一种下肢康复机器人的模块化减重机构

本发明属于医用设备，具体涉及一种下肢康复机器人的模块化减重机构。

背景技术：

1、传统的下肢运动训练通常由医生、护工或者家属进行按摩、针灸、电刺激等方法来进行。同时还需要搀扶患者站立和行走。然而，由于患者下肢无力，这对搀扶者来说是一个巨大的负担，并且无法保证患者的步行训练效果。此外，在下肢康复的过程中，让患者学习正确的步态也是患者康复过程中极为重要的一环。

2、目前医院常用的减重机构体积庞大、重量沉重，需要固定的场所，并且需要铺设预定的轨道。患者在固定的场所上行走沿着固定的轨道进行训练，存在运动响应迟钝的问题。而且，他们的自主性较差，并且应用范围受限，患者在使用过程中常常得到不舒适的使用体验。并且患者的康复需求越来越多元化，单一的减重训练不能很好的满足患者的康复需求。康复机器人的售价也一直居高不下。

3、因此，我们需要寻找一种更加便捷、高效的方法来恢复患者的下肢行走能力，解决传统训练方法的局限性，在设计减重机构时确保总体的可替换性，以满足不同用户的使用需求，进一步降低康复机器人的生产成本，便于在更多地方的推广使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种下肢康复机器人的模块化减重机构，实现了减重机构的模块化，使得减重机构整体体积缩小、便于替换，能够扩宽下肢康复机器人的使用场景的同时可以节约成本。

2、本发明是通过下述技术方案实现的：

3、一种下肢康复机器人的模块化减重机构，包括：减重盒和悬臂组件；

4、减重盒与下肢康复机器人的主体龙门架可拆卸连接，减重盒包括：外壳、驱动装置、弹簧装置及滑轮装置；

5、令外壳的两个相对的侧面为板a和板b；板a的内侧壁上装有若干沿竖直方向的导轨a，板b的外侧壁上安装有沿竖直方向的导轨b；每个导轨a上各装有一个滑块a，导轨b上装有若干滑块b；

