一种颈椎康复机器人的制作方法

本发明涉及康复设备技术领域，尤其涉及一种颈椎康复机器人。

背景技术：

目前针对颈椎康复训练类产品，通常有两种方案，第一种是大型牵引式，带有固定床或固定椅，需要整个上半身及上肢穿带以实现固定，成本高、体积大、结构复杂，不可能移动或携带，对于使用环境有一定要求，还需要其他专业人员辅助操作；第二种是便携式产品，其结构较为简单，但不设置有源驱动装置，依靠被动拉伸原理，对患处姿态进行调节固定，以此实现康复效果。然而颈椎处的关节、神经和肌肉分布多且复杂，不具备颈椎康复专业知识的人员，对患处姿态进行调节固定时，如果方法不科学将直接造成病患加剧，存在极大的风险隐患。

因此，有必要提供一种新的颈椎康复机器人解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种携带方便、操作简单、价格低廉的颈椎康复机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供的颈椎康复机器人包括：胸背固定托组件；

胸背托连接支撑架，所述胸背托连接支撑架安装在所述胸背固定托组件的顶侧；

减速电机组件，所述减速电机组件安装在胸背托连接支撑架的一侧；

颈部调节固定架，所述颈部调节固定架安装在所述胸背托连接支撑架之间；

下巴支撑托架，所述下巴支撑托架安装在所述颈部调节固定架的一侧底部；

后脑支撑托架，所述后脑支撑托架安装在所述颈部调节固定架的顶侧。

优选的，所述胸背固定托组件包括胸背固定托垫，所述胸背固定托垫的顶侧四角设有胸背托连接支撑架连接柱，所述胸背托连接支撑架连接柱的顶侧开设有连接柱滑轨，所述胸背托连接支撑架连接柱的一侧开设有连接柱锁紧螺丝滑槽，所述连接柱锁紧螺丝滑槽与连接柱滑轨相连通。

优选的，所述胸背固定托垫底层为橡胶材料，所述胸背固定托垫上层为合金材料，所述胸背固定托垫上遍布透气孔。

优选的，所述胸背托连接支撑架的内部两侧分别设有颈部调节固定架轴柱和圆形转轴孔，所述胸背托连接支撑架后侧设有动力控制室，所述胸背托连接支撑架的底侧四角设有连接滑柱，所述连接滑柱与连接柱滑轨相适配，连接滑柱上安装有连接柱锁紧螺丝，连接柱锁紧螺丝与连接柱锁紧螺丝滑槽相适配。

优选的，所述减速电机组件包括驱动电机，驱动电机与动力控制室连接，所述驱动电机的一侧安装有减速盒，所述减速盒的一侧设有传动轴，所述传动轴近端为圆形区域，所述传动轴上的圆形区域与圆形转轴孔相适配，所述传动轴远端为d形区域。

优选的，所述减速盒内部设置有双向蜗轮蜗杆结构，蜗轮蜗杆结构具有双向性。

优选的，所述所述颈部调节固定架前侧分别设有合页固定端和锁体，所述锁体包括锁孔和解锁按钮，所述颈部调节固定架中部两侧分别开设有圆形转轴孔和d形转轴孔，所述圆形转轴孔与颈部调节固定架轴柱转动连接，所述d形转轴孔内与传动轴上的d形区域相适配，所述颈部调节固定架中部两侧设有前后伸缩调节锁紧螺丝，所述颈部调节固定架后部安装有颈部前后伸缩调节体，颈部前后伸缩调节体前侧两端为伸缩调节舌体，颈部前后伸缩调节体后侧设有后脑支撑托架调节槽，颈部前后伸缩调节体后侧设有后脑支撑托架调节锁紧螺丝。

