部两根平行的杆件上设有两个滑块14，该两个滑块14以杆件为滑轨，腿部支撑床面8的上端铰接在两个滑块14上，并在活动床面10的底面垂直设置有支撑杆28，第二直线致动器9的一端铰接在所述支撑杆28上，另一端铰接在腿部支撑床面8的背面；第二直线致动器9的伸缩可以控制腿部支撑床面8先绕滑块14转动，然后滑块14在活动床面上移动，从而带动腿部支撑床面8移动，使腿部支撑床面8相对于活动床面10先转动后移动的变胞机构。在活动床下部的两根杆件的末端处设置有脚踏支撑架15，该脚踏支撑架15长度方向垂直于活动床的长度方向(当然，两者的夹角也可以在80° -120°之间或夹角范围再大点)，在脚踏支撑架15上设有动力装置20，动力装置20的输出轴与曲柄19的一端固联，曲柄的另一端与连杆18的首端铰接构成转动副，连杆18的末端与脚踏支撑架15构成移动副和转动副，脚踏16安装在连杆18上与连杆构成转动副并能锁定。腿部支撑床面的移动和转动可以训练膝关节，加上脚踏的类椭圆轨迹转动可以训练下肢。
[0035]具体设置中，脚踏支撑架5可设置呈日字形的结构，两根连杆18的端部沿脚踏支撑架长边的内侧滑动，即，连杆18的末端与脚踏支撑架15构成移动副和转动副的结构为:脚踏支撑架15的侧部沿长度方向设有导槽，连杆18末端设有与导槽匹配的滑块，滑块的外端为圆棒形插入连杆18的圆孔中与连杆形成转动副。脚踏16安装在连杆18上与连杆18构成转动副的结构为:脚踏16与连杆18之间设置蜗轮蜗杆副，例如，在脚踏上固定设置有蜗轮，蜗轮轮轴转动设置在连杆18上，并在连杆上设有与蜗轮配合的蜗杆21即可。
[0036]二级床体支撑架5的升降结构为:
[0037]在二级床体支撑架5的下方设置一级床体支撑架1、转动连接件4、Η形支架29、以及第三直线致动器3，转动连接件4与二级床体支撑架5、一级床体支撑架1以及Η形支架三者铰接，第三直线致动器3的两端铰接在Η形支架29的横杆和一级床体支撑架1之间，第三直线致动器3伸缩带动二级床体支撑架5升降。具体设置中，而一级床体支撑架1设有向上的支撑柱，二级床体支撑架5设有向下的支撑柱，转动连接件4可以设置为等边三角形的模样，三角形的三条边分别铰接在一级床体支撑架、二级床体支撑架和Η形支架上，第三直线致动器3伸缩时，三角形转动，各铰接点也发生转动，从而带动二级床体支撑架5升降。通过在一级床体支撑架1的四条腿下端设置万向轮2，从而易于整体移动康复训练机器人。
[0038]为了便于脚踏支撑架15相对于活动床的位置可调，在脚踏支撑架15的两侧部设有导轨17，活动床10下部的两条平行杆件的末端设有与该导轨匹配的滑块，脚踏支撑架通过导轨沿滑块滑动从而能沿活动床的垂直方向移动，并能锁止。
[0039]上肢训练机构包括:手部固定杆23、第一连杆22、第二连杆24、第三连杆25、第四连杆26以及手部训练杆27 ;其中，手部固定杆23固定在连杆18上，第一连杆22的一端铰接在手部固定杆23上、另一端铰接在第二连杆24的首端构成转动副；第二连杆24的末端铰接在第三连杆25的首端构成转动副，第三连杆25的后端铰接在活动床10的侧面构成转动副，第四连杆26的首端插接在第三连杆25的末端内腔中，手部训练杆27插接在第四连杆26的末端内腔中构成转动副和移动副。具体设置中，可将第三连杆25设为中空结构，第四连杆26的首端插入到第三连杆25的末端内腔中，并可通过螺栓径向锁定，手部训练杆27的下端同样插入在第四连杆26的末端内腔中，手部训练杆27能相对于第四连杆26转动构成转动副，形成的转动副可以使康复者自主的选择是否协同进行手部训练；通过调节插入深度即构成移动副，可以控制手部训练杆27的横向伸缩长度，适应不同的人群。
【主权项】