6、弹簧装置包含若干弹簧，若干弹簧的顶端通过移动板安装在滑块a上，底端固定安装在板a的内侧壁上；

7、悬臂组件安装在滑块b上，悬臂组件通过绑带与人体的裆部和大腿上方连接；

8、滑轮装置包括若干滑轮和钢丝绳，若干滑轮分别安装在板a的内侧壁、板b的外侧壁及移动板上；

9、钢丝绳的一端与安装在外壳上的驱动装置连接，钢丝绳的另一端绕过若干滑轮固定在悬臂组件的顶部；

10、驱动装置用于钢丝绳的释放和收紧，带动悬臂组件和移动板做升降运动；悬臂组件上升对患者提供向上的牵引力，移动板上升时弹簧拉伸，对患者提供柔性支撑。

11、进一步的，所述弹簧装置包括弹簧固定板、两个弹簧及若干吊环a；

12、所述弹簧固定板固定在板a上，位于移动板的下方；

13、每个所述弹簧的顶端安装在移动板上，每个弹簧的底端安装在弹簧固定板上，每个弹簧沿竖直方向设置。

14、进一步的，所述弹簧装置还包括拉力传感器；

15、所述弹簧固定板上加工有安装槽，所述拉力传感器安装在所述安装槽内；

16、所述拉力传感器与一个弹簧的底端连接，用于测量弹簧的拉力。

17、进一步的，所述弹簧的底端通过吊环a安装在弹簧固定板上。

18、进一步的，滑轮装置包括：滑轮固定板、三个定滑轮和两个动滑轮；

19、所述滑轮固定板安装在板a上，并位于移动板的上方；

20、令三个定滑轮分别为第一定滑轮、第二定滑轮及第三定滑轮；

21、所述第一定滑轮的转轴垂直安装在滑轮固定板的板面上；

22、所述第二定滑轮通过滑轮固定座安装在滑轮固定板上，第二定滑轮的转轴与滑轮固定板的板面平行；所述第二定滑轮的转轴与第一定滑轮的转轴位于同一水平面上；

23、所述第三定滑轮通过滑轮固定座安装在板b上，位于导轨b的上方；所述第三定滑轮的转轴与板b的板面平行，且与第二定滑轮位于同一垂直直线上；

24、所述第一动滑轮和第二动滑轮横向均匀并排安装在移动板上，两个动滑轮的转轴垂直于移动板的板面；

25、从驱动装置伸出的所述钢丝绳的自由端依次绕过第一定滑轮、第一动滑轮、第二动滑轮、第二定滑轮及第三定滑轮，最终固定在悬臂组件上；

26、所述钢丝绳在空间中保持竖直或水平。

27、进一步的，所述驱动装置包括：电机、绕线轮及减速器；

28、所述电机的输出轴与减速器的输入轴同轴连接，绕线轮与减速器的输出轴同轴连接；

29、所述钢丝绳的一端绕在绕线轮上。

30、进一步的，所述导轨a的两端均装有挡块a；

31、所述导轨b的两端均装有挡块b。

32、进一步的，每个所述挡块b上装有限位开关，两个限位开关相对布置；

33、当滑块b运动到导轨b的顶端或底端时触碰位于导轨b两端的限位开关，断开电路，使得驱动装置停止工作。

34、进一步的，所述板a内侧壁上沿竖直方向加工有若干凹槽a；

35、所述板b的外侧壁上沿竖直方向加工有凹槽b；

36、每个所述导轨a一一对应安装在凹槽a上，导轨b安装在凹槽b上。

37、进一步的，所述悬臂组件包括：悬臂连接件和悬臂；

38、所述悬臂组件的悬臂通过悬臂连接件安装在滑块b上；

39、所述钢丝绳的另一端最终固定在悬臂组件的悬臂连接件的顶端。

40、有益效果：

41、(1)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，包括：减重盒和悬臂组件，实现了模块化设计，使得减重机构与下肢康复机器人的主体龙门架之间便于进行分离与组装；由模块化的减重机构其体积、大小和重量较前代产品均明显缩小，从而拓宽了下肢康复机器人的使用场景；由于大部分的部件已经包裹在减重盒的外壳内，因此只需对板b上的滑轨b及悬臂进行外壳包裹即可，从而能够大大降低成本；所述减重机构的悬臂组件可以做升降运动，悬臂组件上升时对患者提供向上的牵引力；同时，悬臂组件的升降能使减重机构能够满足患者的不同高度需求，提高减重机构的利用效率；所述减重机构的弹簧装置能够为患者提供柔性支撑，可以避免高度突然变化，对患者造成影响，同时，弹簧装置能够使悬臂组件根据患者在行走过程中的重心高度变化上下浮动，能够提高患者的舒适度。

42、(2)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，其弹簧装置还包括拉力传感器，通过拉力传感器能够测量弹簧的拉力，从而测得实际减重值；拉力传感器安装在弹簧固定板上的安装槽内，所述减重机构合理优化了拉力传感器位置，避免拉力传感器与其他零部件发生干涉。

43、(3)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，钢丝绳在空间中保持竖直或水平，防止拉力传感器测得的拉力值与实际受到的拉力间存在偏差，使得压力传感器能够准确测量出患者实际受到的牵引力，确定牵引力是否达到目标减重值。

44、(4)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，弹簧的底端通过吊环a安装在弹簧固定板上，通过吊环安装能够调整弹簧的方向，使得弹簧便于安装和拆卸。

45、(5)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，驱动装置还包括减速器，所述减速器安装在步进电机和绕线轮之间，通过减速器能够实现减速和放大扭矩，使得减重机构的高度调节更加平稳。

46、(6)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，导轨的两端均装有挡块，所述挡块能够防止滑块在导轨上脱出。

47、(7)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，每个挡块b上装有限位开关，当所述悬臂在上升至导轨b的顶端或下降至导轨b的底端时触碰限位开关，使得步进电机停止转动。

48、(8)本发明的一种下肢康复机器人的模块化减重机构，外壳的板上加工有若干凹槽，导轨一一对应安装在凹槽上，便于导轨的纵向定位，保证每个导轨间相互平行，能够防止在滑块沿滑轨运动时由于导轨间相对不平行导致卡顿甚至滑块损坏的情况发生，并且设置凹槽在一定程度上能够减少总体结构的质量及体积。