站位脊椎康复机器人及其控制方法与流程

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及康复机器人，尤其是一种站位脊椎康复机器人及其控制方法。

背景技术：

当前市场上的脊椎康复机器人定位于脊柱功能恢复和测试，腰背痛等退行性疾病，有依照各个功能独立为一个设备的，也有集合几个功能一起为一个设备的，但这些设备全部为坐位训练。

综上所述，现有技术中存在以下问题：现有的脊椎康复机器人只能坐位训练，不能站位训练。

技术实现要素：

本发明提供一种站位脊椎康复机器人及其控制方法，以解决现有的脊椎康复机器人只能坐位训练，不能站位训练的问题。

为此，本发明提出一种站位脊椎康复机器人，所述站位脊椎康复机器人包括：

立板；

胸部及背部夹持装置，位于所述立板的侧向并通过第一转轴铰接在所述立板上，所述第一转轴位于水平方向；

第一传动装置，连接所述第一转轴；

第一驱动装置，连接所述第一传动装置。

进一步地，所述站位脊椎康复机器人还包括：第一导轨连接板，设置在所述立板上并连接所述第一转轴；所述第一传动装置包括：第一环形导轨、第一同步带轮和第一同步带，其中，第一环形导轨固定连接在所述第一导轨连接板的外缘；第一同步带轮设置在所述立板上；第一同步带连接在所述第一环形导轨与所述第一同步带轮之间。

进一步地，所述站位脊椎康复机器人还包括：连接在所述胸部及背部夹持装置与所述第一转轴之间的连接杆，所述连接杆为弯曲的。

进一步地，所述第一环形导轨所在的平面为竖直平面，所述第一环形导轨位于所述胸部及背部夹持装置的侧向。

进一步地，所述第一环形导轨转动的角度范围为向前70度到向后30度。

进一步地，所述站位脊椎康复机器人还包括：设置在所述立板上对所述第一同步带导向的第一导向轮，所述第一导向轮设置在所述第一环形导轨的外侧，所述第一导向轮与所述第一环形导轨位于同一平面内。

进一步地，所述胸部及背部夹持装置通过第二转轴铰接在所述连接杆上，所述第二转轴竖直设置；

所述站位脊椎康复机器人还包括：

第二导轨连接板，设置在所述连接杆上并连接所述第二转轴；

第二环形导轨，固定连接在所述第二导轨连接板的外缘；

第二同步带轮，设置在所述连接杆上；

第二电机，设置在所述连接杆上；

第二同步带，连接在所述第二同步带轮与第二环形导轨上。

进一步地，所述站位脊椎康复机器人还包括：显示治疗方案的显示屏，所述显示屏连接在所述立板上，所述显示屏设置在所述胸部及背部夹持装置前方。

进一步地，所述立板包括：第一立板和通过立板铰轴铰接在第一立板上的第二立板，所述站位脊椎康复机器人还包括：连接在所述第一立板与第二立板之间的立板驱动装置，所述立板驱动装置驱动所述第二立板转动，所述第一转轴设置在所述第二立板上。

进一步地，所述立板驱动装置为电动推杆，所述电动推杆一端连接在所述第一立板上，另一端连接在所述第二立板上。

本发明还提出一种站位脊椎康复机器人的控制方法，所述控制方法采用如前面所述的站位脊椎康复机器人，所述控制方法包括：通过驱动胸部及背部夹持装置绕第一转轴转动，实现所述胸部及背部夹持装置在站位姿态下的前屈或后伸。

进一步地，通过电动推杆驱动第二立板转动，使得所述第一转轴上升或下降，实现所述胸部及背部夹持装置在不同高度下的前屈或后伸。

本发明通过胸部及背部夹持装置将人体的胸部及背部固定或夹持住，从而固定或夹持住人体的上部，所述第一转轴位于水平方向，通过第一传动装置的传动，第一驱动装置带 动第一转轴转动，第一转轴与胸部及背部夹持装置连接，所以，胸部及背部夹持装置相对于立板前屈后伸运动，因而，解决了现有的脊椎康复机器人只能坐位训练，不能站位训练的问题。

