一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人制造技术

一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人，属于康复训练机器人

【技术实现步骤摘要】
一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人


[0001]本专利技术属于康复训练机器人，尤其涉及一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人
。

技术介绍

[0002]平衡是支撑面上保持重心的能力，也是指人体在不同的环境和姿势下维持身体直立状态的能力
。
平衡障碍患者失稳的原因可能有视觉系统
、
中枢神经系统或者足底深感觉系统存在异常
。
对于中枢受损这种状况，在一定的条件下，神经细胞的轴突末端可以形成新的突起
、
产生新的突触，如果反复刺激中枢，就会建立起新的接近正常的神经通路，改善平衡障碍状况
。
患者在不同环境下
、
有针对性地重复不同形式的行走训练，可以不断向大脑中枢输入正常平衡感知信号，促进大脑可塑性康复，提高下肢
/
骨盆等核心区肌力和肌肉控制能力，改善不同类型的平衡障碍
。
[0003]目前的平衡障碍康复训练机器人，如中国专利“CN112957691A”公开了“融合人体深感觉与前庭觉的体感模拟并联运动平台”，通过滑块运动的带动，动平台可实现前庭觉模拟和深感觉模拟，既可以各自独立实现，又可以融合实现，从而可实现人体对多种多样的运动平衡状态的感知，是医疗领域平衡障碍康复训练机器人的一大进步
。
其利用并联机器人的大负载高刚度特征，模拟人体的前庭觉输入和运动体感的仿真输入
。
由两套并联机器人即两个运动单元构成，
L
型基座实现了整体结构的支撑和直线副的安装，考虑到平衡障碍患者的使用需求，通过直线副的并行布置形式，可在保证稳定性的基础上降低动平台的高度
。
直线副作为主动副，可完成水平方向的一维滑动，其驱动力与运动通过连杆与连接球铰传递到末端动平台，使动平台的运动具有六自由度
。
人脚踩在动平台上，每个动平台作为人一只脚的支撑点，两个动平台完成对患者的支撑，患者可在悬吊装置等辅助装置的帮助下实现站立
。
上述专利由两个动平台相互配合，主动带动人体运动，可帮助患者实现对多种多样运动的模拟
。
上述专利作为医疗行业康复训练机器人领域一种新构型的运动模拟平台，采用6‑
ssp
并联机器人构型，可不断模拟人体失稳等运动过程，使平衡障碍患者产生前庭觉与深感觉感受，反复刺激受损部位神经，建立新的正常的神经通路，辅助平衡障碍患者完成康复训练
。
[0004]虽然上述专利可以使平衡障碍患者产生前庭觉与深感觉感受，反复刺激受损部位神经，建立新的正常的神经通路，辅助平衡障碍患者完成康复训练，但是其仅能实现6自由度的运动，患者所能体验的运动模式有限，无法达到深层刺激
。
而且上述专利的运动空间有限
、
运动性能有待提升
、
运动平台完成旋转运动的能力有限，且运动过程中患者腿部与机器人易发生干涉，存在安全问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是：现有的平衡障碍康复训练机器人仅能实现6自由度的运动，运动空间有限，运动性能较差，患者所能体验的运动模式有限，运动幅度较小，无
法达到深层刺激；进而提供一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人
。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：
[0007]一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人，其包括支撑架体
、
两个前庭觉平台机构
、
两个深感觉平台机构和传感器系统；两个所述的前庭觉平台机构对称安装在支撑架体内的两个侧壁上，每个前庭觉平台机构上安装一个深感觉平台机构；所述的传感器系统安装在平衡障碍患者的身体上和脚底部；
[0008]每个前庭觉平台机构包括三个直线副
、
六根连杆和一个前庭觉末端平台；三个所述的直线副纵向等间隔安装在支撑架体的内侧壁上，且每个直线副水平设置；所述的前庭觉末端平台的一侧侧壁上由上至下设置三组连接点，每组连接点对应同一层次的直线副；每个直线副分别对应两根连杆，每根连杆的一端铰连接在直线副上并沿着直线副的滑动方向进行水平方向的移动，每根连杆的另一端铰连接在前庭觉末端平台上与其对应的连接点上；两个前庭觉平台机构上的前庭觉末端平台相对设置在平衡障碍患者的两侧；
[0009]每个深感觉平台机构包括上连接板
、
下安装板
、
脚踏板
、
三个电动缸和三个电机，所述的上连接板和下安装板上下相对水平设置，三个所述的电动缸和电机周向设置在上连接板和下安装板之间，每个电动缸与一个电机电连接；每个电动缸的固定连接端铰连接在上连接板的下表面处，每个电动缸的伸缩端铰连接在下安装板上表面的一侧，所述的脚踏板水平安装在下安装板上表面的另一侧，并垂直于前庭觉末端平台设置；两个深感觉平台机构上的脚踏板紧邻设置，并作为平衡障碍患者的脚部支撑部
