一种下肢康复训练器的制造方法 【技术领域】，具体涉及一种下肢康复训练器。 [0002]康复训练是脑卒中患者、脊椎损伤患者以及其他创伤患者等进行运动功能恢复的有效手段。目前通常采用医师一对一的手法进行康复训练，训练效率低、强度大，随着病人数目迅速增加，节省治疗时间越来越成为当下关注的问题。 [0003]康复机器人是近年来出现的一种新型机器人，它属于医疗机器人范畴。分为康复训练机器人与辅助型康复机器人，康复训练机器人的主要功能是帮助患者完成各种运动功能的恢复训练，如行走训练、手臂运动训练、脊椎运动训练、颈部运动训练等。康复机器人是依据康复医学，代替医师进行康复护理的治疗机器人。采用康复训练机器人对患者实行康复训练可降低医师的劳动强度，同时对患者进行科学的训练。 [0004]现有的下肢康复机器人多采用悬吊式减重步行机构，以辅助患者行走，但该机构仅适用于已有步行能力的康复后期患者，对需早期训练的患者未给予足够的重视，而且受到传统外骨骼结构的限制，膝关节电机需连接在下肢臂杆上，对髋关节电机造成较大的负担，同时限制了外骨骼的灵活度。多体位床式康复训练机器人可适应不同的康复训练阶段的患者，但大部分此类机器人的下肢康复训练结构仍采用多关节外骨骼式训练机构，在下肢的髋、膝、踝关节处各配置一个驱动电机实现运动，使得机构复杂，成本高，且控制不易实现。 [0005]因此，鉴于以上问题，有必要提出一种新型的下肢康复训练器，以实现采用单一驱动元件即可实现下肢各个关节处的联动，减少驱动元件的使用，简化训练器的结构，降低系统的复杂程度，节约成本，且使得运动轨迹唯一，便于操作控制，有效辅助患者早期进行下肢康复训练。



[0006]有鉴于此，本发明提供了一种下肢康复训练器，通过设置传动杆组件将大腿杆与小腿杆有效连接实现联动，采用单一驱动元件即可驱动，实现下肢各个关节处的联动，减少驱动元件的使用，简化训练器的结构，降低系统的复杂程度，节约成本，且使得运动轨迹唯一，便于操作控制，有效辅助患者早期进行下肢康复训练。
[0007]根据本发明的目的提出的一种下肢康复训练器，包括基座与设置于所述基座上的下肢训练装置，所述下肢训练装置包括大腿杆、小腿杆、以及驱动所述大腿杆与所述小腿杆移动模拟人体行走运动的驱动机构，所述大腿杆一端铰接固定于所述基座上，另一端与所述小腿杆铰连接，大腿杆与小腿杆上分别连接有固定人体腿部的连接套，所述驱动机构包括驱动元件与传动杆组件；
[0008]驱动元件转动将动力输出给主动杆，主动杆铰接固定于基座上，主动杆摆动带动多个从动杆依次运动，继而带动大腿杆摆动与小腿杆的移动及摆动，调节大腿杆与小腿杆间的夹角，从而带动人体腿部实现行走运动。
[0009]优选的，所述下肢训练装置为对称设置于所述基座上的两组，两组下肢训练装置的相位差为180°。
[0010]优选的，两组下肢训练装置采用同一驱动元件驱动，安装时，两组下肢训练装置的主动杆呈180°设置。
[0011]优选的，所述驱动元件为电机，所述电机输出轴与主动杆的一端连接固定。
[0012]优选的，所述传动杆组件包括铰接固定于基座上的主动杆、分别带动大腿杆摆动的第一组从动杆组件与驱动小腿杆摆动的第二组从动杆组件，第一组从动杆组件包括一固定铰链杆与一活动铰链杆，该固定铰链杆一端铰接固定于基座上，活动铰链杆一端铰接于主动杆上，固定铰链杆另一端与活动铰链杆另一端铰连接有第一滑块，所述第一滑块沿大腿杆滑动；第二组从动杆组件包括两活动铰链杆，两活动铰链杆分别铰连接于第一组从动杆组件的两铰链杆的杆体上，两活动铰链杆另一端铰连接有第二滑块，所述第二滑块沿小腿杆滑动。
[0013]优选的，所述第一组从动杆组件与第二组从动杆组件上均设置有调节组件，每个固定铰链杆或活动铰链杆均分为至少两段，调节组件设置于相邻两段铰链杆之间。
