本實用新型涉及醫療康復器械領域,特別是涉及一種下肢康復機器人的升降機構。此外,本實用新型還涉及一種包括上述升降機構的下肢康復機器人。
背景技術:
康復機器人技術是近年來迅速發展起來的一門新興技術,是機器人技術在醫學領域的新應用,它主要用于幫助肢體運動有困難的患者完成各種動作,以達到康復鍛煉等目的。
下肢康復機器人是康復機器人的一種,它能夠使患者模擬正常人的步伐規律作康復訓練運動,達到鍛煉下肢肌肉進而恢復走路機能的目的。目前的下肢康復機器人,由于機構的限制,只能實現訓練角度的改變而無法在水平位時改變設備的初始高度,無法模擬正常步態行走過程中豎直方向的上下起伏,即行走過程中的重心轉移,影響訓練效果。
因此如何實現下肢康復機器人的升降功能是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
技術實現要素:
本實用新型的目的是提供一種下肢康復機器人的升降機構,使其能夠實現豎直方向的升降功能。本實用新型的另一目的是提供一種包括上述升降機構的下肢康復機器人。
為解決上述技術問題,本實用新型提供一種下肢康復機器人的升降機構,包括支架和用于與下肢固定件固定連接的平臺,還包括用于所述平臺升降的升降組件,所述升降組件包括水平設在所述平臺下方且配合連接的絲杠和絲杠螺母,用于驅動所述絲杠轉動的電機,固定在所述支架上的滑輪組,以及用于拉動所述平臺的吊繩,所述吊繩的一端與所述絲杠螺母固定連接,所述吊繩的另一端經所述滑輪組導向后與所述平臺固定連接。
優選地,所述支架上設有與所述絲杠平行設置的第一導軌,所述絲杠螺母上固定連接有第一滑塊,所述第一滑塊與所述第一導軌滑動連接。
優選地,所述支架上還設有用于所述平臺升降時導向的豎直導向組件,所述豎直導向組件包括豎直設置的第二導軌和與所述平臺固定連接的第二滑塊,所述第二滑塊與所述第二導軌滑動連接。
優選地,所述升降組件包括對稱設置在所述絲杠兩側的兩個所述第一導軌、兩個所述第一滑塊,以及兩個所述滑輪組、兩個所述吊繩和兩個所述豎直導向組件。
優選地,所述電機為伺服電機。
優選地,所述滑輪組包括第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪、第四滑輪和設在所述支架頂部的第五滑輪,所述第一滑輪與所述絲杠螺母固定連接,所述第一滑輪、所述第二滑輪和所述第三滑輪在同一水平面上且其轉軸均豎直設置,所述第四滑輪和所述第五滑輪在同一豎直面內,所述第四滑輪的線槽底部的切線與所述第三滑輪的線槽相切,所述吊繩依次繞過所述第一滑輪、所述第二滑輪、所述第三滑輪、所述第四滑輪和所述第五滑輪后,再與所述平臺固定連接。
本實用新型還提供一種下肢康復機器人,包括下肢固定裝置和升降機構,所述升降機構具體為上述任意一項所述的升降機構。
本實用新型提供的下肢康復機器人的升降機構,包括支架,用于與下肢固定件固定連接的平臺,還包括用于平臺升降的升降組件,升降組件包括水平設在平臺下方且配合連接的絲杠和絲杠螺母,用于驅動絲杠轉動的電機,固定在支架上的滑輪組,以及用于拉動平臺的吊繩,吊繩的一端與絲杠螺母固定連接,吊繩的另一端經滑輪組導向后與平臺固定連接;平臺在升降組件的作用下實現豎直方向的升降功能,從而實現與其固定連接的下肢固定件的升降,使得下肢康復機器人能夠模擬出正常步態行過程中的豎直方向的上下起伏,從而達到更好的訓練效果。
本實用新型提供的下肢康復機器人包括上述升降機構,由于上述升降機構具有上述技術效果,上述下肢康復機器人也應具有同樣的技術效果,在此不再詳細介紹。
附圖說明
圖1為本實用新型所提供的下肢康復機器人的升降機構的一種具體實施方式的結構示意圖;
圖2為本實用新型所提供的下肢康復機器人的升降機構的一種具體實施方式的仰視圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種下肢康復機器人的升降機構,使其能夠實現豎直方向的升降功能。本實用新型的另一目的是提供一種包括上述升降機構的下肢康復機器人。
為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案,下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。
請參考圖1和圖2,圖1為本實用新型所提供的下肢康復機器人的升降機構的一種具體實施方式的結構示意圖;圖2為本實用新型所提供的下肢康復機器人的升降機構的一種具體實施方式的仰視圖。
本實用新型具體實施方式提供的下肢康復機器人的升降機構,包括支架1,用于與下肢固定件固定連接的平臺2,還包括用于平臺2升降的升降組件,升降組件具體包括水平設在平臺2下方且配合連接的絲杠3和絲杠螺母4,用于驅動絲杠3轉動的電機5,固定在支架1上的滑輪組,以及用于拉動平臺2的吊繩10,吊繩10的一端與絲杠螺母4固定連接,吊繩10的另一端經滑輪組導向后與平臺2固定連接。平臺2在升降組件的作用下實現豎直方向的升降功能,從而實現與其固定連接的下肢固定件的升降,使得下肢康復機器人能夠模擬出正常步態行過程中的豎直方向的上下起伏,從而達到更好的訓練效果。