优选的，所述下巴支撑托架一侧设有合页活动端，所述合页活动端与合页固定端相适配，所述下巴支撑托架一侧设有锁销，所述锁销与锁孔相适配，所述下巴支撑托架两侧均设有上下滑轨，所述下巴支撑托架中间设有上下滑动组件，所述上下滑动组件由下颌托、下颌托固定螺丝、下颌托枕梁和上下调节螺丝组成，所述下颌托下侧为球形支撑结构，下颌托下部支撑球体处于下颌托枕梁内部，所述下颌托固定螺丝安装在下颌托枕梁前侧，所述下颌托枕梁两侧置于上下滑轨内部，所述上下调节螺丝一侧与下颌托枕梁连接。

优选的，所述后脑支撑托架的底侧安装有高低调节舌体，所述高低调节舌体与后脑支撑托架调节槽相适配，所述后脑支撑托架前侧两端设有玉枕骨托，所述后脑支撑托架后侧两端设有玉枕骨托锁紧螺丝。

优选的，所述胸背固定托组件的底侧对称安装有两个缓冲卡紧机构，缓冲卡紧机构包括固定柱，固定柱的底侧滑动套接有半球形卡头，固定柱上套设有弹簧，弹簧的顶端与胸背固定托组件固定连接，弹簧的底端与半球形卡头固定连接。

与相关技术相比较，本发明提供的颈椎康复机器人具有如下有益效果：

本发明提供一种颈椎康复机器人，便于携带和易于操作为设计理念，小巧轻便利于在任何环境使用，患者甚至无需说明指导就能佩戴使用，进行训练；采用电机驱动模块，智能化高，可靠性强，适合长期训练；采用电池和usb接口两种可选供电方式，适用性广，且无电伤害风险；采用了机械硬限位和控制器程序软限位相结合的方式，安全可靠，无二次伤害风险；成本极低，极大地降低了患者的康复支出；采用前开口设计，从患者颈椎后部佩戴和摘除，便利性高；采用刚性可调设计，对不同颈椎形态和脑形的患者具有良好的适应性。

附图说明

图1为本发明提供的第一实施例中的胸背固定托组件的结构示意图；

图2为本发明提供的第一实施例中的胸背托连接支撑架的结构示意图；

图3为本发明提供的第一实施例中的减速电机组件的结构示意图；

图4为本发明提供的第一实施例中的颈部调节固定架的结构示意图；

图5为本发明提供的第一实施例中的下巴支撑托架的结构示意图；

图6为本发明提供的第一实施例中的后脑支撑托架的结构示意图；

图7为本发明提供的第一实施例的整体结构斜视图；

图8为本发明提供的第二实施例的侧视结构示意图。

图中标号：1、胸背固定托组件，2、胸背托连接支撑架，3、减速电机组件，4、颈部调节固定架，5、下巴支撑托架，6、后脑支撑托架，7、缓冲卡紧机构，11、胸背固定托垫，12、胸背托连接支撑架连接柱，121、连接柱滑轨，122、连接柱锁紧螺丝滑槽，21、颈部调节固定架轴柱，22、圆形转轴孔，23、动力控制室，24、连接滑柱，25、连接柱锁紧螺丝，31、驱动电机，32、减速盒，33、传动轴，41、合页固定端，42、锁体，421、锁孔，422、解锁按钮，43、圆形转轴孔，44、d形转轴孔，45、前后伸缩调节锁紧螺丝，46、颈部前后伸缩调节体，461、伸缩调节舌体，462、后脑支撑托架调节槽，463、后脑支撑托架调节锁紧螺丝，51、合页活动端，52、锁销，53、上下滑轨，54、上下滑动组件，541、下颌托，542、下颌托固定螺丝，543、下颌托枕梁，544、上下调节螺丝，61、高低调节舌体，62、玉枕骨托，63、玉枕骨托锁紧螺丝，7、缓冲卡紧机构，71、固定柱，72、半球形卡头，73、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

