一种多维腰椎牵引康复机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种多维腰椎牵引康复机器人，包括上床体及其附件、下床体及其附件、俯仰装置、侧弯装置、翻转装置、纵向拉伸装置、支撑组件、理疗组件、计算机控制与采集系统；可在计算机控制与采集系统的控制下，分别实现俯仰、侧弯、翻转和纵向拉伸四个维度的腰椎牵引，对腰椎疾病患者可以进行全方位的康复治疗，配合多种康复治疗程序，本发明专利技术可以大大缩短腰椎疾病的康复时间。

A multi-dimensional lumbar traction rehabilitation robot

The invention discloses a multidimensional lumbar traction rehabilitation robot, which comprises an upper bed and its accessories, an lower bed and its accessories, a pitching device, a lateral bending device, a turning device, a longitudinal stretching device, a supporting component, a physiotherapy component, a computer control and acquisition system, and can be divided into two parts under the control of a computer control and acquisition system. In order to avoid the four dimensions of lumbar traction, such as pitching, lateral bending, inversion and longitudinal stretching, the lumbar vertebral disease patients can be treated with comprehensive rehabilitation therapy, and the rehabilitation time of the lumbar vertebral disease can be greatly shortened by the present invention.

【技术实现步骤摘要】
一种多维腰椎牵引康复机器人
本专利技术涉及康复医疗机器人领域，尤其涉及一种多维腰椎牵引康复机器人。
技术介绍
腰肌劳损，又称功能性腰痛、慢性下腰损伤、腰臀肌筋膜炎等，实为腰部肌肉及其附着点筋膜或骨膜的慢性损伤性炎症，是腰痛的常见原因之一，主要症状是腰或腰骶部胀痛、酸痛，反复发作，疼痛可随气候变化或劳累程度而变化，如日间劳累加重，休息后可减轻时轻时重，为临床常见病，多发病，发病因素较多。其日积月累，可使肌纤维变性，甚而少量撕裂，形成瘢痕、纤维索条或粘连，遗留长期慢性腰背痛。目前，临床的主要治疗方法有药物治疗、牵引法、按摩法、物理法、微创疗法。牵引疗法的治疗是通过骨盆牵引来增加椎间隙之间的宽度从而为腰椎间盘的内压有所渐增，对减缓神经根的压迫和刺激有着很好的效果。不过这类疗法一定要在正规医生的指导下进行，否则很容易让病情加剧。然而，医师数量有限而患者较多时便不易使所有患者都得到及时的康复训练，此时如果借助医疗机械进行康复便有很大希望提高康复的效率和效果。随着医疗机械的不断发展，很多研究者利用机械学、力学、电磁学、机器人学等学科的研究成果，结合医学理论设计出新的康复训练方法。康复医疗机器人作为一种自动化康复医疗设备可以帮助患者进行科学而有效的康复训练来恢复其损伤部位的运动机能。目前国内针对腰椎康复治疗的已有一些专利成果，而这些成果均有一定地局限性，如能够运动的自由度较少、模拟医师治疗过程能力不足、固定不够平稳、穿戴不够舒适等。
技术实现思路