附图说明

图1为本发明的站位脊椎康复机器人的内部结构示意图；

图2为本发明的第一同步带与第一环形导轨的连接结构；

图3为本发明的第二环形导轨的结构；

图4为本发明的站位脊椎康复机器人的外部结构示意图；

图5为本发明的立板驱动装置的结构示意图。

附图标号说明：

1立板2电机3显示屏4胸部及背部夹持装置5导向轮6第一同步轮7第一导板8第一导轨9第一同步带10第一转轴11第一立板12立板铰轴13第二立板15外壳17立板驱动装置19保护罩41连接杆62第二同步轮72第二导板82第二导轨92第二同步带

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

如图1所示，本发明的站位脊椎康复机器人包括：

立板1，设置在地板或工作面上，立板可以竖直设置，使占地较小，立板外面可以包覆有外壳15，外壳15可以为台式或者为立式的箱型，以做到美观并保护患者训练时不会碰到立板上的相关部件；

胸部及背部夹持装置4(也称颈椎和脑部支撑模块，或者为背部加持及旋转模块)，胸部及背部夹持装置4可以通过绑带与人体的胸部固定，实现对人体颈椎或者胸部的连接或夹持，而且胸部及背部夹持装置4还能同时为人体的背部提供支撑，具有靠背的功能，从而实现对颈椎或者胸部的康复训练，胸部及背部夹持装置4位于所述立板或外壳15的侧向并通过第一转轴10铰接在所述立板上，所述第一转轴10位于水平方向；这样，胸部及背部夹持装置4转动后就能形成前屈后伸动作，第一转轴10与立板之间的连接处可以设有保护罩19，以保护第一转轴10与立板之间的连接不暴露，保护立板内部的清洁；

第一传动装置，连接所述第一转轴；

第一驱动装置，连接所述第一传动装置。

本发明通过胸部及背部夹持装置将人体的胸部及背部固定或夹持住，从而固定或夹持住人体的上部，所述第一转轴位于水平方向，通过第一传动装置的传动，第一驱动装置带动第一转轴转动，第一转轴与胸部及背部夹持装置连接，所以，胸部及背部夹持装置相对于立板前屈后伸运动，因而，解决了现有的脊椎康复机器人只能坐位训练，不能站位训练的问题。另外，胸部及背部夹持装置4之下无需设置坐位训练训练所需的座椅，也无需设置坐位训练训练所需的踏板或脚蹬，整个站位脊椎康复机器人占地面积小，体积小，结构紧凑。

进一步地，如图4和图5所示，所述立板1包括：第一立板11和通过立板铰轴12铰接在第一立板上的第二立板13，第一立板11和第二立板13均设置在外壳15中，所述站位脊椎康复机器人还包括：连接在所述第一立板与第二立板之间的立板驱动装置17，所述立板驱动装置17驱动所述第二立板13转动，从而实现第二立板13的上升或下降，所述第一转轴10设置在所述第二立板13上，因而，第一转轴10能够随第二立板13的转动而上升或下降，实现胸部及背部夹持装置4的上升或下降，从而调整胸部及背部夹持装置4与人体固定的位置，适应不同身高的人体。

进一步地，如图4所示，所述站位脊椎康复机器人还包括：第一导轨连接板7，设置在所述立板上并连接所述第一转轴10，第一导轨连接板7带动第一转轴10同步转动；所述第一传动装置包括：第一环形导轨8、第一同步带轮6和第一同步带9，其中，第一环形导轨8固定连接在所述第一导轨连接板7的外缘；第一同步带轮6设置在所述立板1上；第一同步带9连接在所述第一环形导轨8与所述第一同步带轮6之间。第一导轨连接板与第一导轨螺钉联结，第一同步带9置于导轨外圆弧侧，与第一同步带轮6形成传动关系，通过第一同步带带动胸部及背部夹持装置4绕第一转轴10转动，实现胸部及背部夹持装置的前屈后伸。使用第一同步带实现胸部及背部夹持装置的前屈后伸，传动稳定迅速，动作柔和，可以正向、反向方便转换，而且占用空间小。

