本發(fā)明涉及一種實時可測式多位姿康健訓(xùn)練機器人，屬于康復(fù)醫(yī)療和運動健身器械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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社會老齡化程度日益加深、腦卒中、脊髓損傷等原因?qū)е轮w功能運動降低，甚至全部喪失，嚴(yán)重影響了生活質(zhì)量?？祻?fù)治療是恢復(fù)運動功能的有效途徑，傳統(tǒng)物理治療師與病人一對一的康復(fù)治療方式存在勞動強度大、治療費用高等不足，因此，康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備解決這一矛盾的有效途徑。從上世紀(jì)中葉以來在康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備上取得了諸多成果，如單自由度式、外骨骼、懸吊式等。但它們存在著以下不足：操作復(fù)雜、運動形式單一、不能對使用者運動狀態(tài)進行實時監(jiān)測、不能適應(yīng)多種位姿的訓(xùn)練等，研制一款能夠?qū)崟r可測下肢康復(fù)機器人具有一定現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、應(yīng)用范圍廣泛、能應(yīng)用在下肢的康復(fù)和健身訓(xùn)練，可實現(xiàn)臥、坐、站多種位姿的實時可測下肢康健機器人。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種實時可測式多位姿康健訓(xùn)練機器人：

所述實時可測式多位姿康健訓(xùn)練機器人包括下肢訓(xùn)練機、調(diào)節(jié)裝置以及實時可測式下肢訓(xùn)練輔具，所述調(diào)節(jié)裝置包括角度調(diào)節(jié)機構(gòu)和帶動所述角度調(diào)節(jié)機構(gòu)水平位移的水平運動機構(gòu)；

所述下肢訓(xùn)練機固定設(shè)于所述角度調(diào)節(jié)機構(gòu)的蓋板上；

所述水平運動機構(gòu)平行設(shè)置有兩個，各水平運動機構(gòu)上對應(yīng)設(shè)有角度調(diào)節(jié)機構(gòu)以及下肢訓(xùn)練機；

在兩個所述水平運動機構(gòu)上各自設(shè)有支撐架，由所述支撐架支撐的座椅，各所述支撐架上沿所述水平運動機構(gòu)的長度方向設(shè)有可控滑軌，所述座椅通過滑動塊設(shè)于所述可控滑軌上。

所述實時可測式下肢訓(xùn)練輔具包括輔具上支架和輔具下支架，所述輔具上支架的前端與所述輔具下支架的上端鉸接構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，輔具上支架的后端鉸接于座椅上，輔具下支架的下端鉸接于腳踏上；

在所述輔具上支架和輔具下支架上分別設(shè)置有腿部托盤，并在輔具上支架與輔具下支架的鉸接點位置設(shè)置有膝關(guān)節(jié)角度傳感器，在輔具上支架與座椅的鉸接點位置設(shè)置有髖關(guān)節(jié)角度傳感器。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點也在于：

所述輔具上支架和輔具下支架均為兩段式結(jié)構(gòu)，長度可調(diào)。

所述角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括所述蓋板、底板、直線推桿；所述蓋板與所述底板之間在底端邊部相互鉸接，所述直線推桿的一端與蓋板的中部鉸接，另一端與底板的前端邊部鉸接形成四桿機構(gòu)。

所述水平運動機構(gòu)包括電機、絲杠、導(dǎo)軌以及滑塊，所述絲杠的一端通過聯(lián)軸器與所述電機的輸出軸連接，另一端與所述滑塊的中部連接形成螺旋副，所述導(dǎo)軌用于對所述滑塊支撐、導(dǎo)向；所述角度調(diào)節(jié)機構(gòu)的底板設(shè)置于所述滑塊上。

每個水平運動機構(gòu)的所述滑塊上設(shè)有滑槽，所述滑槽的長度方向垂直于導(dǎo)軌的長度方向，所述角度調(diào)節(jié)機構(gòu)的底板設(shè)置于所述滑塊的滑槽中形成滑動副。

兩個所述下肢訓(xùn)練機的相向側(cè)各設(shè)置有腳踏，在各所述腳踏中設(shè)置有壓力傳感器。

所述座椅的支撐架為可升降的支撐架，在所述座椅的兩側(cè)固設(shè)有扶手，并在兩個扶手之間連接有扶手桿，在所述扶手桿上設(shè)有心率檢測傳感器；所述扶手桿的一端鉸接在其中一根扶手上，另一端活動連接在另一根扶手上。

