一种坐站行多功能运动辅助机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种坐站行多功能运动辅助机器人，利用前后驱动轮的差速带动前后撑杆的张合，实现鞍座的上下往复运动和设备向前的助行运动，对标健康人体步态过程中髋关节的空间运动状态，为下肢功能障碍患者提供科学的康复运动训练、行走运动辅助与保护等使用功能；利用左右两个对称分布的曲轴转动拨动左右两个步态拨杆实现周期性前后交错摆动，可在步态行走时为大腿提供抬腿助力；惯性块装置可通过紧急自锁，在突然发生意外失衡跌倒时为使用者提供稳定支撑。从走行辅助功能调姿成坐姿功能时也可实现轮椅功能。操作简单并可以实现多功能切换，机械结构设计尺寸适合在家庭环境中使用，在养老助残医疗器械等领域有着广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种坐站行多功能运动辅助机器人
本专利技术涉及一种智能康复机器人领域的康复运动辅助与保护设备，适用于下肢功能障碍患者和老龄化人群，可为使用者提供科学的步态运动康复训练、助行与保护。
技术介绍
据统计，目前我国每年由于脑卒中等疾病引起的下肢功能障碍患者数量庞大，研究显示科学的运动康复训练可有效改善肢体运动功能。另外随着我国逐渐步入老龄化社会，助老助残问题也得到了社会的广泛关注。康复机器人可有效降低康复医师的工作强度，同时还能满足不同患者的训练强度要求，因此有着广泛的应用需求。经过对现有专利技术专利的检索发现，中国专利申请号：201010543205.6,公开了一种坐式外骨骼下肢康复机器人，包括：坐式辅助机构、下肢康复机构和外骨骼护罩机构。通过下肢康复机构中的电机驱动带动患者腿部训练。该专利技术训练功能单一，只能实现患者坐姿状态下的康复训练，且下肢康复机构中小腿部分不能调长，互换性差。中国专利申请号：2010199188.9，公开了一种车载移动式助走外骨骼康复机器人，包含辅助移动平台和与之相连的下肢外骨骼机构，该专利技术加大了外骨骼机构的运动空间以实现更多的康复训练功能，同时对人体下肢关节起到限位保护作用，但是该专利技术结构复杂，占用空间大，不太适用于家庭应用
技术实现思路
本专利技术依据康复人群对康复机器人的使用需求，提供一种坐站行多功能运动辅助机器人。通过改变前后驱动轮之间的距离和调整鞍座的高度，满足设备的功能互换。利用前后驱动轮的差速实现鞍座的上下往复运动和设备向前的助行运动，对标健康人体步态过程中髋关节的空间运动状态，为下肢功能障碍患者提供科学的康复运动训练与行走运动辅助与保护；利用左右两个对称分布的曲轴轴径运动实现左右两个步态拨杆的周期性前后交错摆动。患者可以根据自身康复状态，选取匹配强度的训练模式，提高训练效果。在设备处于辅助行走使用状态时，如果使用者突然发生意外失衡跌倒，惯性块装置紧急自锁设备的运动自由度，保护患者不受二次伤害。调姿电机可使机器人由行走模式转化为坐姿模式，当获得限位撑杆的反馈信号后自动停机并限位，机械结构改变后的机器人即可做轮椅使用，供电状态下可作为电动轮椅，断电状态下可转换成手动推行轮椅模式，体现了本专利技术一机多功能的设计。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：坐站行多功能运动辅助机器人，包括推手1、轴控箱2、前撑杆轴固件3、一号螺栓4、后撑杆上臂5、前撑杆6、调姿电机7、限位撑杆8、后撑杆下臂9、支撑轮10、护带11、鞍座12、扶手13、步态拨杆14、脚踏板15、三个驱动轮16。