿7通過帶扣6連接到左右下肢的大腿和小腿上。工作時(shí)由繩索4牽引帶到兩連桿7做規(guī)劃運(yùn)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練。
權(quán)利要求
繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，包括框架和跑步機(jī)，其特征是還包括連桿系統(tǒng)、繩索牽引系統(tǒng)和角度傳感器，跑步機(jī)安裝在框架里，連桿系統(tǒng)和繩索牽引系統(tǒng)安裝在框架上，角度傳感器安裝在連桿系統(tǒng)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的連桿系統(tǒng) 包括第一連桿、第二連桿、滑軌、彈簧和帶扣，滑軌的兩側(cè)通過彈簧連接在框架上，第一連桿 分別與第二連桿和滑軌相連，帶扣安裝在第一連桿和第二連桿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的繩索 牽引系統(tǒng)包括繩索、過輪、力傳感器、直流電機(jī)和絞盤，絞盤和過輪均有兩個(gè)、且分別固定在 框架的兩側(cè)，繩索包括三根、且三根繩索的一端均連接第二連桿，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(jī)驅(qū)動(dòng)的絞盤上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的連桿 系統(tǒng)和繩索牽引系統(tǒng)均有兩個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的連桿系統(tǒng) 和繩索牽引系統(tǒng)均有兩個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的三根 繩索處于同一平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的三根繩索 處于同一平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的三根繩索 處于同一平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人，其特征是所述的三根繩索 處于同一平面。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供繩索牽引下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人。包括框架和跑步機(jī)，其特征是還包括連桿系統(tǒng)、繩索牽引系統(tǒng)和角度傳感器，跑步機(jī)安裝在框架里，連桿系統(tǒng)和繩索牽引系統(tǒng)安裝在框架上，角度傳感器安裝在連桿系統(tǒng)上。本發(fā)明可用于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(tài)康復(fù)訓(xùn)練，也可用于健康老人的體育鍛煉，且結(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者張立勛, 楊勇, 王克義, 王嵐 申請人:哈爾濱工程大學(xué)