减重步行训练机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种减重步行训练机器人，包括穿戴式外骨骼、减重训练架、悬吊背心、跑台、控制系统。穿戴式外骨骼包括小腿连接块、大腿连接块和臀部连接块；减重训练架包括支撑装置、高度调节装置和悬吊装置；悬吊背心与减重训练架连接。本实用新型专利技术可减少体重对患肢的负荷，使患者能早期进行步行训练，能激活运动皮质和脊髓节律性运动中枢，对偏瘫、截瘫、脑外伤、脑瘫、多发硬化、帕金森氏病、下肢骨折、关节成形术后、假肢安装等患者的运动再学习、步态重建、步行能力的提高具有极大临床意义，可用于固定式减重步行训练，可在地面进行移动式行走训练，可与电脑相连接，通过电脑程序实现实时运动监测和反馈，也可通过参数设置来控制机器人运动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种医疗康复器械，尤其涉及ー种供偏瘫、截瘫、脑外伤、假肢安装等下肢功能障碍患者使用的减重步行训练机器人。
技术介绍
自上世纪80年代至今,减重步行训练(partialbody weight support treadmilltraining, PBffSTT)相关研究已开展了近二十年，其在临床上的应用也越来越广泛，它主要是用减重吊带使患者步行时下肢负重減少.借助于运动平板进行步行能力训练。但是，在训练时一般需要两名治疗师，一名帮助患者腿摆动、支撑期患足跟着地，防止支撑期膝过伸，另一名帮助患者进行身体重心转移、髋伸展、骨盆旋转，并保持患者躯干的直立，人工成本较高。所以，多家研究机构相继利用机器人技术开展了代替理疗师辅助患者自动完成减重 步行康复训练的设备。其中，典型的设备有瑞士的Lokomat,美国的Motorika Ambulator,Litegait, Robomedica等。利用这种康复训练机器人进行步行康复训练,不仅减轻了治疗师的工作強度。而且步行训练參数重复性好，时相指标可以准确设定，能够有效加快康复进程，提高疗效。然而通过相关文献的查阅和综合研究，专利技术人发现了其存在的几个共同问题(I)临床应用性不强；(2)成本太高；(3)结构复杂；(4)负担重，操作不便。这在一定的程度上给减重步行训练设备的实际临床应用带来了困难，同时也阻碍了减重康复训练的进ー步推广。所以，现有技术中的设备仍有进ー步改进的必要。基于以上分析，专利技术人欲提出ー种具有相对灵活性和实际应用性的下肢康复机器人的技术方案。与以往减重步行训练设备相比，其可最大限度的减小护理人员的数量和劳动强度；可以提高减重步行训练的安全性、准确性、舒适性及科学性，可以提高下肢康复机器人的临床应用性。
技术实现思路
鉴于以上问题，本技术的目的在于提供ー种供偏瘫、截瘫、脑外伤、假肢安装等下肢功能障碍患者使用的减重步行训练机器人，该装置可与医用慢速跑步机结合使用，可实现下肢功能障碍者的临床康复训练。该装置结构简单，使用方便，临床应用性强，左右扶手宽度、高度可调，能够适应不同身高，不同胖瘦的患者使用。该装置扶手可双侧外展90度，利于外骨骼的穿戴及患者轮椅的撤离。同时，穿戴式外骨骼与减重训练架通过减震弹簧和滑轨连接，更利于人行走时的重心调节。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种减重歩行训练机器人，它包括穿戴式外骨骼、减重训练架、悬吊背心、跑台、控制系统；其中该穿戴式外骨骼包括小腿连接块、大腿连接块和臀部连接块；该臀部连接块与该大腿连接块之间铰接且设有大腿丝杠和臀部电机，该大腿连接块与该小腿连接块之间铰接且设有小腿丝杠和膝关节电机；该臀部电机和该膝关节电机均通过传输线与该控制系统连接；该减重训练架包括由下至上依次设置的支撑装置、高度调节装置和悬吊装置；该悬吊装置包括立柱、带弯立柱和U形吊臂；该立柱上设有靠背，左右设有可调间距的扶手机构；该扶手机构下方设有外骨骼连接装置，该外骨骼连接装置与该穿戴式外骨骼连接；该悬吊背心通过软吊绳与该U形吊臂上的四个吊环相连接；该跑台设于该减重训练架下方。所述穿戴式外骨骼主体采用镁合金材质，穿戴部位设置有软织物及连接粘扣。所述支撑装置包括两侧并排的底架和中间横梁，该底架端部设有脚轮，在该脚轮相邻处设有地脚。所述高度调节装置为电动升降柱。所述扶手机构包括扶手架、支撑弯管、固定套管及扶手调节机构；该扶手架与该支 撑弯管铰接，同时设有定位销用于固定该扶手架的位置；该固定套管一端与所述立柱连接，另一端插入该支撑弯管内，在该扶手调节机构的调节下该支撑弯管相对该固定套管可进行滑动。