第一实施例：

请结合参阅图1-图7，在本发明的第一实施例中，颈椎康复机器人包括：胸背固定托组件1；

胸背托连接支撑架2，所述胸背托连接支撑架2安装在所述胸背固定托组件1的顶侧；

减速电机组件3，所述减速电机组件3安装在胸背托连接支撑架2的一侧；

颈部调节固定架4，所述颈部调节固定架4安装在所述胸背托连接支撑架2之间；

下巴支撑托架5，所述下巴支撑托架5安装在所述颈部调节固定架4的一侧底部；

后脑支撑托架6，所述后脑支撑托架6安装在所述颈部调节固定架4的顶侧。

所述胸背固定托组件1底部为胸背固定托垫11，胸背固定托垫11底层为橡胶材料，以提高与身体接触部位的吻合度和舒适度。胸背固定托垫11上层为合金材料，便于与支撑部连接，胸背固定托垫11遍布透气孔，增加与身体接触部位的透气性。胸背固定托垫11在胸前身体接触部位两侧增大翼面，减小康复运行时，胸前身体接触部位的压强。

所述胸背固定托组件1四角设有胸背托连接支撑架连接柱12，用于与胸背托连接支撑架2的连接。

所述胸背固定托组件1的胸背托连接支撑架连接柱12设有连接柱滑轨121，其内部置入胸背托连接支撑架2的连接滑柱24，可进行滑动调节胸背托连接支撑架2的位置。

所述胸背固定托组件1的胸背托连接支撑架连接柱12设有连接柱锁紧螺丝滑槽122，插入胸背托连接支撑架2的连接柱锁紧螺丝25，当胸背托连接支撑架2调至合适位置可通过连接柱锁紧螺丝25进行锁紧固定。

所述胸背托连接支撑架2内部一侧设有颈部调节固定架轴柱21，插入颈部调节固定架4的圆形转轴孔43，颈部调节固定架4受减速电机组件3驱动，围绕颈部调节固定架轴柱21旋转。

所述胸背托连接支撑架2内部一侧设有圆形转轴孔22。减速电机组件3的传动轴33圆形区域置于圆形转轴孔22内，确保在为颈部调节固定架4提供动力时，不与胸背托连接支撑架2发生相对转动。

所述胸背托连接支撑架2后侧设有动力控制室23，内部设有减速电机组件3的控制单元以及电池和电源转化模块，具有电池和usb接口两种可选供电方式。

所述胸背托连接支撑架2四角设有连接滑柱24，置于胸背固定托组件1的连接柱滑轨121，支撑连接胸背固定托组件1，并可滑动调节位置。

所述胸背托连接支撑架2的连接滑柱24上都设有连接柱锁紧螺丝25，当胸背托连接支撑架2相对于胸背固定托组件1调至合适位置时，可通过连接柱锁紧螺丝25进行锁紧固定。

所述减速电机组件3一侧为驱动电机31，驱动电机31受胸背托连接支撑架2的动力控制室23内可编程开发板指令控制运转，并接收电池或usb接口提供能源，将动力传输至减速盒32内。

所述减速电机组件3一侧为减速盒32，减速盒32内部采用了双向蜗轮蜗杆结构，并固定于胸背托连接支撑架2的圆形转轴孔22外侧。减速盒32内部结构根据电机功率和转速、转臂所需转矩及转速设定变比，并将驱动电机31的纵向旋转驱动力转化为横向旋转驱动力，输出至颈部调节固定架4的d形转轴孔44。颈部调节固定架4和胸背托连接支撑架2发生相对转动。此外，蜗轮蜗杆结构具有双向性，支持电机正反转的动力传输。

所述减速电机组件3的传动轴33。传动轴33近端为圆形区域，置于胸背托连接支撑架2的圆形转轴孔22；传动轴33远端为d形区域，置于颈部调节固定架4的d行转轴孔44。

所述颈部调节固定架4前侧一端设有合页固定端41。下巴支撑托架5的合页活动端51插入合页固定端41后，可进行转动。

所述颈部调节固定架4前侧一端设有锁体42，用于锁定下巴支撑托架5。

其中锁体42包括锁孔421和解锁按钮422。锁孔421可插入下巴支撑托架5的锁销52并自动锁定，锁销52被固定从而整个下巴支撑托架5被固定；在下巴支撑托架5的锁销52处于锁定状态下，可按压解锁按钮422进行解锁，锁销52被弹出。

