站立辅助拖拽装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于站立辅助的绳索牵引拖曳机构及其控制方法，包括拖拽机构，所述拖拽机构包括收绳机构、自锁机构、安装板、电控机构、绳索限位装置以及绳索，其中：收绳机构、自锁机构、绳索限位装置设置在安装板上；绳索卷绕在收绳机构上，绳索的一端自收绳机构伸出，穿过绳索限位装置和自锁机构，并连接助力装置；电控机构控制自锁机构自锁或解锁绳索，控制收绳机构收放绳索。本发明专利技术能够辅助使用者以一种接近正常人站立的方式站立起来，有助于使用用户的康复训练。既减轻了用户上肢用力，又保证了用户的安全性。本发明专利技术具有结构简单，操作容易，自动化程度高，性能稳定可靠等优点，既提升了使用用户的舒适度，也减轻了护理人员的工作量。的工作量。的工作量。

【技术实现步骤摘要】
站立辅助拖拽装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及医疗辅助器械
，具体地，涉及站立辅助拖拽装置及其控制 方法。

技术介绍

[0002]我国人口老龄化和残疾使用用户数量的增加给日常护理工作带来了巨大的负担。 由于年龄的增长或其他疾病导致的下肢肌力下降是老年人和残疾人出现站立和行 走困难的主要原因，如果能够使用设备完成对使用用户的搬运，就可以减轻护理人 员的工作量。
[0003]公开号为CN 108217346 A的中国专利技术专利设计了一种缆绳收放装置，能采用 绞缆机、压绳机、导缆机、铺缆行走装置、储缆舱和张紧装置有序组合实现收 缆、放缆和储存缆绳功能，提高收放缆绳的效率。但该专利主要适用于工业领 域，整个机构结构复杂，操作繁琐，使用用户的学习成本比较大，并不适用于医 疗辅助康复设备领域。
[0004]公开号为CN 111285192 A的中国专利技术专利设计了一种绳索收纳架。该装置能 够对绳索进行缠绕收纳，在收纳时直接将绳索缠绕在两绕线杆上，并且可以对两 绕线杆之间的距离进行调节，使绳索的收纳更加方便快捷。但该装置无法自动完 成绳索的收放，自动化程度很低，导致操作过程过于复杂，仅凭使用用户无法一人 完成绳索的收放，增大了使用用户在使用过程中的难度。
[0005]公开号为CN 105883487 A的中国专利技术专利设计了一种绝缘绳自动收绳装置。该装 置克服了现有技术之不足，其能有效解决现有绝缘绳存在的在使用前解开绝缘绳时易 打结、绝缘检测不方便、不易发现绝缘绳中的断股缺陷和存在安全隐患的问题，结构 合理而紧凑，使用方便。但该装置无法实现绳索的自锁，在绳索收紧后无法对使用用 户进行固定，因而达不到减轻使用用户上肢用力的效果。
[0006]Toshiharu Mukai等人(Toshiharu Mukai,Shinya Hirano,et al, Development of a Nursing
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Care Assistant Robot RIBA That Can Lift a Human in Its Arms.In:International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.5996
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6001,2010)设计了一种名为RIBA的护理机器人，它能够利用双臂将使用 用户托举起来从而完成从病床到轮椅的转移，机器人在使用过程中仍然需要护理人员 的协助，护理人员通过监测环境来设定机器人的动作，而机器人则负责搬运转移使用 用户。该机器人虽然减轻了护理人员的体力劳动，但还需要护理人员的参与，没有提 升使用用户的自主活动能力。同时，机器人在将使用用户托举在半空中时，并没有使 用安全带将使用用户固定，搬运过程也存在一定的危险性。
[0007]Milad Geravand等人(Milad Geravand,Peter Zeno Korondi,et al,Humansit
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to
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stand transfer modeling towards intuitive and biologically
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inspiredrobot assistance.)在文章中提出了一种辅助站立机器人，可以协助下肢无力的使用 用户实现自主站立。Milad Geravand等人提出了自然站立和辅助站立的人体生物力学 模型，通过建立损失函数以及将人体的非线性生物力学特性和物理限制考虑其中，得 到了最佳的人体
辅助站立轨迹曲线，并在辅助站立机器人上进行了实验验证。该文提 出的机器人虽然配有安全带，但安全带并不提供助力，使用用户需要双手紧握扶手才 能得到助力，这无疑降低了使用用户使用过程中的舒适度。与此同时，该安全带并不 具有自动收紧以及固定人体的能力，需要护理人员加以协助，自动化程度较低，操作 繁琐，使用用户的自主活动受到了很大的限制。