所述支撑弯管上设有支撑架；所述扶手调节机构包括调节丝杠和设于该调节丝杠上的手轮，该调节丝杠的两端分别为正反丝的螺纹，与左右的该支撑架连接，转动该手轮可使正反螺纹同时转动。所述外骨骼连接机构包括导轨滑块机构、导轨连接座、调整块、外骨骼连接块；该导轨滑块机构固定于所述扶手架下方的连接板，包括导轨和滑块，该滑块可以沿着该导轨滑动；该导轨连接座为ーT形板材，与该滑块固定连接；该调整块为一直角板材，两条直角边分别与该导轨连接座和该外骨骼连接块连接固定。所述调整块与所述外骨骼连接块之间的连接螺栓上装有减震压簧。所述导轨连接座与所述导轨之间可通过一定位螺钉锁紫。所述跑台为医用慢速跑台。本技术的有益效果是本技术的穿戴式外骨骼主体采用轻质镁合金材质，能减小患者的穿戴负担，提闻灵活性；减重训练架提升闻度可调，能实现不同身闻患者的减重训练；减重训练架扶手宽度、高度可调，同时可外展90度，能实现不同胖瘦患者的使用，且便于外骨骼的穿戴和患者轮椅上下跑台；减重训练架扶手下安装有滑动导轨，便于可穿戴式外骨骼的前后调整；穿戴式外骨骼与减重训练架之间采用柔性弹簧连接，便于人行走时的重心调节，使步态自然流畅；减重训练架底部同时装有脚轮和地脚，便于装置的搬运和使用时的固定；悬吊背心设计基于人体倒三角形态，可使カ均匀分布在人体躯干四周，提高减重悬吊时的舒适度；控制系统可实时监测电机的转速、加速度、扭矩等參数，便于康复训练的定量分析。附图说明图I是本技术的总体结构示意图。图2A是本技术的穿戴式外骨骼的主视示意图。图2B是本技术的穿戴式外骨骼的侧视示意图。图3是本技术的减重训练架示意图。图4是本技术的减重训练架的支撑装置示意图。图5是本技术的减重训练架的悬吊装置示意图。图6是本技术的减重训练架的扶手机构示意图。图7是本技术的减重训练架的外骨骼连接装置示意图。附图标号1 :穿戴式外骨骼；2 :悬吊背心；3 :减重训练架；4 :控制系统；5 :跑台；1-1 :膝关节电机；1-2 :小腿丝杠；1_3 :小腿连接块；1_4 :大腿连接块；1_5 :大腿丝杠；1_6 :臀部电机；1_7 :臀部连接块；3-1 :支撑装置；3-2 :高度调节装置；3-3 :悬吊装置；3-4 :靠背；3_5 :扶手机构；3_6 :外骨骼连接装置；3_1_1 :底架；3_1_2 :中间横梁；3_1_3 方管；3-1-4 :地脚；3-1-5 :脚轮；3-3-1 :立柱；3-3-2 :带弯立柱；3-3-3 U形吊臂；3-5-1 扶手架；3-5-2 :支撑弯管；3-5-3 :固定套管；3-5-4 :调节丝杠；3_5_5 :手轮；3_5_6 :支撑架；3-6-1 :导轨滑块机构；3-6-2 :导轨连接座；3-6-3 :调整块；3_6_4 :外骨骼连接块；具体实施方式以下仅以实施例说明本技术的特点和欲达到的技术效果，然而并非用以限制本技术所欲保护的范畴，合先叙明。如图I所示，本技术提供一种减重歩行训练机器人，它包括穿戴式外骨骼I、悬吊背心2、减重训练架3、控制系统4、跑台5。如图2A和图2B所示，所述的穿戴式外骨骼I是由膝关节电机1_1、小腿丝杠1_2、小腿连接块1-3、大腿连接块1-4、大腿丝杠1-5、臀部电机1-6和臀部连接块1-7组成，主体采用镁合金材质，穿戴部位设置有软织物及连接粘扣。臀部连接块1-7与大腿连接块1-4铰接，另设有大腿丝杠1-5和臀部电机1-6将二者连接，大腿连接块1-4与小腿连接块1-3铰接，另设有小腿丝杠1-2和膝关节电机1-1将二者连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减重步行训练机器人，其特征在于：它包括穿戴式外骨骼、减重训练架、悬吊背心、跑台、控制系统；其中该穿戴式外骨骼包括小腿连接块、大腿连接块和臀部连接块；该臀部连接块与该大腿连接块之间铰接且设有大腿丝杠和臀部电机，该大腿连接块与该小腿连接块之间铰接且设有小腿丝杠和膝关节电机；该臀部电机和该膝关节电机均通过传输线与该控制系统连接；该减重训练架包括由下至上依次设置的支撑装置、高度调节装置和悬吊装置；该悬吊装置包括立柱、带弯立柱和U形吊臂；该立柱上设有靠背，左右设有可调间距的扶手机构；该扶手机构下方设有外骨骼连接装置，该外骨骼连接装置与该穿戴式外骨骼连接；该悬吊背心通过软吊绳与该U形吊臂上的四个吊环相连接；该跑台设于该减重训练架下方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑，潘国新，张秀峰，陶静，
申请(专利权)人：国家康复辅具研究中心，
类型：实用新型
国别省市：