一种下肢康复训练机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种下肢康复训练机器人，其包括控制面板、机箱主体组件和依次连接的驱动部组件、驱动臂组件、从动臂组件、踝关节组件和小腿组件，驱动部组件包括髋关节电机和减速器，用于驱动驱动臂组件控制髋关节运动，驱动臂组件包括驱动臂，驱动臂一端与减速器的输出轴连接，另一端与从动臂组件可转动连接；从动臂组件内设有用于驱动从动臂组件控制膝关节运动的从动臂组件组件一，设有用于驱动踝关节组件控制踝关节伸直或者弯曲的从动臂组件二，设有用于驱动小腿组件控制小腿运动的从动臂组件三。本发明用于关节活动度和协调性等方面的康复训练，控制原理简单，易于操作，适合场合广泛，可根据不同康复阶段选择不同模式进行训练。
【专利说明】
一种下肢康复训练机器人
技术领域
[0001]本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种下肢康复训练机器人。
【背景技术】
[0002]康复治疗是一门促进伤患者和残疾人身心功能康复的新的治疗学科，也是一门新的技术专业。它的目的是使人们能够尽可能地恢复日常生活、学习、工作和劳动，以及社会生活的能力，融入社会，改善生活质量。
[0003]传统的康复训练一般由多名专业的医务人员协助患者完成腿部及躯干的练习。医护人员不仅劳动强度大，而且很难保证稳定持续性运动训练。为解决上述技术问题，目前提供了一种专门用于患者对下肢进行康复训练的机器人，在使用时，患者依靠机器人实现站立，并通过机器人的动作实现对患者腿部的运动训练，从而达到帮助患者恢复下肢体的运动机能。但是，目前该下肢康复训练机器人结构较为单一，患者不能根据康复训练的不同阶段进行选择不同的康复模式进行训练，且现有的下肢康复训练机器人只能保证患者竖直站立，而对于不同康复阶段的患者，尤其是康复阶段初期的患者而言，难以控制竖直站立平衡容易摔倒造成二次伤害。
【发明内容】
[0004]本发明的主要任务是为了解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于关节活动度和协调性等方面的康复训练，控制原理简单，易于操作，适合场合广泛，可根据不同康复阶段选择不同模式进行训练的下肢康复训练机器人。
[0005]本发明通过下述技术方案实现:
[0006]—种下肢康复训练机器人，其包括控制面板、机箱主体组件和依次连接的驱动部组件、驱动臂组件、从动臂组件、踝关节组件和小腿组件，所述控制面板设置在所述机箱主体组件上，所述驱动部组件设置在机箱主体组件内，所述驱动部组件包括髋关节电机和减速器，用于驱动所述驱动臂组件控制髋关节运动，驱动臂组件包括驱动臂，驱动臂一端与所述减速器的输出轴连接，另一端与所述从动臂组件可转动连接；
[0007]所述从动臂组件内设有从动臂运动组件一、从动臂运动组件二和从动臂运动组件三，所述从动臂力组件一包括膝关节电机和膝关节同步带，用于驱动从动臂组件控制膝关节运动，所述从动臂组件二包括踝关节伸曲电机二和踝关节伸曲同步带，用于驱动踝关节组件控制踝关节伸直或者弯曲，所述从动臂组件三包括小腿电机和小腿同步带，用于驱动小腿组件控制小腿运动。
[0008]所述踝关节组件设有从动臂组件四，所述从动臂组件四包括踝关节旋转电机和踝关节旋转同步带，用于驱动踝关节组件控制踝关节内旋或者外旋。
[0009]所述踝关节伸曲同步带包括踝关节伸曲主带轮、踝关节伸曲从带轮以及踝关节伸曲转轴，小腿同步带包括小腿主带轮、小腿从带轮以及小腿转轴，所述踝关节伸曲转轴和小腿转轴同轴心，所述踝关节组件包括脚掌支座以及与脚掌支座连接的脚掌支架，所述脚掌支座与所述踝关节伸曲转轴连接，所述小腿组件包括小腿支座以及与小腿支座连接的小腿托架，所述小腿支座与所述小腿转轴连接。
[0010]所述踝关节旋转同步带包括踝关节旋转主带轮、踝关节旋转从带轮以及踝关节旋转转轴，所述踝关节旋转转轴与脚掌支架连接，所述踝关节旋转转轴的轴线与所述踝关节伸曲转轴的轴线相垂直。
[0011 ]所述踝关节伸曲电机与踝关节伸曲同步带之间、所述小腿电机与小腿同步带之间均设有涡轮蜗杆传动机构。
[0012]所述小腿支座与小腿托架连接处设有小腿托架置换装置。
[0013]所述踝关节旋转转轴与脚掌支架连接处设有脚掌支架置换装置。
[0014]所述踝关节支座内，位于踝关节旋转主带轮与踝关节旋转从带轮之间设有立柱，所述踝关节旋转从带轮端面上间隔设有限位块，所述立柱与所述限位块形成限位装置，用于控制踝关节组件内旋或者外旋的旋转角度。
[0015]所述下肢康复训练机器人还包括用于推拉髋关节的髋关节推拉电机、用于推拉膝关节的膝关节推拉电机和用于推拉踝关节的踝关节推拉电机。
[0016]本发明有益效果:本发明用于关节活动度和协调性等方面的康复训练，控制原理简单，易于操作，适合场合广泛，可根据不同康复阶段选择不同模式进行训练。
【附图说明】
[0017]图1为本发明一种下肢康复训练机器人的主视结构图；
[0018]图2为本发明一种下肢康复训练机器人的右视结构图；
[0019]图3为本发明一种下肢康复训练机器人的俯视结构图；
[0020]图4为本发明一种下肢康复训练机器人的立体结构图；
[0021]图5为图4的A部放大图；
[0022]图6为本发明一种下肢康复训练机器人的爆炸结构图；
[0023]其中:1-控制面板，2-机箱主体组件，3-驱动部组件，4-驱动臂组件，5-从动臂组件，6-从动臂组件一，7-从动臂组件二，8-从动臂组件三，9-踝关节组件，10-从动臂组件四，11-小腿组件，12-小腿托架置换装置，13-脚掌支架置换装置，14-立柱，15-限位块，16-病人，17-病床；