所述颈部调节固定架4中部一端设有圆形转轴孔43。圆形转轴孔43内置入胸背托连接支撑架2的颈部调节固定架轴柱21，颈部调节固定架4可以圆形转轴孔43为圆心进行转动。

所述颈部调节固定架4中部一端设有d形转轴孔44。d形转轴孔44内置入减速电机组件3的传动轴33的d形区域，并受减速电机组件3驱动进行往复转动运动。

所述颈部调节固定架4中部两侧设有前后伸缩调节锁紧螺丝45，在颈部前后伸缩调节体46调至合适位置后，可锁定伸缩调节舌体461以固定颈部前后伸缩调节体46的位置。

所述颈部调节固定架4后部为颈部前后伸缩调节体46，可通过调节以适应不同颅形的患者。

所述颈部调节固定架4的颈部前后伸缩调节体46前侧两端为伸缩调节舌体461，颈部前后伸缩调节体46调至合适位置后，可通过前后伸缩调节锁紧螺丝45将伸缩调节舌体461锁定，从而固定颈部前后伸缩调节体46的位置。

所述颈部调节固定架4的颈部前后伸缩调节体46后侧设有后脑支撑托架调节槽462，置入后脑支撑托架6的高低调节舌体61，并可上下调节滑动。

所述颈部调节固定架4的颈部前后伸缩调节体46后侧设有后脑支撑托架调节锁紧螺丝463，后脑支撑托架6调节至合适位置后，可锁定高低调节舌体61，从而固定后脑支撑托架6的位置。

所述下巴支撑托架5一侧设有合页活动端51，插入颈部调节固定架4的合页固定端41后，可进行转动。患者在佩戴和摘除康复机器人时，下巴支撑托架5绕合页活动端51转动离开颈部调节固定架4的贴合面，康复机器人从患者后侧佩戴或摘除。

所述下巴支撑托架5一侧设有锁销52。在患者使用康复机器人时，锁销52可插入颈部调节固定架4锁体42的锁孔421并被锁定；患者需要摘除康复机器人时，按下颈部调节固定架4锁体42的解锁按钮422，锁销52将被弹出。

所述下巴支撑托架5两侧均设有上下滑轨53，上下滑动组件54可在上下滑轨53内部进行移动和固定。

所述下巴支撑托架5中间设有上下滑动组件54。上下滑动组件54由下颌托541、下颌托固定螺丝542、下颌托枕梁543和上下调节螺丝544组成。

所述下颌托541用于支撑下巴，两个托垫分别位于下颌骨的颌底两侧中部。下颌托541下侧为球形支撑结构，可进行转动或围绕球心调节方向，对不同脑形的患者具有很强的适应性。下颌托541下部支撑球体处于下颌托枕梁543内部，并可被下颌托固定螺丝542锁死。

所述下颌托固定螺丝542安装在下颌托枕梁543前侧，用于锁紧下颌托541。

所述下颌托枕梁543两侧置于上下滑轨53内部，位置通过扭动上下调节螺丝544进行调节。

所述上下调节螺丝544一侧与下颌托枕梁543连接。通过扭动上下调节螺丝544可实现对下颌托枕梁543上下位置的调节。患者在使用康复机器人之前需向上调节上下滑动组件54，使下颌托541紧贴下巴；患者在摘除康复机器人之前需向下调节上下滑动组件54，使下颌托541释放下巴。

所述后脑支撑托架6下部为高低调节舌体61，插入颈部调节固定架4颈部前后伸缩调节体46的后脑支撑托架调节槽462内，可上下滑动适用与不同脑形的患者，并可被后脑支撑托架调节锁紧螺丝463锁紧。