1.多角度调节、上下肢协同训练康复机器人，其特征在于: 设置高度能够升降的二级床体支撑架(5)，在其端部铰接有活动床(10)，第一直线致动器(6)、缓冲器(7)的一端铰接在活动床(10)的背面，另一端铰接在所述二级床体支撑架(5)上，所述第一直线致动器(6)调整活动床(10)的俯仰角度； 所述活动床(10)的上部为板状的床面，活动床下部中空即下部为两条平行的杆件，活动床以其两个杆件的底端铰接在二级床体支撑架(5)的端部；在所述床面上层叠设置有滑动床面(12)，所述滑动床面(12)与所述活动床的床面在床体的长度方向上形成移动副； 在活动床下部两根平行的杆件上设有两个滑块(14)，所述两个滑块(14)以所述杆件为滑轨，腿部支撑床面(8)的上端铰接在两个滑块(14)上，并在所述活动床面(10)的底面垂直设置有支撑杆(28)，第二直线致动器(9)的一端铰接在所述支撑杆(28)上，另一端铰接在所述腿部支撑床面(8)的背面； 在所述活动床下部的两根杆件的末端处设置有脚踏支撑架(15)，所述脚踏支撑架(15)长度方向垂直于活动床的长度方向，在所述脚踏支撑架(15)上设有动力装置(20)，动力装置(20)的输出轴与曲柄(19)的一端固联，曲柄的另一端与连杆(18)的首端铰接构成转动副，连杆(18)的末端与脚踏支撑架构成移动副和转动副，脚踏(16)安装在所述连杆(18)上与连杆构成转动副并能锁定； 上肢训练机构包括:手部固定杆(23)、第一连杆(22)、第二连杆(24)、第三连杆(25)、第四连杆(26)以及手部训练杆(27); 所述手部固定杆(23)固定在所述连杆(18)上，所述第一连杆(22)的一端铰接在手部固定杆(23)上、另一端铰接在第二连杆(24)的首端构成转动副；第二连杆(24)的末端铰接在第三连杆(25)的首端构成转动副，第三连杆(25)的后端铰接在活动床(10)的侧面构成转动副，第四连杆(26)的首端插接在第三连杆(25)的末端内腔中，手部训练杆(27)插接在第四连杆(26)的末端内腔中构成转动副和移动副。2.根据权利要求1所述的多角度调节、上下肢协同训练康复机器人，其特征在于，所述滑动床面(12)与所述活动床的床面在床体的长度方向上形成移动副的结构为:在活动床的床面固定设有传动装置(11)，其输出轴固联有丝杠(13)，所述滑动床面(12)上固定设有与所述丝杠(13)匹配的螺母，传动装置(11)转动时带动丝杠(13)转动，进而带动滑动床面(12)相对于活动床的床面上下移动。3.根据权利要求1所述的多角度调节、上下肢协同训练康复机器人，其特征在于，所述脚踏支撑架(15)的两侧部设有导轨(17)，活动床下部的两条平行杆件的末端设有与所述导轨匹配的滑块，脚踏支撑架通过导轨能沿活动床的垂直方向移动并锁止。4.根据权利要求1所述的多角度调节、上下肢协同训练康复机器人，其特征在于，所述连杆(18)的末端与脚踏支撑架(15)构成移动副和转动副的结构为:脚踏支撑架(15)的侧部沿长度方向设有导槽，连杆(18)末端设有与导槽匹配的滑块，滑块的外端为圆棒形插入连杆(18)的圆孔中与连杆形成转动副。5.根据权利要求1所述的多角度调节、上下肢协同训练康复机器人，其特征在于，所述脚踏(16)安装在所述连杆(18)上与连杆构成转动副的结构为:脚踏(16)与连杆(18)之间设置蜗轮蜗杆副。
【专利摘要】本发明公开了一种多角度调节、上下肢协同训练康复机器人，二级床体支撑架可以升降，在二级床体支撑架上设有能俯仰调节的活动床，活动床上部设有与其构成移动副的滑动床面，并在活动床的下部中空部分设有能够先移动后转动的腿部支撑床面，腿部支撑床面翻转上来时与活动床床面构成一个整体，翻转下去时可以与活动床形成近乎垂直的两个床面，上下翻转可以训练膝关节；在活动床底端设有脚踏支撑架，脚踏由曲柄、连杆带动做类椭圆轨迹的运动，通过调整脚踏在连杆的安装位置，以及调整脚踏的角度，还可以调整类椭圆的形状，即改变脚踏的运行轨迹，本发明结构简单、方便的步态轨迹可变、体重可调节，适用于不同身高的康复训练人群。
【IPC分类】A63B22/04, A63B22/08, A61H1/02
【公开号】CN105396262
【申请号】CN201511005399
【发明人】王勇, 姜礼杰, 高爱丽, 胡保华
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月28日