所述座椅具有坐墊本體以及靠背，所述坐墊本體設(shè)置在滑動塊上，并在坐墊本體與滑動塊之間設(shè)置有實現(xiàn)座椅旋轉(zhuǎn)并固定的旋轉(zhuǎn)底盤結(jié)構(gòu)。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明可進行不同位姿的調(diào)節(jié)，本發(fā)明可以適應(yīng)不同人群的腿部訓(xùn)練，兩側(cè)的調(diào)節(jié)裝置與下肢訓(xùn)練機可獨立運行，使用者可進行在不同位姿下雙腿的同步/異步規(guī)劃訓(xùn)練。

本發(fā)明可以實現(xiàn)臥、坐、站多種位姿下不同軌跡的腿部運動，可實現(xiàn)主被動康復(fù)訓(xùn)練。

本發(fā)明可進行不同位姿的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)在不同位姿下的軌跡規(guī)劃。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊靈活，可以自由收放，不使用時可以收縮，占用空間小。

本發(fā)明實現(xiàn)不同軌跡、不同幅度的運動訓(xùn)練，使其既能適應(yīng)同一位訓(xùn)練者在不同的康復(fù)期和不同訓(xùn)練狀態(tài)的情況，又能滿足不同身高的訓(xùn)練者進行康復(fù)和健身鍛煉的需求。

主動訓(xùn)練時，不僅可以作為康復(fù)訓(xùn)練器使用，而且能夠作為健身器械使用來增強體質(zhì)。

本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，康復(fù)訓(xùn)練模式多樣，使用過程可以實現(xiàn)主動/被動訓(xùn)練并實時測量和反饋使用者訓(xùn)練狀況如雙腿運動平衡狀態(tài)、雙腿舒展?fàn)顟B(tài)，運動時心率值等，利于使用者進行康復(fù)訓(xùn)練。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2和圖3為水平運動機構(gòu)、調(diào)節(jié)機構(gòu)及訓(xùn)練機的連接關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號：1電機，2絲杠，3導(dǎo)軌，4滑塊，5底板，6蓋板，7訓(xùn)練機，8直線推桿，9扶手桿，10心率檢測傳感器，11支撐架，12座椅，13可控滑軌，14腳踏，15壓力傳感器，16扶手，17輔具上支架，18輔具下支架，19膝關(guān)節(jié)角度傳感器，20髖關(guān)節(jié)角度傳感器，121坐墊本體，122靠背，

以下通過具體實施方式，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

具體實施方式：

實施例：本發(fā)明的實時可測式多位姿康健訓(xùn)練機器人，其包括下肢訓(xùn)練機和調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置包括角度調(diào)節(jié)機構(gòu)和帶動角度調(diào)節(jié)機構(gòu)水平位移的水平運動機構(gòu)；

下肢訓(xùn)練機7固定設(shè)于角度調(diào)節(jié)機構(gòu)的蓋板6上，訓(xùn)練機的結(jié)構(gòu)見2015104980520在先申請，兩個訓(xùn)練機的相向側(cè)各自設(shè)置有腳踏14，在各腳踏14中設(shè)置有壓力傳感器15?？蓪崟r檢測使用者足底壓力，便于觀察使用者訓(xùn)練平衡狀況。

水平運動機構(gòu)平行設(shè)置有兩個，各水平運動機構(gòu)上對應(yīng)設(shè)有角度調(diào)節(jié)機構(gòu)以及下肢訓(xùn)練機7。

在兩個水平運動機構(gòu)上各自設(shè)有支撐架11，由支撐架11支撐的座椅12，各支撐架11上沿水平運動機構(gòu)的長度方向設(shè)有可控滑軌13，座椅12通過滑動塊設(shè)于所述可控滑軌13上。

前述實時可測式下肢訓(xùn)練輔具包括輔具上支架17和輔具下支架18，輔具上支架17的前端與輔具下支架18的上端鉸接構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，輔具上支架17的后端鉸接于座椅12上，輔具下支架18的下端鉸接于腳踏14上；

在輔具上支架17和輔具下支架18上分別設(shè)置有腿部托盤，并在輔具上支架17與輔具下支架18的鉸接點位置設(shè)置有膝關(guān)節(jié)角度傳感器19，在輔具上支架17與座椅12的鉸接點位置設(shè)置有髖關(guān)節(jié)角度傳感器20?？蓪崟r測量和反饋訓(xùn)練者下肢運動狀況。