所述后脑支撑托架6前侧两端设有玉枕骨托62，两个托垫分别位于脑后部玉枕骨两侧。玉枕骨托62底部为球形支撑结构，可进行转动或围绕球心调节方向，对不同脑形的患者具有很强的适应性。玉枕骨托62底部支撑球体可被玉枕骨托锁紧螺丝63锁死。

所述后脑支撑托架6后侧两端设有玉枕骨托锁紧螺丝63，用于锁定玉枕骨托62的位置和方向。

本发明为颈椎康复机器人，与其他同类产品相比具有更好的灵活性，更低的成本，更广的适应性，更强的可靠性。

电机减速器组4的减速盒42内部构造系本发明的关键技术。减速盒32内部采用了双向蜗轮蜗杆结构，并固定于胸背托连接支撑架2的圆形转轴孔22外侧。减速盒32内部结构根据电机功率和转速、转臂所需转矩及转速设定变比，并将驱动电机31的纵向旋转驱动力转化为横向旋转驱动力，输出至颈部调节固定架4的d形转轴孔44。颈部调节固定架4和胸背托连接支撑架2发生相对转动。此外，蜗轮蜗杆结构具有双向性，支持电机正反转的动力传输。

颈椎康复同类产品在佩戴时需要拆卸结构或者从脑袋上方戴入，操作复杂。而本发明采用前开口设计，患者在使用前，不需要拆卸结构，打开下巴支撑托架5即可从颈椎后部穿戴或摘除，极大地增加了使用的便利性。

本发明采用刚性可调设计，胸背托连接支撑架2的连接滑柱24、颈部调节固定架4的颈部前后伸缩调节体46、下巴支撑托架5的上下滑动组件54、后脑支撑托架6以及各托垫均可进行调整，能够适应不同颈椎弓形、颅骨前后径、下颌骨形状、玉枕骨形状等的患者使用，适用性极广。

本发明提供的颈椎康复机器人的工作原理如下：

将下巴支撑托架打开，从颈椎后部戴入颈椎康复机器人，将胸背固定托组件装于肩部，关闭下巴支撑托架，调整胸背托连接支撑架的连接滑柱、颈部调节固定架的颈部前后伸缩调节体、下巴支撑托架的上下滑动组件、后脑支撑托架以及各托垫至合适位置，通过对应锁紧螺丝固定，即可通过三相控制开关控制颈椎康复机器人的启停和运动方向。训练完毕后，将下巴支撑托架打开即可摘下颈椎康复机器人。

与相关技术相比较，本发明提供的颈椎康复机器人具有如下有益效果：

本发明提供一种颈椎康复机器人，便于携带和易于操作为设计理念，小巧轻便利于在任何环境使用，患者甚至无需说明指导就能佩戴使用，进行训练；采用电机驱动模块，智能化高，可靠性强，适合长期训练；采用电池和usb接口两种可选供电方式，适用性广，且无电伤害风险；采用了机械硬限位和控制器程序软限位相结合的方式，安全可靠，无二次伤害风险；成本极低，极大地降低了患者的康复支出；采用前开口设计，从患者颈椎后部佩戴和摘除，便利性高；采用刚性可调设计，对不同颈椎形态和脑形的患者具有良好的适应性。

第二实施例：

基于本申请的第一实施例提供的颈椎康复机器人，本申请的第二实施例提出另一种颈椎康复机器人。第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图和实施方式对本发明的第二实施例作进一步说明。

请结合参阅图8，本实施例与第一实施例的区别在于，所述胸背固定托组件1的底侧对称安装有两个缓冲卡紧机构7，缓冲卡紧机构7包括固定柱71，固定柱71的底侧滑动套接有半球形卡头72，固定柱71上套设有弹簧73，弹簧73的顶端与胸背固定托组件1固定连接，弹簧73的底端与半球形卡头72固定连接。

所述半球形卡头72正好卡住肩胛骨与胳膊连接处的凹陷处，使佩戴更加紧固，采用弹力设计便于对不同体型的人穿戴，可根据患者自动进行调节。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。