专利名称：脑卒中早期康复机器人的制作方法
技术领域：
脑卒中早期康复机器人技术领域[0001]本实用新型属于医疗器械领域，它涉及一种康复训练机器人，特别适用于脑卒中病人早期的康复训练。
背景技术：
[0002]我国脑卒中发病率每年约200/10万，致残率极高，约2/3的脑卒中患者出院后3 个月内不能独立行走，偏瘫是脑卒中最主要的后遗症，患者生存质量下降，给家庭和社会带来沉重负担。临床医学证明，只要急性脑卒中患者生命体征稳定，神经系统症状不再进展48 小时后即可开始康复治疗。训练开始越早，脑的可塑性越大，运动功能恢复的潜力越大。目前对脑卒中患者的早期康复治疗主要依赖于治疗师进行“掰脚腕”式的一对一徒手训练，并培训家属为患者“掰脚腕”训练。我国患者数量多、治疗师资源缺乏，同时这种训练强度高， 很多家属不能完成而放弃治疗，使病人丧失了康复的最好时机。为此，设计安全、定量、有效、可以进行重复训练的早期康复机器人具有实际意义。人的踝关节共涉及伸屈、内外翻、 内外旋三个自由度，患者的康复训练效果主要取决于伸屈、内外翻两个自由度。目前，已有能训练踝关节伸屈一个自由度的康复机构，用于脑卒中病人早期的康复训练效果不佳。实用新型内容[0003]本实用新型是针对现有技术中脑卒中病人早期康复训练所遇到的问题，提供一种结构简单、能够辅助患者完成踝关节伸屈、内外翻两种运动的康复机器人，模拟治疗师“掰脚腕”的方式进行康复训练。[0004]实现上述目的采用的技术方案是一种脑卒中早期康复机器人，包括驱动部分、传动部分、执行部分，所述驱动部分采用交流伺服电机；传动部分由谐波减速器、一对直齿轮、 一对锥齿轮、两个电磁离合器、五根轴、连杆、底座组成，所述谐波减速器输出端与直齿轮一的轴联接；所述电磁离合器一联接直齿轮一的轴和支撑板轴；所述电磁离合器二联接直齿轮二的轴和锥齿轮一的轴；所述连杆与锥齿轮二的轴和大销轴固定联接；执行部分由脚踏板、支撑板、弹簧、销轴组成，所述脚踏板通过两个销轴和支撑板构成铰链联接，脚踏板和大销轴也构成铰链联接；所述支撑板和轴固定联接；所述弹簧固定在脚踏板和底座之间。[0005]本实用新型的有益效果是本实用新型模拟了人体踝关节伸屈、内外翻两种主要康复运动，患者可以针对自身实际情况，只进行某一种康复运动，或随时切换两个离合器的接合按钮，进行两种康复运动，本装置结构紧凑，操作方便、安全，成本低，可以代替繁琐的人工理疗，可用于医院康复训练，也可直接在家庭使用。
[0006]图1是本实用新型整体结构示意图。[0007]图2是脚踏板支撑结构局部示意图。[0008]图中1_伺服电机；2_谐波减速器；3_轴；4_直齿轮一 ；5_电磁离合器一 ；6_轴；7_支撑板；8-销轴；9_脚踏板；10_弹簧；11_大销轴；12_连杆；13_锥齿轮二 ；14_轴； 15-锥齿轮一 ；16_轴；17_电磁离合器二 ；18_直齿轮二 ；19_轴；20_底座。
具体实施方式
[0009]
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。[0010]参见附图1和附图2，本实用新型的脑卒中早期康复机器人，包括驱动部分、传动部分、执行部分。其结构由伺服电机1、谐波减速器2、一对直齿轮4和18、一对锥齿轮13和 15、两个电磁离合器5和17、支撑板7、脚踏板9、连杆12、五根传动轴3、6、14、16和19、两根销轴8、大销轴11、两根弹簧10、底座20组成。谐波减速器2，一端联接伺服电机1，一端联接轴3 ;电磁离合器一 5安装在轴3和轴6之间,其接合时用于控制脚踏板9和支撑板7 一起左右摆动；电磁离合器二 17安装在轴19和轴16之间，其接合时用于控制脚踏板9上下摆动；机构中的五根轴3、6、14、16、19由耐磨轴套支撑，轴套安装在固定底座20的轴承孔里；连杆12为方形截面，一端与轴14用螺栓固定联接，另一端与大销轴11用联接销固定联接；脚踏板9和两个销轴8之间用联接销固定联接，和大销轴11构成铰链联接；支撑板7和轴6用联接销固定联接，和销轴8构成铰链联接；弹簧10固定在脚踏板9和底座20之间， 它的作用是当脚踏板上下摆动时，维持脚踏板的转动轴线处于水平位置。