[0014]优选的，所述调节组件包括调节杆与连接板，所述连接板与铰链杆可拆卸连接固定。
[0015]优选的，所述调节组件还包括辅助连接板，所述调节杆压紧于连接板与辅助连接板之间。
[0016]优选的，所述调节组件还包括导向杆，所述导向杆与所述调节杆平行设置。
[0017]与现有技术相比，本发明公开的下肢康复训练器的优点是:
[0018]通过设置传动杆组件将大腿杆与小腿杆有效连接实现联动，通过一驱动元件带动传动杆组件运动，继而实现模拟腿部行走运动，实现下肢各个关节处的联动，有效减少驱动元件的使用，简化训练器的结构，降低系统的复杂程度，节约成本，且使得运动轨迹唯一，便于操作控制，有效辅助患者早期进行下肢康复训练。
[0019]通过设置调节组件可根据患者的需要调节各从动杆的尺寸，继而调节大腿杆与小腿杆的摆动角度以及形成的夹角范围，适用于不同身高患者的需求。




[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为下肢康复训练器的结构示意图。
[0022]图2为单侧下肢训练装置的结构示意图。
[0023]图3为调节组件的结构示意图。
[0024]图4为结构原理图。
[0025]图5为C点运动曲线图。
[0026]图6为D点运动曲线图。
[0027]图中的数字或字母所代表的相应部件的名称:
[0028]10、基座20、下肢训练装置30、电机40、调节组件
[0029]21、大腿杆22、小腿杆23、主动杆24、第一固定铰链杆25、第一活动铰链杆26、第二活动铰链杆27、第一滑块28、第二滑块29、连接套11、固定板31、减速器
[0030]41、调节杆42、连接板43、辅助连接板44、螺栓45、导向杆


[0031]现有的下肢康复机器人多采用悬吊式减重步行机构，但该机构仅适用于已有步行能力的康复后期患者，而且受到传统外骨骼结构的限制，膝关节电机需连接在下肢臂杆上，对髋关节电机造成较大的负担，同时限制了外骨骼的灵活度。多体位床式康复训练机器人可适应不同的康复训练阶段的患者，但大部分此类机器人的下肢康复训练结构仍采用多关节外骨骼式训练机构，在下肢的髋、膝、踝关节处各配置一个驱动电机实现运动，使得机构复杂，成本高，且控制不易实现。
[0032]本发明针对现有技术中的不足，提供了一种下肢康复训练器，通过设置传动杆组件将大腿杆与小腿杆有效连接实现联动，采用单一驱动元件即可驱动，实现下肢各个关节处的联动，减少驱动元件的使用，简化训练器的结构，降低系统的复杂程度，节约成本，且使得运动轨迹唯一，便于操作控制，有效辅助患者早期进行下肢康复训练。
[0033]下面将通过对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]请一并参见图1至图6，一种下肢康复训练器，包括基座10与设置于基座10上的下肢训练装置20，下肢训练装置20包括大腿杆21、小腿杆22、以及驱动大腿杆21与小腿杆22移动模拟人体行走运动的驱动机构，大腿杆21 —端通过固定板11铰接固定于基座10上，另一端与小腿杆铰连接，大腿杆与小腿杆上分别连接有固定人体腿部的连接套29。小腿杆另一端为自由端，小腿杆随着大腿杆产生移动。训练时，腿部通过连接套固定，驱动机构带动大腿杆与小腿杆模拟人体行走运动。
[0035]其中，驱动机构包括驱动元件与传动杆组件；工作时，驱动元件转动将动力输出给主动杆23，主动杆通过固定板11铰接固定于基座10上，主动杆摆动带动多个从动杆依次运动，继而带动大腿杆摆动与小腿杆的移动及摆动，调节大腿杆与小腿杆间的夹角，从而带动人体腿部实现行走运动。
[0036]驱动元件通常采用电机，电机的输出轴与主动杆铰接在固定板上的一端连接固定。
