康复诊疗机器人及其智能控制方法与流程

文档序号:15460380发布日期:2018-09-18 17:59阅读:247来源:国知局

本发明涉及医疗器械,尤其涉及康复训练用机器人。



背景技术:

当患者因病丧失行动力后,随着病情的缓解,需要进行康复训练,提高患者的力量,使患者逐渐恢复自理能力和行动能力,目前的康复器械大都需要医务人员现场看护指导,使得医院人力资源紧张。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是实现一种不需要医务人员看护的康复器械。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:康复诊疗机器人,底座上设有水平设置的行走皮带,所述行走皮带一端的底座上固定有前支架,所述前支架的上部固定有显示输入单元,所述行走皮带两侧的底座上均固定有侧支架,两个所述侧支架结构相同,其相向面设有椭圆形的小腿运动槽,所述小腿运动槽的上方设有水平设置的大腿运动槽,所述小腿运动槽和大腿运动槽内均嵌入有滑块,所述小腿运动槽内的滑块外侧连接腿部固定机构,内侧与连杆一端铰接,所述连杆另一端与小腿运动气缸的气缸杆端部铰接,所述大腿运动槽内的滑块外侧连接腿部固定机构,内侧连接大腿运动气缸的气缸杆,所述小腿运动气缸和大腿运动气缸均水平设置且气缸杆水平方向往复运动,所述腿部固定机构设有四个,分别用于固定使用者的左右大腿和小腿,四个所述腿部固定机构分别与两侧小腿运动槽和大腿运动槽内的滑块连接。

所述侧支架上方通过连接绳固定有两个绑腹带,两个所述绑腹带分别用于绑缚在使用者腰部和胸部的绑腹带,所述绑腹带上设有魔术贴。

所述腿部固定机构包括弧形的固定板,以及固定在固定板两端的绑带,所述绑带上设有魔术贴,所述固定板外侧设有由球座和球头构成的万向球头,所述球头通过连接杆连接滑块。

所述固定板内侧接触大腿或小腿前侧的部位设有压力传感器,所述压力传感器输出压力信号至显示输入单元。

所述前支架上固定有两行走皮带两侧延伸的扶手,所述扶手上设有报警按键,所述报警按键输出停机和报警信号至显示输入单元,所述显示输入单元包括显示器、命令按键、处理器、扬声器和通信单元,所述报警按键连接和命令按键连接处理器的输入端口,所述处理器的输出端口连接显示器、扬声器和通信单元,所述通信单元与护士站的报警装置连接,所述处理器设有用于存储信息的存储器。

所述行走皮带为环形结构并固定在两根支撑轴,所述支撑轴固定在底座上,所述支撑轴上设有转速传感器,所述转速传感器输出转速信号至显示输入单元。

所述行走皮带内侧面设有凸齿,所述转轴上设有与凸齿啮合的齿轮结构。

基于所述康复诊疗机器人的智能控制方法:

1)通过显示输入单元预设行走速度和行走步数;

2)当启动康复诊疗机器人后,同侧的大腿运动气缸和小腿运动气缸同向运动,两侧的大腿运动气缸反向运动,设定的行走速度限定四个气缸往复一次运动的时间,当四个气缸完成一次往复运动计使用者行走一步;

3)当完成设定行走步数或报警按键按下时,四个气缸停止。

当小腿运动气缸或大腿运动气缸驱动腿部固定机构向前运动时,相应压力传感器获取压力信号并输送至显示输入单元存储,当获取的压力值大于等于设定值时,计本次行走的一步为自主行走,当获取的压力值小于设定值时,计本次行走的一步为辅助行走,当完成设定行走步数后,显示全部步数中自主行走和辅助行走的占比。

当启动康复诊疗机器人后,所述转速传感器实时将获取转速信号输送至显示输入单元存储,所述康复诊疗机器人将转速信号作为调整气缸往复运动速度的修正信号,当完成设定行走步数后,显示步行速度和步行里程。

本发明康复诊疗机器人自动化程度高,能够自动帮助患者进行康复训练,使用安全可靠。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:

图1为康复诊疗机器人结构示意图;

图2为腿部固定机构示意图;

上述图中的标记均为:1、底座;2、扶手;3、显示输入单元;4、侧支架;5、小腿运动槽;6、小腿运动气缸;7、大腿运动槽;8、大腿运动气缸;9、固定板;10、万向球头;11、绑带;12、压力传感器。

具体实施方式

下面对照附图,通过对实施例的描述,本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等,作进一步详细的说明,以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

康复诊疗机器人是用于行动能力康复治疗的智能设备,如图1所示,机器人设有底座1,底座1上设有水平设置的行走皮带,行走皮带类似于跑步机的皮带,但行走皮带只能从动的滚动而不具备动力源,即行走皮带为环形结构并固定在两根支撑轴,支撑轴固定在底座1上,为了能够获取计算使用者行走的速度和里程,让使用者清楚了解康复运动量,支撑轴上设有转速传感器,转速传感器输出转速信号至显示输入单元3。

