一种两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人，包括框架体及顶板，框架体内设有束脚环，束脚环与顶板上的牵引装置相连，牵引装置包括与束脚环相连的拉带以及与拉带相连的绕带滚筒，绕带滚筒在高速电机的驱动下转动以实现拉带的收放，从而调整束脚环的上下位置；还包括与顶板相连的丝杠螺母装置，丝杠螺母装置在低速电机的驱动下带动顶板沿框架体的宽度方向位移以调整束脚环的前后位置

【技术实现步骤摘要】
一种两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人


[0001]本技术涉及康复机器人领域，具体涉及一种两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人
。

技术介绍

[0002]下肢瘫痪是因中枢神经系统受损而导致的身体下肢完全或者大部分失去其运动能力的疾病
。
在机器人技术高速发展之前，下肢瘫痪患者的康复手段只有传统的康复锻炼方法，这种方法需要医师以及护理师的全程看护与指导
。
由于康复训练师的数量并不能完成与患者数量的匹配，这造成了康复治疗的高额治疗费用与较高的风险
。
因此，大部分患者都不能及时获得康复治疗
。
为了应对大量的下肢瘫痪患者，使用机器人技术来帮助患者复健成为了当今患者康复的一个重要手段
。
利用康复机器人进行康复训练，不仅可以有效降低患者的花销，而且可以比通过治疗师辅助治疗更可能得到相同或更好的功能修复
。
[0003]下肢康复机器人主要通过与患者下肢捆绑或穿戴连接，利用定制机械关节模拟正常人的下肢运动来带动患者展开下肢康复训练，但目前已存在的卧式下肢康复机器人大部分都是刚性连接，对应机构会直接固定在患者小腿
、
脚踝或整体腿部，例如申请号：
CN201910267329.7
公开了一种卧式下肢康复机器人训练机构，采用的传动方式为齿柱带动同步带上踏板做直线往复屈伸运动，以及涡轮转盘机构带动踏板做往复摆动，该机器人实施方式依靠简单的线性运动以实现腿部的屈伸运动
。
该康复机构的训练运动方式较为单一，且对患者下肢基础状况有一定的使用要求，对（适宜进行康复运动的）手术初期或是瘫痪较为严重的患者并不友好；且康复训练运动本应是从轻微缓和开始，再逐步加强的动态过程
。
申请号
CN201911155378.8
公开了一种柔索驱动卧式下肢康复机器人，该机器人依靠双柔索伸缩实现腿部的上抬动作，配合滚珠丝杠模组的直线运动以补偿腿部前后屈伸运动，且使用弧形导轨辅助增加腿部的开合自由度
。
尽管引入了柔性驱动，但腿部的完整抬升运动是腿部抬升与屈伸动作的动态组合，该机器人将这两种运动方式分离，无法时刻与正常人体腿部运动轨迹保持一致，况且下肢瘫痪患者对腿部感知并不清晰敏锐，该康复机构存在严重的二次损伤可能性
。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服上述弊端提供一种两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人
。
[0005]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：包括框架体及设置在框架体顶部的顶板，所述的框架体内设有用于固定患者脚踝的束脚环，所述的束脚环与设置在顶板上的牵引装置相连，所述的牵引装置包括与束脚环相连的拉带以及与拉带相连的绕带滚筒，所述的绕带滚筒在高速电机的驱动下转动以实现拉带的收放，从而调整束脚环的上下位置；还包括与顶板相连的丝杠螺母装置，所述的丝杠螺母装置在低速电机的驱动下带动顶板沿框架体的宽度方向位移以调整束脚环的前后位置，所述的牵引装置与丝杠螺母装置
同时动作，从而保证患者在康复训练中拉带始终与患者的脚踝保持在同一直线上
。
[0006]所述的拉带包括并列设置的第一拉带与第二拉带，所述第一拉带与第二拉带的一端分别通过圆环与束脚环固连，所述第一拉带与第二拉带的另一端分别和第一绕带滚筒及第二绕带滚筒固定，所述第一绕带滚筒与第二绕带滚筒固定在同一根滚筒轴上，所述的高速电机通过带传动机构与滚筒轴相连，所述的滚筒轴通过轴承座固定在顶板的下板面上
。
[0007]所述束脚环的后侧设有竖直方向布置的脚部挡板，所述脚部挡板的顶部与顶板的下板面相固定，患者的脚踝穿入束脚环后使脚掌与脚部挡板相抵靠
。
[0008]所述的顶板上开设有与第一绕带滚筒相配合的第一限位孔以及与第二绕带滚筒相配合的第二限位孔，所述的第一限位孔及第二限位孔用以限制第一绕带滚筒及第二绕带滚筒在滚筒轴上的轴向位移
。
[0009]所述的带传动机构包括与高速电机输出轴相连的第一带轮