本专利技术主要针对于腰椎扭伤患者、腰椎功能退化、腰椎损伤恢复、腰椎或腰部术后恢复，结合机器人学、人体运动学、人机工程学等理论进行机械设计，提出了一种多维腰椎牵引康复机器人，该机器人是基于腰椎牵引物理治疗理论研制的国际首款全姿态、多角度、精准柔和力控牵引的腰椎病康复治疗的机器人。为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案如下：一种多维腰椎牵引康复机器人，其特征在于，该机器人包括上床体、下床体、支撑组件、侧弯装置、俯仰装置、纵向拉伸装置、理疗组件、计算机控制与采集系统，其中所述上床体和下床体分别用于固定患者的胸部和下身，所述支撑组件用于支撑所述机器人；所述上床体底部固定在一个可转动轴的一端上，该可转动轴的另一端穿过轴套机构，所述侧弯装置包括一个缸，该缸的一端通过销轴机构固定在支撑组件上，另一端通过销轴机构连接到可转动轴的另一端，从而所述侧弯装置通过缸的伸缩带动上床体的侧弯运动；所述轴套机构包括一根伸向下床体方向的轴，所述轴套在一个套筒内，并可在套筒内旋转，所述套筒铰接到支撑组件上；所述翻转装置包括一个缸，该缸用于带动所述轴套机构的轴旋转，从而带动上床体的翻转运动；所述俯仰装置包括一个缸，该缸用于带动套筒围绕其铰接点旋转，从而带动上床体的俯仰运动；所述纵向拉伸装置包括一个缸，该缸用于拉动所述下床体在支撑组件的支撑杆上纵向滑动；所述理疗组件包括上床体组件和下床体组件，用于实现对患者的理疗辅助治疗；所述计算机控制与采集系统可主动控制上述四个缸的伸缩，也可被动采集记录四个缸的运动过程，将采集到的运动过程信息存档到数据库文件中，之后能根据所述数据库文件控制四个缸的伸缩，从而复现缸的运动过程。优选的，每个缸上都安装了一个位移传感器，可以检测每个缸的伸缩量，计算机控制与采集系统根据所述位移传感器控制每个缸伸或缩的最大位移。优选的，计算机控制与采集系统可根据侧弯装置、翻转装置、俯仰装置的3个缸的伸缩程度，计算患者腰椎在相应的三个方向的旋转角度A1、A2、A3；计算机控制与采集系统进行实时监控，并判断下述4个公式是否成立，即A1<N1A2<N2A3<N3(A1+A2+A3)<N4其中，N1、N2、N3、N4都是事先设定的阈值，一旦发现上述4个公式有一个不成立，计算机控制系统立即重置整个机器人，将机器人恢复到初始的未牵引状态。优选的，所述阈值由厂家设定默认值，并可由用户自行设定。本专利技术的技术效果是：本专利技术的机器人可以实现四个自由度的运动，对腰椎疾病患者可以进行全方位的康复治疗，配合多种康复治疗程序，本专利技术可以大大缩短腰椎疾病的康复时间。【附图说明】此处所说明的附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：图1是本专利技术的总体结构示意图；图2是本专利技术侧弯装置示意图；图3和图4是本专利技术翻转装置示意图；图5和图6是本专利技术俯仰装置示意图；图7是本专利技术纵向拉伸装置示意图。【具体实施方式】下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的不当限定。参见附图1，本专利技术的多维腰椎牵引康复机器人在总体结构上包括上床体及其附件、下床体及其附件、支撑组件、侧弯装置、翻转装置、俯仰装置、纵向拉伸装置、理疗组件、计算机控制及采集系统。总体而言，患者通过上床体的附件(即一种穿戴式装置)将上身胸部固定在上床体上，同时通过下床体的附件(也是一种穿戴式装置)将患者下身固定在下床体上，支撑组件用于支撑整个机器人(包括上床体和下床体)。上床体连接了俯仰装置、侧弯装置和翻转装置，用于分别实现患者腰椎的俯仰牵引拉伸、侧弯牵引拉伸和翻转牵引拉伸；下床体连接纵向拉伸装置，用于实现患者腰椎的纵向牵引拉伸。理疗组件分为上床体组件和下床体组件，实现对患者背部的理疗辅助治疗。计算机控制与采集系统通过人机操作界面对侧弯装置、翻转装置、俯仰装置、纵向拉伸装置分别进行控制与运动采集。参见附图2，所述上床体的底部固定在一个可转动轴上，该可转动轴一端连接上床体，另一端穿过一个轴套机构，所述轴套机构固定在支撑组件上。所述侧弯装置包括一个缸，其安装在上床体的下方，缸的缸筒一端通过销轴机构固定在支撑组件上，活塞杆一端通过销轴机构连接到可转动轴的下方，当侧弯装置的缸伸缩时，其通过销轴机构给可转动轴施加偏心力，使得可转动轴旋转，从而带动上床体的旋转(即上床体侧弯运动)。