輔具上支架17和輔具下支架18均為兩段式結(jié)構(gòu)，長度可調(diào)，適應(yīng)于不同身高的人。

角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括蓋板6、底板5、直線推桿8；蓋板6的底邊與底板5的底邊相互鉸接，直線推桿處于蓋板與底板的相向面之間，并且，直線推桿8的一端與蓋板6的中部鉸接，另一端與底板5的前端邊部鉸接形成四桿機構(gòu)。

水平運動機構(gòu)包括電機1、絲杠2、導(dǎo)軌3以及滑塊4，絲杠的一端通過聯(lián)軸器與電機1的輸出軸連接，另一端與滑塊4的中部連接形成螺旋副，導(dǎo)軌3用于對滑塊4支撐以及導(dǎo)向；角度調(diào)節(jié)機構(gòu)的底板5固定于滑塊4上。

具體設(shè)置中，上述直線推桿8可以是電動、液動、氣動以及其它驅(qū)動方式，本實施例采用電動驅(qū)動。

每個水平運動機構(gòu)的所述滑塊4上設(shè)有滑槽，滑槽的長度方向垂直于導(dǎo)軌的長度方向，角度調(diào)節(jié)機構(gòu)的底板5設(shè)置于滑塊的滑槽中形成滑動副。使兩側(cè)訓(xùn)練機之間的水平距離可調(diào)，實現(xiàn)使用者的雙腿間水平距離調(diào)節(jié)。

參見圖1，座椅的支撐架11為可升降的支撐架，在座椅12的兩側(cè)固設(shè)有扶手16，并在兩個扶手16之間連接有扶手桿9，在扶手桿9上設(shè)有心率檢測傳感器10；扶手桿9的一端鉸接在其中一根扶手16上，另一端活動連接在另一根扶手16上。扶手桿9用于防止使用者前傾而產(chǎn)生安全隱患，進一步保護使用者，具體實施中，實現(xiàn)可拆卸的方式很多，比如銷連接，螺栓連接等。扶手桿9的中部設(shè)有心率檢測傳感器10，在使用者訓(xùn)練過程中實時檢測心率變化，便于觀察使用者身體情況。

所述座椅12具有坐墊本體121以及靠背122，坐墊本體121設(shè)置在滑動塊上，并在坐墊本體與滑動塊之間設(shè)置有實現(xiàn)座椅旋轉(zhuǎn)并固定的旋轉(zhuǎn)底盤結(jié)構(gòu)。使用者可坐在坐墊結(jié)構(gòu)上進行訓(xùn)練，并通過支撐架11內(nèi)的四根伸縮桿帶動支撐架上下移動將坐墊結(jié)構(gòu)調(diào)整到合適的高度，以滿足不同人群的需要；具體實施時，伸縮桿可以是電動直線推桿、液壓推桿甚至是渦輪蝸桿等能伸縮、長度可調(diào)即可，并通過按壓旋轉(zhuǎn)開關(guān)通過滑輪控制角度鎖定桿與角度鎖定盤的分離與結(jié)合，實現(xiàn)座椅的旋轉(zhuǎn)以及角度固定，結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠保證裝置的使用穩(wěn)定性和安全性。

座椅靠背的設(shè)計，可實現(xiàn)在坐姿和臥姿下進行鍛煉，有多種訓(xùn)練姿態(tài)供使用者選擇，模式多樣，應(yīng)用范圍廣，增加舒適度。具體實施時，可采用現(xiàn)有翻轉(zhuǎn)靠背的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)狀態(tài)的切換，比如，由設(shè)置在坐墊本體121上的電機驅(qū)動鉸接軸轉(zhuǎn)動，自動化程度高。需要在站姿下訓(xùn)練時，通過伸縮桿將坐墊結(jié)構(gòu)升高，大腿部位穿過坐墊本體121的空缺處站立，并通過驅(qū)動結(jié)構(gòu)調(diào)整座椅高度，以符合站姿需要，然后即可進行站姿訓(xùn)練。

本發(fā)明的實時可測式多位姿康健訓(xùn)練機器人可應(yīng)用于下肢運動功能下降或喪失人群的訓(xùn)練恢復(fù)，幫助其輕松實現(xiàn)臥、坐、站多種姿態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)運動軌跡的康復(fù)訓(xùn)練。對于下肢體功能健全的普通人群來說，也可以進行健康訓(xùn)練，幫助其增強身體運動能力，其能耗低且性價比高，應(yīng)用范圍廣，具有非常大的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。