其中，所述坐站行多功能运动辅助机器人通过三个驱动轮16实现移动。前面两个驱动轮16可同速转动，通过与后面一个驱动轮16之前的差速，实现辅助机器人前撑杆6和后撑杆上臂5在矢状面内的张合运动；所述前撑杆6的下端与驱动轮16的侧挡板1602的凸轴为间隙配合，前撑杆6上端与前撑杆轴固件3通过一号螺栓4连接；所述脚踏板15与前撑杆6的相应位置铰接；所述前撑杆轴固件3组装后整体嵌套在轴控箱2内部的一号连接组件203外径上，可自由转动，其中内置于前撑杆轴固件3的阻尼器302内径与紧固座2032固连，阻尼器302可为设备的张合运动提供阻尼力，使得运动更加平顺，提高使用的舒适感。所述支撑轮10铰接固定在后撑杆下臂9上。所述后撑杆下臂9的下端与驱动轮16电机的侧挡板1602的凸轴为间隙配合，后撑杆下臂9的上端与调姿电机7外壳固连，后撑杆上臂5的下端与调姿电机7转子固连，通过调姿电机7的转动调节后撑杆下臂9和后撑杆上臂5的夹角，可改变设备整体高度，也可实现对使用者的站姿或坐姿的动态调姿效果；限位撑杆8固连于后撑杆下臂9的相应位置，当设备处于高度下降的调姿过程时，一旦后撑杆上臂5与限位撑杆8接触，表示调姿过程结束，位撑杆8向上提供稳定的卡位支撑作用使设备转为坐姿功能；后撑杆上臂5的上端嵌套在轴控箱2内部的二号连接组件209的外套轴上2092外径上；所述鞍座12与螺纹内轴2095间隙配合；所述护带11的右端与轴控箱2的相应位置固连，左端与轴控箱2卡扣连接，为患者提供保护，防止患者向前扑倒。所述轴控箱2包含锂电池201、推手封装箱202、一号连接组件203、限位滑块204、主轴封装箱205、轴承支座206、曲轴207、轴承208、二号连接组件209、电磁继电器210、弹簧211、大锥齿轮212、小锥齿轮213、曲轴驱动电机214。所述小锥齿轮213固连于曲轴驱动电机214转子上并与固连于曲轴207上的大锥齿轮212啮合，实现转向传动并减速的效果；曲轴207两端与轴承支座206和轴承208过盈配合，实现稳定支撑，轴承208嵌入主轴封装箱205一侧的内开孔并过盈配合，左右两个主轴封装箱205内的两个曲轴207初始安装角度相位差180度。弹簧211套在电磁继电器210上的限位滑块204内侧，并一起固定在主轴封装箱205内底面处。所述一号连接组件203包含二号紧固片2031、三号螺栓2091、销键2094、紧固座2032，所述二号紧固片2031与紧固座2032螺纹连接并用销键2094紧固为一体，再通过三号螺栓2091向左将二号紧固片2031与推手封装箱202固连，向右将紧固座2032与主轴封装箱205固连，轴控箱2内另一侧相同零部件的装配关系相同。所述二号连接组件包含三号螺栓2091、外套轴2092、一号紧固片2093、销键2094、螺纹内轴2095。所述外套轴2092套在与螺纹内轴2095外，并且内部通过销键2094固连；螺纹内轴2095两端的螺纹外径与两片一号紧固片2093开孔的内螺纹连接并用销键固定；再通过两组三号螺栓2091分别将两片一号紧固片2093向左和向右分别与两侧的两个主轴封装箱205固连。所述前撑杆轴固件3包含一号封装盖301、阻尼器302、隔板303、二号螺栓304、锁姿惯性快305、单向旋转弹簧306、二号封装盖307、一号螺栓4。所述阻尼器302包含阻尼器外壳3021、阻尼液3022、阻尼器内壳3023，按顺序封装成一体件。