为了提高转速传感器测量的准确性,避免支撑轴与行走皮带之间打滑,行走皮带内侧面设有凸齿,凸齿与行走皮带转动方向垂直,转轴上设有与凸齿啮合的齿轮结构,则构成类似同步带结构,这样能够避免打滑,也能保证行走皮带与支撑轴转速同步,使转速传感器采集到更加准确的参数。

前支架上固定有两行走皮带两侧延伸的扶手2,扶手2可以让用户支撑双手,当使用者站到行走皮带上时,扶手2位于使用者两侧,扶手2上设有报警按键,用于紧急停止,报警按键输出停机和报警信号至显示输入单元3。行走皮带一端的底座1上固定有前支架,前支架的上部固定有显示输入单元3,显示输入单元3用于显示和处理数据,并具有输入按键,方便用户输入指令,如行走速度、行走时间(步数)等。

显示输入单元3包括显示器、命令按键、处理器、扬声器和通信单元,其中报警按键连接和命令按键连接处理器的输入端口,处理器的输出端口连接显示器、扬声器和通信单元,通信单元与护士站的报警装置连接,处理器设有用于存储信息的存储器,另外为了提高机器人的智能性,也能为处理器中添加人工智能程序,并设置麦克风,让用户能够与机器人交流,并根据交流指令对机器人进行调整。

行走皮带两侧的底座1上均固定有侧支架4,侧支架4位于扶手2的外侧,侧支架4上半部分可以为镂空或框架结构,下半部分为实体,因为在下半部分内需要设置辅助行走的机构。

两个侧支架4结构相同,其相向面设有椭圆形的小腿运动槽5,椭圆形的小腿运动槽5横向设置,小腿运动槽5和大腿运动槽7内均嵌入有滑块,则滑块能够沿着小腿运动槽5以椭圆形轨迹运动,小腿运动槽5内的滑块外侧连接腿部固定机构,内侧与连杆一端铰接,连杆另一端与小腿运动气缸6的气缸杆端部铰接,小腿运动气缸6水平设置且气缸杆水平方向往复运动,这样通过连杆传递动能,滑块驱动腿部固定机构使小腿以椭圆形轨迹运动。

小腿运动槽5的上方设有水平设置的大腿运动槽7,大腿运动槽7为直线槽,大腿运动槽7内的滑块外侧连接腿部固定机构,内侧连接大腿运动气缸8的气缸杆,大腿运动气缸8水平设置且气缸杆水平方向往复运动,则滑块驱动腿部固定机构使大腿以水平直线轨道运动。

腿部固定机构设有四个,分别用于固定使用者的左右大腿和小腿,四个所述腿部固定机构分别与两侧小腿运动槽5和大腿运动槽7内的滑块连接。

如图2所示,腿部固定机构包括弧形的固定板9,固定板9固定在腿的前侧部,为了适应使用者不同粗细腿,固定板9两端设有绑带11,绑带11上设有魔术贴,利用固定板9绑缚后,再利用绑带11固定,固定板9外侧设有由球座和球头构成的万向球头10,球头通过连接杆连接滑块,通过万象球头保证了辅助使用者行走时的灵活性,避免造成不适。

为了进一步固定使用者,针对一些行动能力较弱的使用者,侧支架4上方通过连接绳固定有两个绑腹带,两个绑腹带分别用于绑缚在使用者腰部和胸部的绑腹带,绑腹带上设有魔术贴,这种绑缚的固定方式,使得固定、拆除简单方便。

为了监测使用者的康复效果,固定板9内侧接触大腿或小腿前侧的部位设有压力传感器12,用于感应使用者是否自己用力迈出步子,压力传感器12输出压力信号至显示输入单元3。

基于上述康复诊疗机器人的智能控制方法:

1)通过显示输入单元3预设行走速度和行走步数;

2)当启动康复诊疗机器人后,同侧的大腿运动气缸8和小腿运动气缸6同向运动,两侧的大腿运动气缸8反向运动,设定的行走速度限定四个气缸往复一次运动的时间,当四个气缸完成一次往复运动计使用者行走一步;

3)当完成设定行走步数或报警按键按下时,四个气缸停止。

当小腿运动气缸6或大腿运动气缸8驱动腿部固定机构向前运动时,相应压力传感器12获取压力信号并输送至显示输入单元3存储,当获取的压力值大于等于设定值时,计本次行走的一步为自主行走,当获取的压力值小于设定值时,计本次行走的一步为辅助行走,当完成设定行走步数后,显示全部步数中自主行走和辅助行走的占比。

当启动康复诊疗机器人后,所述转速传感器实时将获取转速信号输送至显示输入单元3存储,所述康复诊疗机器人将转速信号作为调整气缸往复运动速度的修正信号,当完成设定行走步数后,显示步行速度和步行里程。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

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