一种下肢康复训练机器人及其训练方法与流程

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种下肢康复训练机器人及其训练方法。

背景技术：

医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。

目前机器人已经开始应用到医疗方面，尤其是物理辅助康复训练的机器人，运用已有较多的例子，目前的物理辅助康复训练的机器人一般采用舵机、电机和配合绳索和齿轮等驱动手臂进行康复训练，但是现有的采用舵机、电机和配合绳索和齿轮等驱动下肢的机器人的驱动结构复杂，难以满足市场上的需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种驱动结构简单的下肢康复训练机器人。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种下肢康复训练机器人，包括工作台、躺板、脚套、v型气囊、气泵和控制装置，所述工作台和躺板之间设置有伸缩杆，所述工作台和躺板均与伸缩杆固定连接，所述工作台上设置有用于抬起大腿的呈i型的形状记忆合金条，所述形状记忆合金条一端与工作台活动连接，所述形状记忆合金条内设置有连接管和电热丝，所述形状记忆合金条另一端设置有用于箍住大腿的箍体，所述脚套侧面设置有魔术贴子贴，所述v型气囊一侧设置有与魔术贴子贴相配对的魔术贴母贴，所述v型气囊连有进气管和排气管，所述连接管和进气管均与气泵的排气嘴连接，所述连接管、排气管和进气管上均设置有电磁阀，所述工作台上设置有第一舵机和第二舵机，所述形状记忆合金条上设置有拨动部，所述第一舵机和第二舵机的转轴上分别设置有第一拨片和第二拨片，所述气泵、电磁阀、第一舵机和第二舵机均与控制装置电性连接。

作为优选，所述脚套与魔术贴子贴缝合，所述v型气囊与魔术贴母贴粘合，魔术贴子贴和魔术贴母贴不易脱落。

作为优选，所述工作台上设置有连接板，所述连接板上连有万向接头，所述形状记忆合金条与万向接头螺纹连接，形状记忆合金条拆装简单，连接稳定，可以方便工作人员更换。

作为优选，所述连接板上设置有探热器，所述探热器与控制装置电性连接，通过设置有探热器监测形状记忆合金条的温度，可以有效的防止形状记忆合金条过热而导致使用者不适。

作为优选，所述脚套上设置有单向轮，所述单向轮上设置有子扣，所述脚套上设置有母扣，所述单向轮位于脚踝处，通过在脚套上设置有单向轮，可以有效的防止在训练中脚踝被磨伤，而且单向轮拆装方便。

作为优选，所述v型气囊内设置有气压传感器，所述气压传感器与控制装置电性连接，通过在v型气囊内设置有气压传感器，气压传感器可以对v型气囊内的气压进行检测，一旦达到设定值马上反馈给控制装置，防止v型气囊被撑爆。

作为优选，所述第一拨片和第二拨片上均镶嵌有压力传感器，通过在第一拨片和第二拨片上均镶嵌有压力传感器，当形状记忆合金条接触到压力传感器时，压力传感器可以将信息反馈给控制装置，方便控制装置及时控制第一舵机和第二舵机工作。

作为优选，所述躺板上面设置有乳胶垫。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种下肢康复训练机器人的训练方法，其特征在于：

1）先将患者安置在躺板上，调节工作台和躺板之间的距离，然后将脚套套在需要训练的下肢，并用箍体箍住下肢；

2）控制装置控制电热丝对呈i型的形状记忆合金条的加热，使得呈i型的形状记忆合金条变成v型，同时气泵往v型气囊内充气，使得大腿抬起并且小腿往大腿靠拢；

3）当形状记忆合金条恢复成v型后，控制装置控制第一舵机和第二舵机驱动形状记忆合金条带动大腿左右各摆动一次，然后采用气泵对形状记忆合金条进行降温，使得形状记忆合金条恢复成i型，同时放出v型气囊内的气体，使得下肢恢复成平直的状态，完成训练。

