本发明专利技术公开了一种六自由度并联腰部康复训练装置，其针对腰部康复训练过程中如何高效、安全的实现康复病人腰部的6个自由度以及增加训练装置的适应性等问题，通过柔索驱动单元与气动人工肌肉支撑单元有效组合，实现了腰部6个运动自由度的全方位康复训练。该腰部康复训练装置通过两种驱动方式的有效组合并且模块化后，可根据康复病人的病情以及个体的差异进行构型改变、调节训练强度和幅度大小，因此提高了适应性。
【技术实现步骤摘要】
一种六自由度并联腰部康复训练装置
本专利技术涉及医疗康复训练器械领域，具体是一种六自由度并联腰部康复训练装置。
技术介绍
由于社会老龄化和其它意外原因导致的腰部运动障碍的病人数量呈上升趋势，因此对提高腰部康复训练水平和效率有了进一步的要求。但是传统的康复治疗依赖于治疗师的经验及徒手操作技术，训练效率低下，工作量大，人力成本高。康复训练装置的产生有效地解决了以上问题，通过机器带动肢体做成千上万的重复性的运动，不仅将治疗师从繁重的体力劳动中解脱出来，康复治疗手段的量化有效地保证了康复治疗的质量。现有的技术条件下康复训练装置一般通过柔索驱动腰部进行转动,但柔索驱动转动的效果不是很明显,在这个过程中腰部转动的角度十分有限，很难适应较大角度的弯腰和摆动，且康复训练效率较低。另一些康复训练装置采用刚性驱动如气缸、电机驱动等，由于缺乏柔顺性被认为安全性能差。并且现有的装置最大的问题是其根据特定的参数数据设计，结构固定不可调，导致康复训练装置可调节性和适应性差，不能够根据康复病人的个体差异调节结构，致使实用性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种六自由度并联腰部康复训练装置，以解决现有技术存在的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种六自由度并联腰部康复训练装置，包括有机架，所述机架由多个竖向设置的框边、连接在多个框边顶部的机架上连接板及连接在多个框边底部的机架下连接板构成，且机架左侧两框边下部之间、右侧两框边下部之间、后侧两框边下部之间分别水平连接有横梁，其特征在于：所述机架下连接板上设置有站立平台，机架左侧、后侧、右侧的横梁上分别竖向安装有气动人工肌肉支撑单元，左侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向左延伸出来的水平连接杆上，右侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向右延伸出来的水平连接杆上，后侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向后延伸出来的水平连接杆上，康复腰带悬于站立平台上方，所述机架上连接板底面安装有多组柔索驱动单元，多组柔索驱动单元沿环形均匀分布在机架上连接板底面，每个柔索驱动单元包括固定在机架上连接板底面的驱动电机支架，驱动电机支架中安装有驱动电机，驱动电机输出轴水平设置，且驱动电机输出轴上安装有卷筒，卷筒上缠绕有柔索，机架上连接板底面对应每个驱动电机支架所在位置还分别安装有滑轮基座，滑轮基座中分别转动安装有定向滑轮组，每个柔索一端绕制在所缠绕的卷筒上，另一端分别从对应的柔索驱动单元侧面穿过，再绕过对应的定向滑轮组后向下连接在站立平台上。所述的一种六自由度并联腰部康复训练装置，其特征在于：所述定向滑轮组通过开口销及销轴转动安装在滑轮基座中。所述的一种六自由度并联腰部康复训练装置，其特征在于：所述气动人工肌肉支撑单元包括竖向设置的杆状气动人工肌肉，气动人工肌肉顶端套有支撑单元上套筒，气动人工肌肉底端套有支撑单元下套筒，支撑单元上、下套筒之间连接有套在气动人工肌肉上的弹簧，所述支撑单元上套筒顶部安装有支撑单元球铰链，支撑单元下套筒底部安装有支撑单元底座，气动人工肌肉顶端通过气动人工肌肉上连接件在支撑单元上套筒顶部与支撑单元球铰链连接，气动人工肌肉底端通过气动人工肌肉下连接件在支撑单元下套筒底部与支撑单元底座连接，且气动人工肌肉下连接件上设置有与气动人工肌肉内连通的进气孔，气动人工肌肉支撑单元中，支撑单元底座固定在机架左侧、后侧、右侧的横梁上，支撑单元球铰链与对应的连接杆连接。所述的一种六自由度并联腰部康复训练装置，其特征在于：所述康复腰带包括两个半环状康复腰带框架，其中第一个康复腰带框架向外延伸三根连接杆分别与气动人工肌肉支撑单元连接，且第一个康复腰带框架一端设置有铰接座，第二个康复腰带框架一端设置有铰接头，第二个康复腰带框架与第一个康复腰带框架对接为跑道形状，且康复腰带框架对接处铰接座、铰接头通过锁紧螺栓、锁紧螺母连接，铰接座、铰接头彼此接触的面之间设置有锁紧垫片，两康复腰带框架内壁还设置有可对合为跑道形状的海绵。本专利技术中，通过对气动人工肌肉充气、放气实现肌肉的收缩与伸长，改变气动人工肌肉支撑单元的长度，从而改变康复腰带以及康复病人的腰部相对于站立平台的角度，完成腰部弯腰、后仰、摆动等动作。本专利技术中，柔索驱动单元通过驱动电机带动卷筒改变柔索的长度，从而改变站立平台的高度以及位姿，四个柔索驱动部件相互配合带动人体下肢相对于腰部的左右、前后平动以及转动。与现有技术相比本专利技术具有以下优点：1、本专利技术装置中结构具有6个自由度，柔索驱动单元可以协助康复病人完成腰部X、Y、Z方向的平动以及Z方向上的转动，即协助康复病人完成腰部的前后、左右、上下平动以及扭腰动作；气动人工肌肉支撑单元协助康复病人完成X、Y方向上的转动以及Z方向的移动，即协助康复病人完成弯腰、后仰、左右摆动以及上下的平动；2、本专利技术装置中驱动方式使用气动人工肌肉与柔索相结合的方式，充分考虑到各自的特点：气动人工肌肉外形柔顺，动作平滑，响应快，其运动更接近于自然的生物运动；柔索驱动技术具有结构简单、惯性小、质量轻、安全性高以及模块化程度高等优点，将两种驱动方式有效组合，使得本专利技术装置兼具两种驱动方式的特点并且具有模块化程度高、结构可调等特点；3、本专利技术装置通过康复腰带以及结构的设计使得该专利技术装置可根据康复病人的人体差异作相应的结构调整，增加了本专利技术装置的适应性。