【具体实施方式】
[0024]如图1至6所示，一种下肢康复训练机器人，其包括控制面板1、机箱主体组件2和依次连接的驱动部组件3、驱动臂组件4、从动臂组件5、踝关节组件9和小腿组件10，控制面板I设置在机箱主体组件2上，驱动部组件3设置在机箱主体组件2内，驱动部组件3包括髋关节电机31和减速器32，用于驱动驱动臂组件4控制髋关节运动，驱动臂组件4包括驱动臂，驱动臂一端与减速器32的输出轴连接，另一端与从动臂组件5可转动连接;其中，驱动部组件3与驱动臂组件4连接处为仿人髋关节，驱动臂组件4与从动臂组件5连接处为仿人膝关节，从动臂组件5与踝关节组件9仿人踝关节；
[0025]从动臂组件5内设有从动臂运动组件一6、从动臂运动组件二 7和从动臂运动组件三8，从动臂力组件一 6包括膝关节电机61、减速器和膝关节同步带62，用于驱动从动臂组件5控制膝关节运动，从动臂组件二7包括踝关节伸曲电机71和踝关节伸曲同步带72，用于驱动踝关节组件9控制踝关节伸直或者弯曲，从动臂组件三8包括小腿电机81和小腿同步带82，用于驱动小腿组件10控制小腿运动。
[0026]进一步地，踝关节组件9设有从动臂组件四10，从动臂组件四10包括踝关节旋转电机101和踝关节旋转同步带102，用于驱动踝关节组件9控制踝关节内旋或者外旋。
[0027]进一步地，踝关节伸曲同步带72包括踝关节伸曲主带轮、踝关节伸曲从带轮以及踝关节伸曲转轴722，小腿同步带82包括小腿主带轮、小腿从带轮以及小腿转轴822，踝关节伸曲转轴722和小腿转轴822同轴心，踝关节组件9包括脚掌支座91以及与脚掌支座91连接的脚掌支架92，脚掌支座91与踝关节伸曲转轴722连接，小腿组件11包括小腿支座111以及与小腿支座111连接的小腿托架112，小腿支座111与小腿转轴822连接。
[0028]进一步地，踝关节旋转同步带102包括踝关节旋转主带轮、踝关节旋转从带轮以及踝关节旋转转轴1022，踝关节旋转转轴1022与脚掌支架92连接，踝关节旋转转轴1022的轴线与踝关节伸曲转轴722的轴线相垂直。
[0029]进一步地，踝关节伸曲电机71与踝关节伸曲同步带72之间、小腿电机81与小腿同步带82之间均设有涡轮蜗杆传动机构。
[0030]进一步地，小腿支座111与小腿托架112连接处设有小腿托架置换装置12。通过小腿托架置换装置12将小腿托架112旋转180°即可实现右脚更换左脚进行康复训练。
[0031]进一步地，踝关节旋转转轴1022与脚掌支架92连接处设有脚掌支架置换装置13。脚掌支座91旋转180°后再通过脚掌支架置换装置13将脚掌支架92旋转180°即可实现右脚更换左脚进行康复训练。
[0032]进一步地，踝关节支座91内，位于踝关节旋转主带轮与踝关节旋转从带轮之间设有立柱14，踝关节旋转从带轮端面上间隔设有限位块15，立柱14与限位块15形成限位装置，用于控制踝关节组件9内旋或者外旋的旋转角度。
[0033]进一步地，下肢康复训练机器人还包括用于推拉髋关节的髋关节推拉电机、用于推拉膝关节的膝关节推拉电机和用于推拉踝关节的踝关节推拉电机。
[0034]本发明中，病人16躺在病床17，改变以往站立训练模式，避免了患者站立时无法控制平衡力度，避免患者摔倒，造成的二次摔倒，且可根据不同康复阶段通过控制面板I选择不同模式进行训练。
[0035]康复训练模式I通过踝关节伸曲电机71，实现踝关节伸直或者弯曲。
[0036]康复训练模式2通过踝关节旋转电机101，实现踝关节内旋或者外旋。
[0037]康复训练模式3通过髋关节电机31、膝关节电机61、小腿电机81和踝关节伸曲电机71；
[0038]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时伸直，或；
[0039]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时弯曲，或；
[0040]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲踝关节同时伸直，或；
[0041]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲踝关节同时弯曲。
[0042]康复训练模式4通过髋关节电机31、膝关节电机61、小腿电机81和踝关节旋转电机101；
[0043]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时内旋，或；
[0044]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时外旋，或；
[0045]实现髓关节弯曲时膝关节弯曲踩关节同时内旋，或；
[0046]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲踝关节同时外旋。
[0047]康复训练模式5通过踝关节推拉电机；
[0048]实现踝关节放松时踝关节向内侧运动，或；
[0049]实现踝关节放松时踝关节向外侧运动，或；
[0050]康复训练模式6通过踝关节伸曲电机71和踝关节推拉电机；
[0051]实现踝关节伸直时踝关节向内侧运动，或；
[0052]实现踝关节伸直时踝关节向外侧运动，或；
[0053]实现踝关节弯曲时踝关节向内侧运动，或；
[0054]实现踝关节弯曲时踝关节向外侧运动。
[0055]康复训练模式7通过小腿推拉电机；
[0056]实现小腿向外侧运动，或；
[0057]实现小腿向内侧运动。
[0058]康复训练模式8通过髋关节电机31、膝关节61、小腿电机81、踝关节伸曲电机71和小腿推拉电机；