[0008]Ahmed Asker等人(Ahmed Asker&Samy F.M.Assal(2019)A Systematicapproach for designing a multi
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function sit
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to
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stand mobility assistivedevice based on performance optimization,Advanced Robotics,33:2,90
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105) 提出了一种基于并联操纵器的辅助装置，以协助下肢无力的使用用户进行各种下 肢活动。该装置通过在使用用户后背加装一个背部支撑带来保证使用用户在站立 完成之后不会后倾，没有在使用用户的臀部安装助力带，仅仅通过腋窝下的刚性 元件来对使用用户提供支撑，长时间使用会导致使用用户有较大的不舒适感。
[0009]Guangming Xiong等人(Guangming Xiong,Jianwei Gong et cl,Developmentof Assistant Robot with Standing
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up Devices for Paraplegic Patients andElderly People,IEEE/ICME International Conference on Complex MedicalEngineering)设计了一种辅助截瘫使用用户以及老年人站立和转移的设备。该设备在 使用用户的腰部以及臀部分别加装了安全带和助力带，既保证了使用用户的安全，又 为使用用户提供了助力，舒适度和安全性都可以得到保证。但两个带子的装拆全部需 要人手动完成，操作较为繁琐，频繁使用会造成使用用户心理上的厌烦感，在提升使 用用户舒适性方面还需要加以改进。
[0010]Fabio DallaLibera等人(Fabio DallaLibera,Yuko Tsusaka et cl,Analysisof velocity
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s influence on forces and muscular activity in the context ofsit
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to
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stand motion assisted by an elderly care robot,InternationalConference on Intelligent Robots and Systems(IROS))设计了一种利用机械臂来 辅助使用用户站立的设备。在使用设备时，使用用户首先穿上一种机械臂末端固定于 胸前的衣服，机械臂通过给衣服施加作用力来抬升使用用户，衣服起到了助力带和安 全带的双重作用。但是，在抬升过程中，衣服可能会给使用用户的腋窝以压迫感，降 低了使用用户的舒适度；同时，该设备必须在护理人员的操作以及监测之下才能完成 活动，这无疑降低了使用用户的自主活动能力。
[0011]经检索发现，专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种站立辅助拖拽装置，其特征在于，包括拖拽机构，所述拖拽机构包括收绳机构、自锁机构、安装板、电控机构、绳索限位装置以及绳索，其中：收绳机构、自锁机构、绳索限位装置设置在安装板上；绳索卷绕在收绳机构上，绳索的一端自收绳机构伸出，穿过绳索限位装置和自锁机构，并连接助力装置；电控机构控制自锁机构自锁或解锁绳索，控制收绳机构收放绳索。2.根据权利要求1所述的站立辅助拖拽装置，其特征在于，所述收绳机构包括收绳电机和卷绳轮，所述收绳电机与所述卷绳轮同轴设置，所述收绳电机驱动所述收绳轮转动。3.根据权利要求2所述站立辅助拖拽装置，其特征在于，所述收绳电机上设有编码器。4.根据权利要求1所述的站立辅助拖拽装置，其特征在于，所述自锁机构包括自锁电机、偏心轮、片弹簧组件、棘轮，其中：片弹簧组件对棘轮组件产生作用力，使棘轮靠近挤压绳索，棘轮锁定绳索的运动；所述自锁电机驱动偏心轮转动，偏心轮的远心端对棘轮产生作用力，并克服片弹簧组件的作用力，使棘轮远离绳索，棘轮解锁绳索的运动。5.根据权利要求1所述的站立辅助拖拽装置，其特征在于，所述绳索限位装置包括第一滚轮和第二滚轮，第一滚轮和第二滚轮均设置在安装板上，第一滚轮和第二滚轮对绳索进行引导限位。6.根据权利要求1所述的站立辅助拖拽装置，其特征在于，所述电控机构包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景川，王友，项柏涵，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：