并且通过气动人工肌肉支撑单元与柔索驱动单元的模块化，使得两个驱动单元可以同时工作也可以单独工作来完成患者的腰部康复训练，可通过各个单元的启动和停止按钮来控制每个单元的运行与否，康复病人可以根据自身需要作相应的运动强度和幅度的调整，从而达到更好的康复训练效果。附图说明图1是康复训练并联装置的整体结构示意图。图2是气动人工肌肉支撑单元示意图。图3是气动人工肌肉支撑单元的剖视图。图4是柔索驱动单元示意图。图5是定向滑轮组结构局部示意图。图6是康复腰带局部结构示意图。具体实施方式如图1、图4、图5所示，一种六自由度并联腰部康复训练装置，包括有机架2，机架2由多个竖向设置的框边、连接在多个框边顶部的机架上连接板19及连接在多个框边底部的机架下连接板构成，且机架2左侧两框边下部之间、右侧两框边下部之间、后侧两框边下部之间分别水平连接有横梁，机架2下连接板上设置有站立平台5，机架2左侧、后侧、右侧的横梁上分别竖向安装有气动人工肌肉支撑单元4，左侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向左延伸出来的水平连接杆上，右侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向右延伸出来的水平连接杆上，后侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向后延伸出来的水平连接杆上，且康复腰带3悬于站立平台5上方，机架上连接板19底面安装有多组柔索驱动单元1，多组柔索驱动单元1沿环形均匀分布在机架上连接板19底面，每个柔索驱动单元1包括固定在机架上连接板19底面的驱动电机支架14，驱动电机支架14中安装有驱动电机15，驱动电机15输出轴水平设置，且驱动电机15输出轴上安装有卷筒16，卷筒16上缠绕有柔索17，机架上连接板19底面对应每个驱动电机支架14所在位置还分别安装有滑轮基座22，滑轮基座22中分别转动安装有定向滑轮组18，每个柔索17一端绕制在所缠绕的卷筒16上，另一端分别从对应的柔索驱动单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种六自由度并联腰部康复训练装置，包括有机架，所述机架由多个竖向设置的框边、连接在多个框边顶部的机架上连接板及连接在多个框边底部的机架下连接板构成，且机架左侧两框边下部之间、右侧两框边下部之间、后侧两框边下部之间分别水平连接有横梁，其特征在于：所述机架下连接板上设置有站立平台，机架左侧、后侧、右侧的横梁上分别竖向安装有气动人工肌肉支撑单元，左侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向左延伸出来的水平连接杆上，右侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向右延伸出来的水平连接杆上，后侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向后延伸出来的水平连接杆上，康复腰带悬于站立平台上方，所述机架上连接板底面安装有多组柔索驱动单元，多组柔索驱动单元沿环形均匀分布在机架上连接板底面，每个柔索驱动单元包括固定在机架上连接板底面的驱动电机支架，驱动电机支架中安装有驱动电机，驱动电机输出轴水平设置，且驱动电机输出轴上安装有卷筒，卷筒上缠绕有柔索，机架上连接板底面对应每个驱动电机支架所在位置还分别安装有滑轮基座，滑轮基座中分别转动安装有定向滑轮组，每个柔索一端绕制在所缠绕的卷筒上，另一端分别从对应的柔索驱动单元侧面穿过，再绕过对应的定向滑轮组后向下连接在站立平台上。...
【技术特征摘要】
1.一种六自由度并联腰部康复训练装置，包括有机架，所述机架由多个竖向设置的框边、连接在多个框边顶部的机架上连接板及连接在多个框边底部的机架下连接板构成，且机架左侧两框边下部之间、右侧两框边下部之间、后侧两框边下部之间分别水平连接有横梁，其特征在于：所述机架下连接板上设置有站立平台，机架左侧、后侧、右侧的横梁上分别竖向安装有气动人工肌肉支撑单元，左侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向左延伸出来的水平连接杆上，右侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向右延伸出来的水平连接杆上，后侧的气动人工肌肉支撑单元顶端连接在康复腰带向后延伸出来的水平连接杆上，康复腰带悬于站立平台上方，所述机架上连接板底面安装有多组柔索驱动单元，多组柔索驱动单元沿环形均匀分布在机架上连接板底面，每个柔索驱动单元包括固定在机架上连接板底面的驱动电机支架，驱动电机支架中安装有驱动电机，驱动电机输出轴水平设置，且驱动电机输出轴上安装有卷筒，卷筒上缠绕有柔索，机架上连接板底面对应每个驱动电机支架所在位置还分别安装有滑轮基座，滑轮基座中分别转动安装有定向滑轮组，每个柔索一端绕制在所缠绕的卷筒上，另一端分别从对应的柔索驱动单元侧面穿过，再绕过对应的定向滑轮组后向下连接在站...
【专利技术属性】
技术研发人员：訾斌，尹光才，曾亿山，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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