[0059]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时伸直同时小腿向内侧运动，或；
[0060]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时伸直同时小腿向外侧运动，或；
[0061]实现.髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时弯曲同时小腿向内侧运动，或；
[0062]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时弯曲同时小腿向外侧运动，或；
[0063]实现.髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时弯曲同时小腿向内侧运动，或；
[0064]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时弯曲同时小腿向外侧运动，或；
[0065]实现.髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时伸直同时小腿向内侧运动，或；
[0066]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时伸直同时小腿向外侧运动。
[0067]康复训练模式9通过髋关节电机31、膝关节电机61、小腿电机81、踝关节旋转电机1I和小腿推拉电机；
[0068]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时内旋同时小腿向内侧运动，或；
[0069]实现.髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时内旋同时小腿向外侧运动，或；
[0070]实现.髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时外旋同时小腿向内侧运动，或；
[0071]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时外旋同时小腿向外侧运动，或；
[0072]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时内旋同时小腿向内侧运动，或；
[0073]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时内旋同时小腿向外侧运动，或；
[0074]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时外旋同时小腿向内侧运动，或；
[0075]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时外旋同时小腿向外侧运动。
[0076]康复训练模式1通过膝关节推拉电机；
[0077]实现踝关节放松时膝关节向内运动，或；
[0078]实现踝关节放松时膝关节向外运动，或；
[0079]实现踝关节伸直时膝关节向内运动，或；
[0080]实现踝关节伸直时膝关节向外运动。
[0081]康复训练模式11通过髋关节电机31、膝关节电机61、小腿电机81、踝关节伸曲电机71和膝关节推拉电机；
[0082]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时伸直同时膝关节向内侧运动，或；
[0083]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时伸直同时膝关节向外侧运动，或；
[0084]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时弯曲同时膝关节向内侧运动，或；
[0085]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时弯曲同时膝关节向外侧运动，或；
[0086]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时弯曲同时膝关节向内侧运动，或；
[0087]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时弯曲同时膝关节向外侧运动，或；
[0088]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时伸直同时膝关节向内侧运动，或；
[0089]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲时踝关节同时伸直同时膝关节向外侧运动，或；
[0090]康复训练模式12通过髋关节电机31、膝关节电机61、小腿电机81、踝关节旋转电机101和膝关节推拉电机，
[0091 ]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时内旋同时膝关节向内侧运动，或；
[0092]实现实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时内旋同时膝关节向外侧运动，或；
[0093]实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时外旋同时膝关节向内侧运动，或；
[0094]实现实现髋关节弯曲时膝关节伸直踝关节同时外旋同时膝关节向外侧运动，或；