所述一号封装盖301、阻尼器302、隔板303按顺序装配并用二号螺栓304紧固；所述锁姿惯性块305的内孔套于二号封装盖307的内置销轴上并间隙配合，所述单向旋转弹簧306也套在二号封装盖307的内置销轴上，并且两侧簧头分别卡在锁姿惯性快305与二号封装盖307的凸舌部分；所述一号封装盖301与二号封装盖307通过一号螺栓4紧固，将内部所有零件封装为一体组装构件，固定于前撑杆6上端。所述步态拨杆14包含内套管1401、外套管1402、拨板1403。所述内套管1401上端与曲轴207的轴径间隙铰接配合，下端插入外套管1402的空腔内并紧固，外套管1402上端两个凸销与主轴封装箱205底面相应位置开孔铰接，形成步态拨杆14的摆动轴，左右两个主轴封装箱205内的两个曲轴207初始安装角度相位差180度并被同速驱动旋转。所述驱动轮16包含四号螺栓1601、侧挡板1602、大直齿轮1603、小直齿轮1604、驱动轮电机1605、电机箱1606、驱动轮内圈1607、滚珠1608、驱动轮外圈1609。所述驱动轮电机1605通过销固在转子轴上的小直齿轮1604将动力传递给所啮合的大直齿轮1603，再由四号螺栓1601将驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种坐站行多功能运动辅助机器人，其特征在于：包括推手(1)、轴控箱(2)、前撑杆轴固件(3)、一号螺栓(4)、后撑杆上臂(5)、前撑杆(6)、调姿电机(7)、限位撑杆(8)、后撑杆下臂(9)、支撑轮(10)、护带(11)、鞍座(12)、扶手(13)、步态拨杆(14)、脚踏板(15)、三个驱动轮(16)；其中，所述坐站行多功能运动辅助机器人通过三个驱动轮(16)实现移动；前面两个驱动轮(16)可同速转动，通过与后面一个驱动轮(16)之前的差速，实现辅助机器人前撑杆(6)和后撑杆上臂(5)在矢状面内的张合运动；所述前撑杆(6)的下端与驱动轮(16)的侧挡板(1602)的凸轴为间隙配合，前撑杆(6)上端与前撑杆轴固件(3)通过一号螺栓(4)连接；所述脚踏板(15)与前撑杆(6)的相应位置铰接；所述前撑杆轴固件(3)组装后整体嵌套在轴控箱(2)内部的一号连接组件(203)外径上，可自由转动，其中内置于前撑杆轴固件(3)的阻尼器(302)内径与紧固座(2032)固连，阻尼器(302)可为设备的张合运动提供阻尼力，使得运动更加平顺，提高使用的舒适感；所述支撑轮(10)铰接固定在后撑杆下臂(9)上；所述后撑杆下臂(9)的下端与驱动轮(16)电机的侧挡板(1602)的凸轴为间隙配合，后撑杆下臂(9)的上端与调姿电机(7)外壳固连，后撑杆上臂(5)的下端与调姿电机(7)转子固连，通过调姿电机(7)的转动调节后撑杆下臂(9)和后撑杆上臂(5)的夹角，可改变设备整体高度，也可实现对使用者的站姿或坐姿的动态调姿效果；限位撑杆(8)固连于后撑杆下臂(9)的相应位置，当设备处于高度下降的调姿过程时，一旦后撑杆上臂(5)与限位撑杆(8)接触，表示调姿过程结束，限位撑杆(8)向上提供稳定的卡位支撑作用使设备转为坐姿功能；后撑杆上臂(5)的上端嵌套在轴控箱(2)内部的二号连接组件(209)的外套轴上(2092)外径上；所述鞍座(12)与螺纹内轴(2095)间隙配合；所述护带(11)的右端与轴控箱(2)的相应位置固连，左端与轴控箱(2)卡扣连接，为患者提供保护，防止患者向前扑倒。...