[0037]传动杆组件包括铰接固定于基座上的主动杆23、分别带动大腿杆摆动的第一组从动杆组件与驱动小腿杆摆动的第二组从动杆组件，第一组从动杆组件包括第一固定铰链杆24与第一活动铰链杆25，第一固定铰链杆一端通过固定板铰接固定于基座10上，第一活动铰链杆一端铰接于主动杆23上，第一固定铰链杆另一端与第一活动铰链杆另一端铰连接有第一滑块27，第一滑块27可沿大腿杆滑动。电机启动带动主动杆转动，此时，在第一固定铰链杆24与第一活动铰链杆25的作用下，第一滑块可沿大腿杆上下滑动，带动大腿杆实现摆动，在大腿杆摆动的同时，由于大腿杆与小腿杆间铰连接，所以小腿杆会随着大腿杆的摆动进行圆周方向的移动。
[0038]第二组从动杆组件包括两第二活动铰链杆26，两第二活动铰链杆分别铰连接于第一组从动杆组件的两铰链杆的杆体上，两第二活动铰链杆另一端铰连接有第二滑块28，第二滑块28沿小腿杆滑动。在主动杆运转的过程中带动第一组从动杆组件发生运动，由于第二组从动杆组件分别于第一组从动杆组件铰连接，因此第二组从动杆组件也会发生运动，从而带动小腿杆以D点为基点摆动，实现小腿的运动。
[0039]通过电机、主动杆与两组从动杆组件的有效配合作用，实现大腿杆以C点为基点的摆动，以及小腿杆的移动与以D点为基点摆动。
[0040]驱动电机与主动杆之间还需设置减速器。减速器的传动比可根据需要调节，或调节电机的输出转速。
[0041]第一组从动杆组件与第二组从动杆组件上均设置有调节组件40，每个固定铰链杆或活动铰链杆均分为至少两段，调节组件设置于相邻两段铰链杆之间。通过设置调节组件可根据训练需要调节铰链杆的长度，适用于不同身高患者的使用。
[0042]其中调节组件包括调节杆41与连接板42，连接板与铰链杆可拆卸连接固定，调节组件还包括辅助连接板43，调节杆压紧于连接板与辅助连接板之间。使用时可根据需要调节调节杆在连接板与辅助连接板间的固定位置。调节组件还包括导向杆45，导向杆与调节杆平行设置，保证调节时调节杆与铰链杆的同轴度。
[0043]系统运动原理如下:图中，A、B、C为固定铰链，H、K为滑动铰链，其余D、E、F、G均为活动铰链。CD代表大腿杆，DL代表小腿杆，AG代表主动杆，BH代表第一固定铰链杆，GH代表第一活动铰链杆，EK与FK代表第二活动铰链杆，H代表第一滑块，K代表第二滑块。
[0044]铰链A为系统的运动输入，其带动连杆AG、HG、HB转动，铰链H在随HG转动的同时在CD杆上滑动，并带动连杆CD转动；同时，连杆HG和HB的转动带动铰链E、F转动，进而连杆EK、FK发生转动，使得铰链K转动的同时在连杆DL上滑动。通过参数优化设计，系统中铰链C可实现类似髋关节的运动，同时铰链D实现类似人体膝关节的运动。
[0045]下肢训练装置一般为对称设置于基座上的两组，两组下肢训练装置的相位差为180。。
[0046]两组下肢训练装置可采用同一驱动元件驱动，安装时，两组下肢训练装置的主动杆呈180°设置。以实现辅助双腿行走运动。
[0047]本发明公开了一种下肢康复训练器，通过设置传动杆组件将大腿杆与小腿杆有效连接实现联动，通过一驱动元件带动传动杆组件运动，继而实现模拟腿部行走运动，实现下肢各个关节处的联动，有效减少驱动元件的使用，简化训练器的结构，降低系统的复杂程度，节约成本，且使得运动轨迹唯一，便于操作控制，有效辅助患者早期进行下肢康复训练。
[0048]通过设置调节组件可根据患者的需要调节各从动杆的尺寸，继而调节大腿杆与小腿杆的摆动角度以及形成的夹角范围，适用于不同身高患者的需求。
[0049]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。