。
[0010]优选地，每个直线副包括两组驱动组件
、
一根平移滑轨和两个滑块；所述的平移滑轨安装在支撑架体的内侧壁上，两组所述的驱动组件分别安装在平移滑轨的两端，并分别对应一个滑块设置，两个所述的滑块安装在平移滑轨上，并在驱动组件的驱动下沿着平移滑轨的长度方向移动；所述的连杆铰连接在滑块上
。
[0011]优选地，每组驱动组件包括驱动电机
、
主动轮
、
从动轮和同步带，所述的驱动电机安装在支撑架体上，所述的主动轮安装在驱动电机的输出轴上，所述的从动轮通过转轴安装在支撑架体上，并与主动轮处于平移滑轨的同一侧，所述的同步带套在主动轮与从动轮上并张紧，所述的滑块与同步带固定连接
。
[0012]优选地，每根平移滑轨上沿其滑动方向安装有若干个光电开关
。
[0013]优选地，每根平移滑轨滑动方向的两端分别安装一个限位挡块
。
[0014]优选地，所述的连杆与滑块之间
、
连杆与前庭觉末端平台之间均通过球铰链进行连接
。
[0015]优选地，所述的前庭觉末端平台为轴对称的异六边形板，前庭觉末端平台朝向支撑架体的一侧设置有上下两组三角形连接板，两组三角形连接板之间留有插口，所述的前庭觉末端平台上还开有一个机械接口，所述的深感觉平台机构穿过机械接口并安装在两组三角形连接板上
。
[0016]优选地，所述的上连接板穿过前庭觉末端平台上的机械接口并插在两组三角形连接板之间的插口内，上连接板与三角形连接板之间通过螺栓进行固定连接，所述的上连接板与前庭觉末端平台垂直设置
。
[0017]优选地，所述的电动缸与上连接板之间
、
电动缸与下安装板之间均采用虎克铰进行连接
。
[0018]优选地，所述的康复训练机器人还包括悬吊减重机构
、
防护支撑机构和显示屏；所述的防护支撑机构安装在支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人，其特征在于：其包括支撑架体
(100)、
两个前庭觉平台机构
(200)、
两个深感觉平台机构
(300)
和传感器系统；两个所述的前庭觉平台机构
(200)
对称安装在支撑架体
(100)
内的两个侧壁上，每个前庭觉平台机构
(200)
上安装一个深感觉平台机构
(300)
；所述的传感器系统安装在平衡障碍患者的身体上和脚底部；每个前庭觉平台机构
(200)
包括三个直线副
(1)、
六根连杆
(2)
和一个前庭觉末端平台
(3)
；三个所述的直线副
(1)
纵向等间隔安装在支撑架体
(100)
的内侧壁上，且每个直线副
(1)
水平设置；所述的前庭觉末端平台
(3)
的一侧侧壁上由上至下设置三组连接点，每组连接点对应同一层次的直线副
(1)
；每个直线副
(1)
分别对应两根连杆
(2)
，每根连杆
(2)
的一端铰连接在直线副
(1)
上并沿着直线副
(1)
的滑动方向进行水平方向的移动，每根连杆
(2)
的另一端铰连接在前庭觉末端平台
(3)
上与其对应的连接点上；两个前庭觉平台机构
(200)
上的前庭觉末端平台
(3)
相对设置在平衡障碍患者的两侧；每个深感觉平台机构
(300)
包括上连接板
(5)、
下安装板
(6)、
脚踏板
(7)、
三个电动缸
(8)
和三个电机，所述的上连接板
(5)
和下安装板
(6)
上下相对水平设置，三个所述的电动缸
(8)
和电机周向设置在上连接板
(5)
和下安装板
(6)
之间，每个电动缸
(8)
与一个电机电连接；每个电动缸
(8)
的固定连接端铰连接在上连接板
(5)
的下表面处，每个电动缸
(8)
的伸缩端铰连接在下安装板
(6)
上表面的一侧，所述的脚踏板
(7)
水平安装在下安装板
(6)
上表面的另一侧，并垂直于前庭觉末端平台
(3)
设置；两个深感觉平台机构
(300)
上的脚踏板
(7)
紧邻设置，并作为平衡障碍患者的脚部支撑部
。2.
根据权利要求1所述的一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人，其特征在于：每个直线副
(1)
包括两组驱动组件
、
一根平移滑轨
(1
‑
5)
和两个滑块
(1
‑
6)
；所述的平移滑轨
(1
‑
5)
安装在支撑架体
(100)
的内侧壁上，两组所述的驱动组件分别安装在平移滑轨
(1
‑
5)
的两端，并分别对应一个滑块
(1
‑
6)
设置，两个所述的滑块
(1
‑
6)
安装在平移滑轨
(1
‑
5)
上，并在驱动组件的驱动下沿着平移滑轨
(1
‑
5)
的长度方向移动；所述的连杆
(2)
铰连接在滑块
(1
‑
6)
上
。3.
根据权利要求2所述的一种用于平衡障碍患者的康复训练机器人，其特征在于：每组驱动组件包括驱动电机
(1
‑
1)、
主动轮
(1
‑
2)、
从动轮
(1
‑
3)
和同步带
(1
‑
4)
，所述的驱动电机
(1
‑
1)
安装在支撑架体
(100)
上，所述的主动轮
(1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊玉，刘玉斌，赵杰，关英姿，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：