本发明的有益效果为：与传统的康复训练机器人相比，通过采用了v型气囊和形状记忆合金条驱动下肢，没有使用到齿轮和绳索，驱动下肢的结构简单，此外，脚套与魔术贴子贴缝合，v型气囊与魔术贴母贴粘合，魔术贴子贴和魔术贴母贴不易脱落。工作台上设置有连接板，连接板上连有万向接头，形状记忆合金条与万向接头螺纹连接，形状记忆合金条拆装简单，连接稳定，可以方便工作人员更换。工作台上设置有探热器，探热器与形状记忆合金条面对设置，探热器与控制装置电性连接，通过设置有探热器监测形状记忆合金条的温度，可以有效的防止形状记忆合金条过热而导致使用者不适。脚套上设置有单向轮，单向轮上设置有子扣，脚套上设置有母扣，单向轮位于脚踝处，通过在脚套上设置有单向轮，可以有效的防止在训练中脚踝被磨伤，而且单向轮拆装方便。v型气囊内设置有气压传感器，气压传感器与控制装置电性连接，通过在v型气囊内设置有气压传感器，气压传感器可以对v型气囊内的气压进行检测，一旦达到设定值马上反馈给控制装置，防止v型气囊被撑爆。第一拨片和第二拨片上均镶嵌有压力传感器，通过在第一拨片和第二拨片上均镶嵌有压力传感器，当形状记忆合金条接触到压力传感器时，压力传感器可以将信息反馈给控制装置，方便控制装置及时控制第一舵机和第二舵机工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种下肢康复训练机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一种下肢康复训练机器人的形状记忆合金条的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1-2所示，一种下肢康复训练机器人，包括工作台1、躺板2、脚套3、v型气囊4、气泵5和控制装置6，所述工作台1和躺板2之间设置有伸缩杆7，所述工作台1和躺板2均与伸缩杆7螺纹连接，所述工作台1上设置有用于抬起大腿的呈i型的形状记忆合金条8，所述形状记忆合金条8一端与工作台1活动连接，所述形状记忆合金条8内设置有连接管9和电热丝10，所述形状记忆合金条8另一端设置有用于箍住大腿的箍体11，所述脚套3侧面设置有魔术贴子贴（未图示），所述v型气囊4一侧设置有与魔术贴子贴相配对的魔术贴母贴（未图示），所述v型气囊4连有进气管12和排气管13，所述连接管9和进气管12均与气泵5的排气嘴连接，所述连接管9、排气管13和进气管12上均设置有电磁阀14，所述工作台1上设置有第一舵机15和第二舵机（未图示），所述形状记忆合金条上设置有拨动部16，所述第一舵机15和第二舵机的转轴上分别设置有第一拨片17和第二拨片（未图示），所述气泵5、电磁阀14、第一舵机15和第二舵机均与控制装置6电性连接。与传统的康复训练机器人相比，通过采用了v型气囊4和形状记忆合金条8驱动下肢，没有使用到齿轮和绳索，驱动下肢的结构简单。