[0011]本实用新型的具体工作过程[0012]当电磁离合器一 5接合，电磁离合器二 17分离时，伺服电机I通过谐波减速器2 驱动轴3转动，经过电磁离合器一 5带动支撑板7和脚踏板9 一起左右摆动，形成第一路传动路线，人的脚固定在脚踏板上，人体踝关节随着脚踏板左右摆动，即实现脚的内翻、外翻运动。[0013]当电磁离合器二 17接合，电磁离合器一 5分离时，伺服电机I通过谐波减速器2 驱动轴3转动，直齿轮4和18啮合带动轴19运动，通过电磁离合器二 17把运动传给轴16， 锥齿轮15和13啮合实现轴的90°运动转换，轴14、连杆12、大销轴11固定联接，带动脚踏板在支撑板中上下摆动，形成第二路传动路线，人体踝关节随着脚踏板上下摆动，即实现脚的伸、屈运动。[0014]当电磁离合器一 5接合时，脚踏板9、支撑板7 —起左右摆动，此时，电磁离合器二 17分离，直齿轮二 18和轴19空转，两个锥齿轮15、13、连杆12、大销轴11静止不动，大销轴 11起固定支撑作用；当电磁离合器二 17接合时，此时，电磁离合器一 5分离，支撑板7作为固定支撑，脚踏板9相对支撑板 上下摆动，同时，两根弹簧10维持脚踏板的转动轴线处于水平位置。
权利要求1.一种脑卒中早期康复机器人，包括驱动部分、传动部分、执行部分，其特征在于所述驱动部分采用交流伺服电机(I);传动部分由谐波减速器(2)、一对直齿轮(4) (18)、一对锥齿轮(13) (15)、两个电磁离合器(5) (17)、五根传动轴(3) (6) (14) (16) (19)、连杆(12)、底座(20)组成,所述电磁离合器一(5)与轴(3)和轴(6)联接；所述电磁离合器二(17)与轴(16)和轴(19)联接；所述连杆(12)为方形截面，与轴(14)、大销轴(11)固定联接；执行部分由脚踏板(9)、支撑板(7)、弹簧(10)、销轴(8)、大销轴(11)组成，所述脚踏板(9)通过两个销轴(8)和支撑板(7)构成铰链联接，和大销轴(11)也构成铰链联接；所述支撑板(7)和轴(6)固定联接；所述弹簧(10)固定在脚踏板(9)和底座(20)之间。
2.根据权利要求1所述的脑卒中早期康复机器人，其特征在于电磁离合器一(5)接合，电磁离合器二(17)分离时，伺服电机(I)通过谐波减速器(2)驱动轴(3)转动，经过电磁离合器一(5)带动支撑板(7)和脚踏板(9) 一起左右摆动，形成第一路传动路线，人体踝关节随着脚踏板左右摆动，即实现脚的内翻、外翻运动。
3.根据权利要求1所述的脑卒中早期康复机器人，其特征在于电磁离合器二(17)接合，电磁离合器一(5)分离时,伺服电机⑴通过谐波减速器⑵驱动轴(3)转动，直齿轮(4)和(18)啮合带动轴(19)运动，通过电磁离合器二(17)把运动传给轴(16)，锥齿轮(15)和(13)啮合实现轴的90°运动转换，连杆(12)通过大销轴(11)带动脚踏板(9)上下摆动，形成第二路传动路线，人体踝关节随着脚踏板上下摆动，即实现脚的伸、屈运动。
4.根据权利要求1或3所述的脑卒中早期康复机器人，其特征在于所述弹簧(10)固定在脚踏板(9)和底座(20)之间，当脚踏板(9)上下摆动时，两根弹簧维持脚踏板的转动轴线处于水平位置。
专利摘要一种脑卒中早期康复机器人，涉及医疗器械领域，用于辅助脑卒中患者完成踝关节伸屈、内外翻两种运动，模拟治疗师“掰脚腕”的方式进行康复训练。其结构主要由伺服电机、谐波减速器、一对直齿轮、一对锥齿轮、两个电磁离合器、轴、连杆、底座、脚踏板、支撑板、弹簧、销轴组成，所述电磁离合器一联接直齿轮一轴和支撑板轴；所述电磁离合器二联接直齿轮二轴和锥齿轮一轴；所述连杆分别与锥齿轮二轴和大销轴固定联接；所述脚踏板采用两个销轴和支撑板构成铰链联接；所述支撑板和轴固定联接；所述弹簧固定在脚踏板和底座之间。本装置结构紧凑，操作方便、安全，成本低，可用于医院康复训练，也可直接在家庭使用。
文档编号A61H1/02GK202859589SQ201220524950
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者程秀芳, 樊蕴辉, 侯娅品, 孙秋艳, 侯伟民 申请人:河北联合大学