具體地,電機5驅動絲杠3轉動,與絲杠3配合的絲杠螺母4沿絲杠3作直線運動,從而帶動與絲杠螺母4固定連接的吊繩10,吊繩10通過滑輪組導向后,拉動平臺2,實現平臺2的上升和下降,從而實現下肢固定件豎直方向的升降功能,使得下肢康復機器人能夠模擬出正常步態行過程中的豎直方向的上下起伏,從而達到更好的訓練效果。
絲杠3與絲杠螺母4配合,可以將旋轉運動轉化為直線運動,其結構簡單,摩擦力小,傳動效率高,定位準確,可以實現位置的高精度控制,從而使得下肢康復機器人能夠準確的模擬出標準步態,且絲杠3自帶自鎖功能,在無動力驅動的狀態下,仍能保持當前位置;滑輪組與吊繩10配合將絲杠螺母4的水平位移轉變成平臺2的豎直位移,巧妙合理,減少了機構所占用的空間。
本實用新型具體實施方式提供的下肢康復機器人的升降機構,在支架1上可以設有與絲杠3平行設置的第一導軌7,相應的,在絲杠螺母4上固定連接有第一滑塊6,第一滑塊6與第一導軌7滑動連接,第一導軌7和第一滑塊6配合使用可以為絲杠螺母4移動時導向,使絲杠螺母4的移動更平穩,從而使吊繩10和平臺2的移動更平穩。
支架1上還可以設有用于平臺2升降時導向的豎直導向組件,具體地,豎直導向組件可以包括豎直設置的第二導軌8和與平臺2固定連接的第二滑塊9,其中第二滑塊9與第二導軌8滑動連接,第二導軌8和第二滑塊9配合使用,為平臺2升降時導向,可以有效避免平臺2升降過程中左右搖晃,使平臺2的升降更平穩,從而使下肢康復機器人的模擬動作更平穩更準確。
為了增強下肢康復機器人的使用安全性,保證平臺2能夠承受患者的體重,同時使下肢康復機器人的模擬動作更平穩更準確,升降組件可以包括兩個第一導軌7、兩個第一滑塊6,以及兩個滑輪組、兩個吊繩10和兩個豎直導向組件,兩個第一導軌7和兩個第一滑塊6可以對稱設置在絲杠3兩側,兩個滑輪組和兩個豎直導向組件分別設在平臺2兩側,兩個吊繩10的一端可以分別與位于同側的第一滑塊6固定連接,另一端分別經同側的滑輪組導向后與平臺2連接。
當然,升降組件中各部件的數量和具體設置方式并不限于此,也可以不設置第一導軌7、第一滑塊6,也可以不設置豎直導向組件,只要保證平臺2的正常升降,均在本實用新型的保護范圍之內。
本實用新型具體實施方式提供的下肢康復機器人的升降機構,電機5具體可以采用伺服電機,伺服電機轉速受輸入信號控制,并能快速反應,可把所收到的電信號轉換成轉軸上的角位移或角速度輸出,以驅動控制對象,轉速可控,位置精度高,可精確控制平臺2的升降位置。
在上述各具體實施方式的基礎上,滑輪組用于吊繩10的轉向,滑輪組具體有多種結構,滑輪組具體可以包括第一滑輪11、第二滑輪12、第三滑輪13、第四滑輪14和設在支架1頂部的第五滑輪15,第一滑輪11與絲杠螺母4固定連接,第一滑輪11、第二滑輪12和第三滑輪13在同一水平面上且其轉軸均豎直設置,第四滑輪14和第五滑輪15在同一豎直面內,第四滑輪14和第五滑輪15的轉軸均水平設置,第四滑輪14的線槽底部的切線與第三滑輪13的線槽相切,吊繩10依次繞過第一滑輪11、第二滑輪12、第三滑輪13、第四滑輪14和第五滑輪15后,再與平臺2固定連接。
具體地,可以將第一滑輪11固定在第一滑塊6的底部,將第二滑輪12固定在支架1遠離電機5的一端,位于在第一滑輪11與第二滑輪12之間的吊繩10可以與絲杠3的延伸方向平行,第三滑輪13與第二滑輪12的連線可以與絲杠3的延伸方向垂直,第四滑輪14和第五滑輪15的轉軸可以與絲杠3的延伸方向垂直,這樣設置方便,且可以使吊繩10的轉向平穩順利。
如圖1中所示,當絲杠3帶動絲杠螺母4向右移動時,平臺2在自身重力和吊繩10拉力的共同作用下向下移動,當絲杠3帶動絲杠螺母4向左移動時,吊繩10帶動平臺2向上移動。當然,滑輪組的具體組成以及各滑輪的設置方式并不限于此,只要能夠實現吊繩10的轉向,通過吊繩10實現平臺2的升降,均在本實用新型的保護范圍之內。
本實用新型具體實施方式提供的下肢康復機器人的升降機構,使用時,伺服電機驅動絲杠3轉動,與絲杠3配合的絲杠螺母4通過第一滑塊6在第一導軌7上做水平方向的移動,安裝在第一滑塊6下方的第一滑輪11帶動吊繩10,并通過其他各滑輪轉向后,拉動平臺2,通過第二滑塊9在第二導軌8上做豎直方向和移動。
除了上述升降機構,本實用新型的具體實施方式還提供一種包括上述升降機構的下肢康復機器人,該下肢康復機器人其他各部分的結構請參考現有技術,本文不再贅述。
以上對本實用新型所提供的下肢康復機器人及其升降機構進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述,以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型原理的前提下,還可以對本實用新型進行若干改進和修飾,這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。