专利名称:一种步态康复训练机器人的制作方法随着社会的老龄化及各种安全事故的增加,下肢运动障碍的训练者越来越多。医学理论和临床经验证明,训练者必须进行肢体康复运动训练,来防止肌肉萎缩,并且运动治疗有助于肌肉功能性恢复。由于训练者的功能性障碍,不能独立进行肢体康复训练,一般由医护人员或其他人员帮助其实施,这是一项繁重的工作。随着近年来康复训练机器人的出现,使科学的康复训练更加容易实施。康复机器人是医疗器械的一种,不仅可以帮助病人或老年人完成各种科学的康复训练,还可以对病人进行康复评估。行走步态训练是下肢功能障碍康复训练的主要方式,行走步态训练不仅可以重新建立步行姿势,还可以维持下肢关节的协调运动,防止关节“废用性”挛缩,能够明显提高训练者下肢功能性障碍的恢复进度和程度。现有的步态机器人大多是通过辅助大腿、小腿的转动来实现行走姿态的模拟,而无法模拟人类行走时踝关节的运动轨迹,使得步态康复训练和正常人类的行走步态轨迹不相符,从而影响科学的康复训练。
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处,提供一种步态康复训练机器人,以解决康复训练步态轨迹与人自然行走步态的一致性的问题。本发明步态康复机器人的结构特点是包括有一减重装置,是在基座上设置由升降电机驱动的推杆,在所述推杆上通过吊带悬吊承重背心;在承重背心的下方、位于两侧分别设置护栏;一步态模拟发生器,是以一对训练者脚穿的护靴安装在脚踏杆上,所述脚踏杆以设定的速度和训练模式按给定运动轨迹运转;所述给定运动轨迹的中心线是将正常行走时踝关节在三维空间的运动轨迹投影在二维空间平面内获得的拟合人体下肢行走的封闭曲线轨迹;— PC机,用来控制步态模拟发生器的实时速度、选择不同的训练的模式,以及通过控制升降电机带动推杆升降。本发明步态康复机器人的结构特点也在于所述步态模拟发生器的结构设置为以小链轮和大链轮与双排板式链中的第一排板式链相啮合构成板式链循环运转机构,由所述板式链循环运转机构给定运动轨迹;以小履带轮、大履带轮与履带构成履带循环运转机构;所述履带与双排板式链中的第二排板式链固定连接,小履带轮与小链轮同轴安装;大履带轮与大链轮同轴安装;用于安装护靴的脚踏杆固定设置在履带上设定位置处; 按给定运动轨迹排列的各摩擦球轴承作为履带的导向和支撑衬板承担运动载荷;在直流伺服电机与小链轮的小链轮轴之间设置锥齿轮转向机构。在步态模拟发生器中按给定运动轨迹设置运动导轨,包括一道板式链导向槽,双排板式链中的第一排双排板式链在板式链导向槽中运行;一道按给定运动轨迹设置的脚踏杆运动轨道,所述脚踏杆运动轨道位于双排板式链导向槽的外围,脚踏杆在脚踏杆运动轨道中运行。与已有技术相比,本发明有益效果体现在1、本发明针对下肢运动功能性障碍训练者在肢体康复训练方法和训练动作各有差异,以脚穿护靴的方式进行足部末端的牵引,实现人体下肢大腿、小腿、踝关节的复合运动训练,使下肢在足部导引运动下产生正确的腿部肌肉激活模式,实现正常步态的康复治疗。2、本发明中步态模拟发生器的给定运动轨迹可以根据人类正常行走时踝关节在三维空间的运动轨迹拟合而成,将自然行走时踝关节在三维空间的轨迹曲线投影在二维空间平面内;从而获得拟合人体下肢行走的封闭轨迹曲线,在板式链的传动下,带动人体下肢按照给定运动轨迹行走,实现方式简单可靠。3、本发明能够根据步态模拟发生器中运动导轨的不同设计,结合摩擦球轴承的铺设和板式循环链机构产生各种需要的训练轨迹。4、本发明采用双排板式链的动力传递系统,由履带及其刚性连接的脚踏杆组建承载系统,并将履带连接于双排板式链中的一排,克服了链传动刚度小、不易张紧、履带发生轨迹不够理想的缺点,有效的提高了系统的刚度,使得系统发生的轨迹运转平滑。图1为本发明步态康复机器人总体结构示意图;图2为本发明步态模拟发生器结构示意图;图3为本发明步模拟态发生器内部结构图;图4为本发明步态模拟发生器中小链轮所在一端结构示意图;图5为本发明运动导轨结构图;图6为本发明中双排板式链与履带连接示意
本发明公开了一种步态康复训练机器人,其特征是包括有一减重装置和一步态模拟发生器,是以一对训练者脚穿的护靴安装在脚踏杆上,脚踏杆以设定的速度和训练模式按给定运动轨迹运转;给定运动轨迹的中心线是将正常行走时踝关节在三维空间的运动轨迹投影在二维空间平面内获得的拟合人体下肢行走的封闭曲线轨迹;一PC机,用来控制步态模拟发生器的实时速度、选择不同的训练的模式。本发明可以解决康复训练步态轨迹与人自然行走步态的一致性的问题。
一种步态康复训练机器人制作方法
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