、
与滚筒轴相连的第二带轮以及连接第一带轮与第二带轮的皮带，所述的高速电机固定在顶板上，所述的顶板上开设有供皮带穿过的槽口
。
[0010]所述框架体的顶部沿框架体的宽度方向设置有滑轨，所述顶板的下板面设有与滑轨相配合的滑块，所述的丝杠螺母装置包括滚珠丝杠以及与滚珠丝杠相配合的螺母座，所述滚珠丝杠的两端分别通过固定座及支撑座与框架体连接，所述的低速电机连接在固定座上，且低速电机的输出轴通过梅花联轴器与滚珠丝杠连接，所述的螺母座与顶板固连，低速电机驱动滚珠丝杠转动从而带动顶板且滑轨限定的方向滑动
。
[0011]由上述技术方案可知，本技术通过高速电机驱运牵引机构动作，从而带动患者的下肢进行直腿抬升运动，并同时通过低速电机的同步运动对束脚环在抬或过程中的运动轨迹进行水平方向的运动补偿，使患者腿部的康复运动更符合人体平时行动时的状况
。
附图说明
[0012]图1是本技术的结构示意图一
。
[0013]图2是本技术的结构示意图二
。
[0014]图3是本技术牵引装置与丝杠螺母装置的结构示意图一
。
[0015]图4是本技术牵引装置与丝杠螺母装置的结构示意图二
。
[0016]图5是本技术顶板的结构示意图
。
[0017]图6是本技术丝杠螺母装置的结构示意图
。
[0018]图7是本技术的使用状态图
。
[0019]上述附图中的标记为：框架体
1、
滑轨
11、
顶板
2、
第一限位孔
21、
第二限位孔
22、
槽口
23、
滑块
24、
束脚环
3、
脚部挡板
31、
高速电机
4、
低速电机
5、
梅花联轴器
51、
第一拉带
61、
第二拉带
62、
圆环
63、
第一绕带滚筒
64、
第二绕带滚筒
65、
滚筒轴
66、
轴承座
661、
第一带轮
67、
第二带轮
68、
皮带
69、
滚珠丝杠
71、
螺母座
72、
固定座
73、
支撑座
74。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本技术做进一步说明：
[0021]如图
1、
图2所示的一种两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人，包括框架体1及设置在框架体1顶部的顶板2，框架体1内设有用于固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人，其特征在于：包括框架体（1）及设置在框架体（1）顶部的顶板（2），所述的框架体（1）内设有用于固定患者脚踝的束脚环（3），所述的束脚环（3）与设置在顶板（2）上的牵引装置相连，所述的牵引装置包括与束脚环（3）相连的拉带以及与拉带相连的绕带滚筒，所述的绕带滚筒在高速电机（4）的驱动下转动以实现拉带的收放，从而调整束脚环（3）的上下位置；还包括与顶板（2）相连的丝杠螺母装置，所述的丝杠螺母装置在低速电机（5）的驱动下带动顶板（2）沿框架体（1）的宽度方向位移以调整束脚环（3）的前后位置，所述的牵引装置与丝杠螺母装置同时动作，从而保证患者在康复训练中拉带始终与患者的脚踝保持在同一直线上
。2.
根据权利要求1所述的两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人，其特征在于：所述的拉带包括并列设置的第一拉带（
61
）与第二拉带（
62
），所述第一拉带（
61
）与第二拉带（
62
）的一端分别通过圆环（
63
）与束脚环（3）固连，所述第一拉带（
61
）与第二拉带（
62
）的另一端分别和第一绕带滚筒（
64
）及第二绕带滚筒（
65
）固定，所述第一绕带滚筒（
64
）与第二绕带滚筒（
65
）固定在同一根滚筒轴（
66
）上，所述的高速电机（4）通过带传动机构与滚筒轴（
66
）相连，所述的滚筒轴（
66
）通过轴承座（
661
）固定在顶板（2）的下板面上
。3.
根据权利要求1所述的两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人，其特征在于：所述束脚环（3）的后侧设有竖直方向布置的脚部挡板（
31
），所述脚部挡板（
31
）的顶部与顶板（2）的下板面相固定，患者的脚踝穿入束脚环（3）后使脚掌与脚部挡板（
31
）相抵靠
。4.
根据权利要求1所述的两自由度牵引索卧式下肢康复训练机器人，其特征在于：所述的顶板（2）上开设有与第一绕带滚筒（
64

【专利技术属性】
技术研发人员：王正雨，闫圣达，樊锦川，李若瑜，吕振毅，韩继彬，刘旭昌，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：