【技术特征摘要】
1.一种坐站行多功能运动辅助机器人，其特征在于：包括推手(1)、轴控箱(2)、前撑杆轴固件(3)、一号螺栓(4)、后撑杆上臂(5)、前撑杆(6)、调姿电机(7)、限位撑杆(8)、后撑杆下臂(9)、支撑轮(10)、护带(11)、鞍座(12)、扶手(13)、步态拨杆(14)、脚踏板(15)、三个驱动轮(16)；其中，所述坐站行多功能运动辅助机器人通过三个驱动轮(16)实现移动；前面两个驱动轮(16)可同速转动，通过与后面一个驱动轮(16)之前的差速，实现辅助机器人前撑杆(6)和后撑杆上臂(5)在矢状面内的张合运动；所述前撑杆(6)的下端与驱动轮(16)的侧挡板(1602)的凸轴为间隙配合，前撑杆(6)上端与前撑杆轴固件(3)通过一号螺栓(4)连接；所述脚踏板(15)与前撑杆(6)的相应位置铰接；所述前撑杆轴固件(3)组装后整体嵌套在轴控箱(2)内部的一号连接组件(203)外径上，可自由转动，其中内置于前撑杆轴固件(3)的阻尼器(302)内径与紧固座(2032)固连，阻尼器(302)可为设备的张合运动提供阻尼力，使得运动更加平顺，提高使用的舒适感；所述支撑轮(10)铰接固定在后撑杆下臂(9)上；所述后撑杆下臂(9)的下端与驱动轮(16)电机的侧挡板(1602)的凸轴为间隙配合，后撑杆下臂(9)的上端与调姿电机(7)外壳固连，后撑杆上臂(5)的下端与调姿电机(7)转子固连，通过调姿电机(7)的转动调节后撑杆下臂(9)和后撑杆上臂(5)的夹角，可改变设备整体高度，也可实现对使用者的站姿或坐姿的动态调姿效果；限位撑杆(8)固连于后撑杆下臂(9)的相应位置，当设备处于高度下降的调姿过程时，一旦后撑杆上臂(5)与限位撑杆(8)接触，表示调姿过程结束，限位撑杆(8)向上提供稳定的卡位支撑作用使设备转为坐姿功能；后撑杆上臂(5)的上端嵌套在轴控箱(2)内部的二号连接组件(209)的外套轴上(2092)外径上；所述鞍座(12)与螺纹内轴(2095)间隙配合；所述护带(11)的右端与轴控箱(2)的相应位置固连，左端与轴控箱(2)卡扣连接，为患者提供保护，防止患者向前扑倒。2.根据权利要求1所述的坐站行多功能运动辅助机器人，其特征在于：所述轴控箱(2)包含锂电池(201)、推手封装箱(202)、一号连接组件(203)、限位滑块(204)、主轴封装箱(205)、轴承支座(206)、曲轴(207)、轴承(208)、二号连接组件(209)、电磁继电器(210)、弹簧(211)、大锥齿轮(212)、小锥齿轮(213)、曲轴驱动电机(214)；所述小锥齿轮(213)固连于曲轴驱动电机(214)转子上并与固连于曲轴(207)上的大锥齿轮(212)啮合，实现转向传动并减速的效果；曲轴(207)两端与轴承支座(206)和轴承(208)过盈配合，实现稳定支撑，轴承(208)嵌入主轴封装箱(205)一侧的内开孔并过盈配合，左右两个主轴封装箱(205)内的两个曲轴(207)初始安装角度相位差180度；弹簧(211)套在电磁继电器(210)上的限位滑块(204)内侧，并一起固定在主轴封装箱(205)内底面处。3.根据权利要求1所述的坐站行多功能运动辅助机器人，其特征在于：所述一号连接组件(203)包含二号紧固片(2031)、三号螺栓(2091)、销键(2094)、紧固座(2032)，所述二号紧固片(2031)与紧固座(203...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，骆星吉，吉硕，孙震源，徐洪伟，
申请(专利权)人：刘坤，
类型：发明
国别省市：吉林,22