本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種康復(fù)訓(xùn)練扶持機(jī)器人的可移動(dòng)扶持臂及其操作方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)老齡化問題日益嚴(yán)重，而中風(fēng)偏癱又是老年人中的高發(fā)病，因此針對(duì)老年人偏癱后的康復(fù)治療顯得尤為重要。偏癱患者步態(tài)正常是康復(fù)的標(biāo)志，因此步態(tài)訓(xùn)練在康復(fù)訓(xùn)練中的地位尤為顯著。

對(duì)于偏癱患者的傳統(tǒng)康復(fù)手段需理療師手扶患者髖部進(jìn)行步態(tài)訓(xùn)練，消耗了大量的時(shí)間與體力，并且無法保證充足的訓(xùn)練時(shí)間和足夠的訓(xùn)練強(qiáng)度?，F(xiàn)有的步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)設(shè)備往往注重步行訓(xùn)練，而忽略了髖部的生理結(jié)構(gòu)，不能針對(duì)髖部的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)備，從而限制了步態(tài)訓(xùn)練裝置的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的傳統(tǒng)步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練工作量大、效率低下和普通康復(fù)設(shè)備訓(xùn)練不全面、訓(xùn)練模式單一等問題，本發(fā)明通過分析髖部生理結(jié)構(gòu)，提供一種康復(fù)訓(xùn)練扶持機(jī)器人的可移動(dòng)扶持臂及其操作方法，為患者訓(xùn)練提供一個(gè)高效的訓(xùn)練平臺(tái)。

其技術(shù)方案為

一種康復(fù)訓(xùn)練扶持機(jī)器人的可移動(dòng)扶持臂，包括底座1、履帶式步行機(jī)2、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定板4、支撐桿23、配重機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)部分。運(yùn)動(dòng)部分包括左右運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、后移運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、提胯運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和平行四桿式運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

配重機(jī)構(gòu)包括配重塊22和鋼絲繩21；左右運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第一電機(jī)18，第一齒輪組19和第一絲杠滑塊結(jié)構(gòu)20；后移運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第二電機(jī)3，第二齒輪組5和第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6；提胯運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第三電機(jī)14、第三齒輪組15、提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7和提胯輸出桿16；平行四桿式運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第四電機(jī)11，第四齒輪組12、第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9、平行桿10、鉸鏈結(jié)構(gòu)8、第一運(yùn)動(dòng)輸出桿13和第二運(yùn)動(dòng)輸出桿17。

進(jìn)一步，履帶式步行機(jī)2固定在底座1上；運(yùn)動(dòng)部分通過支撐桿23與底座1相連；配重機(jī)構(gòu)通過配重塊22與底座相連，通過鋼絲繩21與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連。

進(jìn)一步，第一電機(jī)18固定在提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，通過第一齒輪組19帶動(dòng)第一絲杠滑塊結(jié)構(gòu)20左右運(yùn)動(dòng)，第一絲杠滑塊20固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定板4上，從而使得左右運(yùn)動(dòng)平臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)；

第二電機(jī)3固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定板4上，通過第二齒輪組5帶動(dòng)第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6前后運(yùn)動(dòng)，第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6固定在提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，從而使得前后運(yùn)動(dòng)平臺(tái)前后運(yùn)動(dòng)；

第三電機(jī)14固定在提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，通過第三齒輪組15直接帶動(dòng)提胯輸出桿16在額狀面上繞矢狀軸小幅度回轉(zhuǎn)，完成提胯運(yùn)動(dòng)；

第四電機(jī)11固定在胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，通過第四齒輪組12帶動(dòng)第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9和第一運(yùn)動(dòng)輸出桿13前后運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)輸出桿13再通過鉸鏈結(jié)構(gòu)8和平行桿10帶動(dòng)對(duì)稱方向第二運(yùn)動(dòng)輸出桿17在水平面完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成平行四桿機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，配重機(jī)構(gòu)通過鋼絲繩21與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連，并通過配重塊22提供拉力，作用于整個(gè)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，有效的達(dá)到了免重的效果。

進(jìn)一步，該裝置可實(shí)現(xiàn)在步態(tài)訓(xùn)練過程中對(duì)人體髖部?jī)蓚€(gè)直線自由度和兩個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的康復(fù)訓(xùn)練，高度模擬髖部在步態(tài)訓(xùn)練中的生理運(yùn)動(dòng)，有效增強(qiáng)康復(fù)訓(xùn)練效果。

一種康復(fù)訓(xùn)練扶持機(jī)器人的可移動(dòng)扶持臂的操作方法，包括以下步驟：

被訓(xùn)者首先用綁帶固定髖部，連接到第一運(yùn)動(dòng)輸出桿13和第二運(yùn)動(dòng)輸出桿17上；

實(shí)施被訓(xùn)者步態(tài)訓(xùn)練時(shí)，配合履帶式步行機(jī)2，電機(jī)工作在力矩模式下：第一電機(jī)18通過第一齒輪組19帶動(dòng)第一絲杠滑塊結(jié)構(gòu)20髖部左右運(yùn)動(dòng)；第二電機(jī)3通過第二齒輪組5帶動(dòng)第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6帶動(dòng)髖部前后運(yùn)動(dòng)；第三電機(jī)14通過第三齒輪組19直接帶動(dòng)提胯輸出桿16在額狀面上繞矢狀軸小幅度回轉(zhuǎn)，完成提胯運(yùn)動(dòng)；第四電機(jī)11通過第四齒輪組12帶動(dòng)平行四桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)髖部在水平面完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