进一步地，如图1所示，所述站位脊椎康复机器人还包括：连接在所述胸部及背部夹持装置4与所述第一转轴之间的连接杆41，这样，可以减轻重量，减小体积，所述连接杆41为弯曲的，可以实现胸部及背部夹持装置的灵活设置。

进一步地，如图1和图2所示，所述第一环形导轨8所在的平面为竖直平面，所述第一环形导轨8位于所述胸部及背部夹持装置4的侧向，这样，空间紧凑。

进一步地，所述第一环形导轨8转动的角度范围为向前70度到向后30度，这样，适 合康复训练。例如，将第一环形导轨8设计为开环同步带，为半圆环形，两头是断开固定的，半圆环形的圆弧角度为100度，以使第一同步带的运动范围为向前70度到向后30度。

进一步地，如图1和图2所示，所述站位脊椎康复机器人还包括：设置在所述立板上对所述第一同步带导向的第一导向轮5，所述第一导向轮5设置在所述第一环形导轨8的外侧，所述第一导向轮5与所述第一环形导轨8位于同一平面内。第一导向轮5起导向和压紧的作用，保证了第一同步带传动的稳定性。

进一步地，如图3所示，所述胸部及背部夹持装置4通过第二转轴(图中未示出)铰接在所述连接杆41上，所述第二转轴竖直设置，以实现胸部及背部夹持装置4的左右转动；

所述站位脊椎康复机器人还包括：

第二导轨连接板72，设置在所述连接杆41上并连接所述第二转轴；

第二环形导轨82，固定连接在所述第二导轨连接板72的外缘；

第二同步带轮62，设置在所述连接杆41上；

第二电机2，设置在所述连接杆41上并连接第二同步带轮62；

第二同步带92，连接在所述第二同步带轮62与第二环形导轨72上。

胸部及背部夹持装置4通过第二电机、第二同步带92、第二环形导轨82能够实现左右转动，例如，向左和向右的转动范围为45度，因而胸部及背部夹持装置在前屈后伸的功能上有具有左右转动的训练功能，能够进行脊柱功能恢复和测试、腰背痛等退行性疾病康复、腰椎疾病术后康复等训练。同理，胸部及背部夹持装置的左右转动通过同步带完成，传动稳定迅速，动作柔和，可以正向、反向方便转换，而且占用空间小。。

进一步地，如图1、图4和图5所示，所述站位脊椎康复机器人还包括：显示治疗方案的显示屏3，所述显示屏3连接在所述立板1上，所述显示屏3设置在所述胸部及背部夹持装置4前方，便于患者在训练时了解包括治疗时间、强度等信息的治疗方案。

进一步地，如图5所示，所述立板驱动装置17为电动推杆，所述电动推杆一端连接在所述第一立板11上，另一端连接在所述第二立板13上，这样，可以快速准确的调整第一转轴10、以及胸部及背部夹持装置4的升降，而且占用空间小。

本发明还提出一种站位脊椎康复机器人的控制方法，所述控制方法采用如前面所述的站位脊椎康复机器人，所述控制方法包括：患者站立，将胸部及背部夹持装置的绑带绑住患者的胸部及背部，头靠在胸部及背部夹持装置的靠垫上，通过驱动胸部及背部夹持装置绕第一转轴转动，实现所述胸部及背部夹持装置在站位姿态下的前屈或后伸。

进一步地，通过电动推杆驱动第二立板转动，使得所述第一转轴上升或下降，实现所 述胸部及背部夹持装置在不同高度下的前屈或后伸，既可以针对同一患者在不同状况下的训练，又可以针对不同身高的患者的训练。

本发明不仅针对脊柱功能恢复和测试，同时还能针对腰椎疾病的术后康复。本发明将站位训练作为与传统的坐位训练并列的另一种训练姿态，同时本发明集成了前屈、后伸、左右旋转三个方向的运动，占地小，空间紧凑。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。