[0095]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲踝关节同时内旋同时膝关节向内侧运动，或；
[0096]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲踝关节同时内旋同时膝关节向外侧运动，或；
[0097]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲踝关节同时外旋同时膝关节向内侧运动，或；
[0098]实现髋关节弯曲时膝关节弯曲踝关节同时外旋同时膝关节向外侧运动。
[0099]本发明有益效果:本发明用于关节活动度和协调性等方面的康复训练，控制原理简单，易于操作，适合场合广泛，可根据不同康复阶段选择不同模式进行训练。
[0100]以上结合实施例和说明书附图对本发明的技术方案进行了详细阐述，应该说明的是，本发明的保护范围包括但并不限于上述实施例，说明书附图中所涉及的图形也只是本发明创意的若干种具体体现，所述技术领域的技术人员还可以在此基础上做出具备其他外观或结构的具体实施例，任何不脱离本发明创新理念的简单变形或等同替换，均涵盖于本发明，属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种下肢康复训练机器人，其特征在于:其包括控制面板(I)、机箱主体组件(2)和依次连接的驱动部组件(3)、驱动臂组件(4)、从动臂组件(5)、踝关节组件(9)和小腿组件(11)，所述控制面板(I)设置在所述机箱主体组件(2)上，所述驱动部组件(3)设置在机箱主体组件(2)内，所述驱动部组件(3)包括髋关节电机(31)和减速器(32)，用于驱动所述驱动臂组件(4)控制髋关节运动，驱动臂组件(4)包括驱动臂，驱动臂一端与所减速器(32)的输出轴连接，另一端与所述从动臂组件(5)可转动连接； 所述从动臂组件(5)内设有从动臂运动组件一(6)、从动臂运动组件二(7)和从动臂运动组件三(8)，所述从动臂力组件一(6)包括膝关节电机(61)和膝关节同步带(62)，用于驱动从动臂组件(5)控制膝关节运动，所述从动臂组件二 (7)包括踝关节伸曲电机(71)和踝关节伸曲同步带(72)，用于驱动踝关节组件(9)控制踝关节伸直或者弯曲，所述从动臂组件三(8)包括小腿电机(81)和小腿同步带(82)，用于驱动小腿组件(11)控制小腿运动。2.根据权利要求1所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:所述踝关节组件(9)设有从动臂组件四(10)，所述从动臂组件四(10)包括踝关节旋转电机(101)和踝关节旋转同步带(102)，用于驱动踝关节组件(9)控制踝关节内旋或者外旋。3.根据权利要求2所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:所述踝关节伸曲同步带(72)包括踝关节伸曲主带轮、踝关节伸曲从带轮以及踝关节伸曲转轴(722)，小腿同步带(82)包括小腿主带轮、小腿从带轮以及小腿转轴(822)，所述踝关节伸曲转轴(722)和小腿转轴(822)同轴心，所述踝关节组件(9)包括脚掌支座(91)以及与脚掌支座(91)连接的脚掌支架(92)，所述脚掌支座(91)与所述踝关节伸曲转轴(722)连接，所述小腿组件(11)包括小腿支座(111)以及与小腿支座(111)连接的小腿托架(112)，所述小腿支座(111)与所述小腿转轴(822)连接。4.根据权利要求3所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:所述踝关节旋转同步带(102)包括踝关节旋转主带轮、踝关节旋转从带轮以及踝关节旋转转轴(1022)，所述踝关节旋转转轴(1022)与脚掌支架(92)连接，所述踝关节旋转转轴(1022)的轴线与所述踝关节伸曲转轴(722)的轴线相垂直。5.根据权利要求3所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:所述踝关节伸曲电机(71)与踝关节伸曲同步带(72)之间、所述小腿电机(81)与小腿同步带(82)之间均设有涡轮蜗杆传动机构。6.根据权利要求3所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:所述小腿支座(111)与小腿托架(112)连接处设有小腿托架(112)置换装置(12)。7.根据权利要求4所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:所述踝关节旋转转轴(1022)与脚掌支架(92)连接处设有脚掌支架置换装置(13)。8.根据权利要求4所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:所述踝关节支座(91)内，位于踝关节旋转主带轮与踝关节旋转从带轮之间设有立柱(14)，所述踝关节旋转从带轮端面上间隔设有限位块(15)，所述立柱(14)与限位块(15)形成限位装置，用于控制踝关节组件(9)内旋或者外旋的旋转角度。9.根据权利要求2所述的一种下肢康复训练机器人，其特征在于:其还包用于推拉髋关节的髋关节推拉电机、用于推拉膝关节的膝关节推拉电机和用于推拉踝关节的踝关节推拉电机。
【文档编号】A61H1/02GK105919775SQ201610345813
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】郭广茂
【申请人】广东义晟实业有限公司