附图3和附图4示出的是本专利技术的翻转装置以及轴套机构，从附图4可以看出，该轴套机构除了穿过上述可转动轴的立方体，该立方体还向下床体方向固定连接了一根轴，该轴是套在一个套筒内，并可在套筒内旋转，所述套筒铰接到支撑组件上。所述翻转装置包括一个缸，缸的缸筒一端通过销轴机构固定在支撑组件上，活塞杆一端通过销轴机构连接到轴套机构的轴上，因此当翻转装置的缸伸缩时，其通过销轴机构给上述轴施加偏心力，从而使得上述轴旋转，带动轴套机构的立方体旋转，由于上床体固定连接到可转动轴，可转动轴又穿过该立方体，因此该立方体的旋转将带动上床体的翻转运动。附图5和附图6示出的是本专利技术的俯仰装置，所述俯仰装置包括一个缸和一个连接件，所述连接件固定连接到轴套机构的套筒上，所述俯仰装置的缸的缸筒一端通过销轴机构连接到支撑组件上，活塞杆一端通过销轴机构连接到所述连接件上。当俯仰装置的缸伸缩时，其将带动套筒，由于套筒是铰接到支撑组件上，因此套筒将以铰接点为中心旋转，从而使得整个轴套机构旋转，最终带动上床体的俯仰运动。附图7示出的是本专利技术的纵向拉伸装置，所述纵向拉伸装置包括一个缸，该缸的缸筒一端通过销轴机构固定在支撑组件上，活塞杆一端通过销轴机构连接到下床体上，而下床体是通过滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多维腰椎牵引康复机器人，其特征在于，该机器人包括上床体、下床体、支撑组件、侧弯装置、俯仰装置、纵向拉伸装置、理疗组件、计算机控制与采集系统，其中所述上床体和下床体分别用于固定患者的胸部和下身，所述支撑组件用于支撑所述机器人；所述上床体底部固定在一个可转动轴的一端上，该可转动轴的另一端穿过轴套机构。所述侧弯装置包括一个缸，该缸的一端通过销轴机构固定在支撑组件上，另一端通过销轴机构连接到可转动轴的另一端，从而所述侧弯装置通过缸的伸缩带动上床体的侧弯运动；所述轴套机构包括一根伸向下床体方向的轴，所述轴套在一个套筒内，并可在套筒内旋转，所述套筒铰接到支撑组件上；所述翻转装置包括一个缸，该缸用于带动所述轴套机构的轴旋转，从而带动上床体的翻转运动；所述俯仰装置包括一个缸，该缸用于带动套筒围绕其铰接点旋转，从而带动上床体的俯仰运动；所述纵向拉伸装置包括一个缸，该缸用于拉动所述下床体在支撑组件的支撑杆上纵向滑动；所述理疗组件包括上床体组件和下床体组件，用于实现对患者的理疗辅助治疗；所述计算机控制与采集系统可主动控制上述四个缸的伸缩，也可被动采集记录四个缸的运动过程，将采集到的运动过程信息存档到数据库文件中，之后能根据所述数据库文件控制四个缸的伸缩，从而复现缸的运动过程。...

【技术特征摘要】
1.一种多维腰椎牵引康复机器人，其特征在于，该机器人包括上床体、下床体、支撑组件、侧弯装置、俯仰装置、纵向拉伸装置、理疗组件、计算机控制与采集系统，其中所述上床体和下床体分别用于固定患者的胸部和下身，所述支撑组件用于支撑所述机器人；所述上床体底部固定在一个可转动轴的一端上，该可转动轴的另一端穿过轴套机构。所述侧弯装置包括一个缸，该缸的一端通过销轴机构固定在支撑组件上，另一端通过销轴机构连接到可转动轴的另一端，从而所述侧弯装置通过缸的伸缩带动上床体的侧弯运动；所述轴套机构包括一根伸向下床体方向的轴，所述轴套在一个套筒内，并可在套筒内旋转，所述套筒铰接到支撑组件上；所述翻转装置包括一个缸，该缸用于带动所述轴套机构的轴旋转，从而带动上床体的翻转运动；所述俯仰装置包括一个缸，该缸用于带动套筒围绕其铰接点旋转，从而带动上床体的俯仰运动；所述纵向拉伸装置包括一个缸，该缸用于拉动所述下床体在支撑组件的支撑杆上纵向滑动；所述理疗组件包括上床体组件和下床体组件，用于实现对患者的理疗辅助治疗；所述计算机控制与采集系统可主动控制上述四个缸的伸缩，也可...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，
申请(专利权)人：哈工天愈中山机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44