其一，擁有兩個(gè)直線自由度和兩個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的康復(fù)訓(xùn)練，高度模擬髖部在步態(tài)訓(xùn)練中的生理運(yùn)動(dòng)；其二，對(duì)稱式免重機(jī)構(gòu)，以減輕患者步態(tài)訓(xùn)練時(shí)的負(fù)擔(dān)；其三，裝置的旋轉(zhuǎn)中心和人體髖關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心重合，可以高度模擬人體步態(tài)訓(xùn)練的康復(fù)訓(xùn)練過程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種用于康復(fù)訓(xùn)練的多自由度扶持機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、底座；2、履帶式步行機(jī)；3、第二電機(jī)；4、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定板；5、第二齒輪組；6、第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)；7、提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)；8、鉸鏈結(jié)構(gòu)；9、第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)；10、平行桿；11、第四電機(jī)；12、第四齒輪組；13、第一運(yùn)動(dòng)輸出桿；14、第三電機(jī)；15、第三齒輪組；16、提胯輸出桿；17、第二運(yùn)動(dòng)輸出桿；18、第一電機(jī)；19、第一齒輪組；20、第一絲杠滑塊結(jié)構(gòu)；21、鋼絲繩；22、配重塊；23、支撐桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例的一種用于康復(fù)訓(xùn)練的多自由度扶持機(jī)器人，包括底座1、履帶式步行機(jī)2、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定板4、支撐桿23、配重機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)部分。運(yùn)動(dòng)部分包括左右運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、后移運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、提胯運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和平行四桿式運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

配重機(jī)構(gòu)包括配重塊22和鋼絲繩21；左右運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第一電機(jī)18，第一齒輪組19和第一絲杠滑塊結(jié)構(gòu)20；后移運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第二電機(jī)3，第二齒輪組5和第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6；提胯運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第三電機(jī)14、第三齒輪組15、提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7和提胯輸出桿16；平行四桿式運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括第四電機(jī)11，第四齒輪組12、第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9、平行桿10、鉸鏈結(jié)構(gòu)8、第一運(yùn)動(dòng)輸出桿13和第二運(yùn)動(dòng)輸出桿17。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，履帶式步行機(jī)2固定在底座1上；運(yùn)動(dòng)部分通過支撐桿23與底座1相連；配重機(jī)構(gòu)通過配重塊22與底座相連，通過鋼絲繩21與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，第一電機(jī)18固定在提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，通過第一齒輪組19帶動(dòng)第一絲杠滑塊結(jié)構(gòu)20左右運(yùn)動(dòng)，第一絲杠滑塊20固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定板4上，從而使得左右運(yùn)動(dòng)平臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)；

第二電機(jī)3固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定板4上，通過第二齒輪組5帶動(dòng)第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6前后運(yùn)動(dòng)，第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6固定在提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，從而使得前后運(yùn)動(dòng)平臺(tái)前后運(yùn)動(dòng)；

第三電機(jī)14固定在提胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，通過第三齒輪組15直接帶動(dòng)提胯輸出桿16在額狀面上繞矢狀軸小幅度回轉(zhuǎn)，完成提胯運(yùn)動(dòng)；

第四電機(jī)11固定在胯運(yùn)動(dòng)固定平臺(tái)7上，通過第四齒輪組12帶動(dòng)第三絲杠滑塊結(jié)構(gòu)9和第一運(yùn)動(dòng)輸出桿13前后運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)輸出桿13再通過鉸鏈結(jié)構(gòu)8和平行桿10帶動(dòng)對(duì)稱方向第二運(yùn)動(dòng)輸出桿17在水平面完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成平行四桿機(jī)構(gòu)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，配重機(jī)構(gòu)通過鋼絲繩21與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連，并通過配重塊22提供拉力，作用于整個(gè)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，有效的達(dá)到了免重的效果。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，該裝置可實(shí)現(xiàn)在步態(tài)訓(xùn)練過程中對(duì)人體髖部?jī)蓚€(gè)直線自由度和兩個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的康復(fù)訓(xùn)練，高度模擬髖部在步態(tài)訓(xùn)練中的生理運(yùn)動(dòng)，有效增強(qiáng)康復(fù)訓(xùn)練效果。

使用本發(fā)明時(shí)，被訓(xùn)者首先用綁帶固定髖部，連接到第一運(yùn)動(dòng)輸出桿13和第二運(yùn)動(dòng)輸出桿17上；

實(shí)施被訓(xùn)者步態(tài)訓(xùn)練時(shí)，配合履帶式步行機(jī)2，電機(jī)工作在力矩模式下：第一電機(jī)18通過第一齒輪組19帶動(dòng)第一絲杠滑塊結(jié)構(gòu)20髖部左右運(yùn)動(dòng)；第二電機(jī)3通過第二齒輪組5帶動(dòng)第二絲杠滑塊結(jié)構(gòu)6帶動(dòng)髖部前后運(yùn)動(dòng)；第三電機(jī)14通過第三齒輪組15直接帶動(dòng)提胯輸出桿16在額狀面上繞矢狀軸小幅度回轉(zhuǎn)，完成提胯運(yùn)動(dòng)；第四電機(jī)11通過第四齒輪組12帶動(dòng)平行四桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)髖部在水平面完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。