本发明的有益效果为：与传统的康复训练机器人相比，通过采用了v型气囊和形状记忆合金条驱动下肢，没有使用到齿轮和绳索，驱动下肢的结构简单。

实施例2

如图1-2所示，一种下肢康复训练机器人，包括工作台1、躺板2、脚套3、v型气囊4、气泵5和控制装置6，所述工作台1和躺板2之间设置有伸缩杆7，所述工作台1和躺板2均与伸缩杆7固定连接，所述工作台1上设置有用于抬起大腿的呈i型的形状记忆合金条8，所述形状记忆合金条8一端与工作台1活动连接，所述形状记忆合金条8内设置有连接管9和电热丝10，所述形状记忆合金条8另一端设置有用于箍住大腿的箍体11，所述脚套3侧面设置有魔术贴子贴（未图示），所述v型气囊4一侧设置有与魔术贴子贴相配对的魔术贴母贴（未图示），所述v型气囊4连有进气管12和排气管13，所述连接管9和进气管12均与气泵5的排气嘴连接，所述连接管9、排气管13和进气管12上均设置有电磁阀14，所述工作台1上设置有第一舵机15和第二舵机（未图示），所述形状记忆合金条上设置有拨动部16，所述第一舵机15和第二舵机的转轴上分别设置有第一拨片17和第二拨片（未图示），所述气泵5、电磁阀14、第一舵机15和第二舵机均与控制装置6电性连接。所述脚套3与魔术贴子贴缝合，所述v型气囊4与魔术贴母贴粘合，魔术贴子贴和魔术贴母贴不易脱落。所述工作台1上设置有连接板18，所述连接板18上连有万向接头19，所述形状记忆合金条8与万向接头19螺纹连接，所述形状记忆合金条8和工作台1通过万向接头19活动连接，形状记忆合金条8拆装简单，连接稳定，可以方便工作人员更换。所述连接板18上设置有探热器20，所述探热器20与控制装置6电性连接，通过设置有探热器20监测形状记忆合金条8的温度，可以有效的防止形状记忆合金条8过热而导致使用者不适。所述脚套3上设置有单向轮21，所述单向轮21上设置有子扣（未图示），所述脚套3上设置有母扣（未图示），所述单向轮21位于脚踝处，通过在脚套3上设置有单向轮21，可以有效的防止在训练中脚踝被磨伤，而且单向轮21拆装方便。所述v型气囊4内设置有气压传感器（未图示），所述气压传感器与控制装置6电性连接，通过在v型气囊4内设置有气压传感器，气压传感器可以对v型气囊4内的气压进行检测，一旦达到设定值马上反馈给控制装置6，防止v型气囊被撑爆。所述第一拨片17和第二拨片上均镶嵌有压力传感器（未图示），通过在第一拨片17和第二拨片上均镶嵌有压力传感器，当形状记忆合金条8接触到压力传感器时，压力传感器可以将信息反馈给控制装置6，方便控制装置6及时控制第一舵机15和第二舵机工作。所述躺板2上面设置有乳胶垫22。与传统的康复训练机器人相比，通过采用了v型气囊4和形状记忆合金条8驱动下肢，没有使用到齿轮和绳索，驱动下肢的结构简单。

本发明的有益效果为：与传统的康复训练机器人相比，通过采用了v型气囊和形状记忆合金条驱动下肢，没有使用到齿轮和绳索，驱动下肢的结构简单，脚套与魔术贴子贴缝合，v型气囊与魔术贴母贴粘合，魔术贴子贴和魔术贴母贴不易脱落。工作台上设置有连接板，连接板上连有万向接头，形状记忆合金条与万向接头螺纹连接，形状记忆合金条拆装简单，连接稳定，可以方便工作人员更换。工作台上设置有探热器，探热器与形状记忆合金条面对设置，探热器与控制装置电性连接，通过设置有探热器监测形状记忆合金条的温度，可以有效的防止形状记忆合金条过热而导致使用者不适。脚套上设置有单向轮，单向轮上设置有子扣，脚套上设置有母扣，单向轮位于脚踝处，通过在脚套上设置有单向轮，可以有效的防止在训练中脚踝被磨伤，而且单向轮拆装方便。v型气囊内设置有气压传感器，气压传感器与控制装置电性连接，通过在v型气囊内设置有气压传感器，气压传感器可以对v型气囊内的气压进行检测，一旦达到设定值马上反馈给控制装置，防止v型气囊被撑爆。第一拨片和第二拨片上均镶嵌有压力传感器，通过在第一拨片和第二拨片上均镶嵌有压力传感器，当形状记忆合金条接触到压力传感器时，压力传感器可以将信息反馈给控制装置，方便控制装置及时控制第一舵机和第二舵机工作。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种下肢康复训练机器人的训练方法，其特征在于：

1）先将患者安置在躺板上，调节工作台和躺板之间的距离，然后将脚套套在需要训练的下肢，并用箍体箍住下肢；

2）控制装置控制电热丝对呈i型的形状记忆合金条的加热，使得呈i型的形状记忆合金条变成v型，同时气泵往v型气囊内充气，使得大腿抬起并且小腿往大腿靠拢；

3）当形状记忆合金条恢复成v型后，控制装置控制第一舵机和第二舵机驱动形状记忆合金条带动大腿左右各摆动一次，然后采用气泵对形状记忆合金条进行降温，使得形状记忆合金条恢复成i型，同时放出v型气囊内的气体，使得下肢恢复成平直的状态，完成训练。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。