[实用新型]可实现正常步态轨迹的四肢联动康复训练机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种康复医疗器械与健身器械领域的机器人，具体涉及一种可实现正常步态轨迹的四肢联动康复训练机器人。

背景技术

调查显示，每年都有相当数量的人由于疾病、交通事故等原因造成下肢功能障碍。相关研究表明，对于运动失能的人群，尽早进行合理的康复训练，可以促进大脑皮层的可塑性发展，恢复肢体功能，有效的缓解病症，降低残疾程度，减少并发症。以神经可塑性原理为基础的重复性训练可实现患者大脑功能重组，通过机械装置辅助训练有望使患者逐渐康复。部分减重步行训练(PBWSTT)在临床上的应用就是基于上述原理。患者进行减重步行训练时，一般需要两名康复师来辅助，但是康复师的数量有限，难以满足患者的需求，也无法保证患者的康复训练时间和强度，这使需要人工辅助的康复训练的实际疗效受到制约。为此，欧美、日本等发达国家的科研工作者和医疗机构率先展开了对康复机器人技术的研究，目前研究较为成熟的有Lokomat，LOPES，ALEX以及NaTUre-gaits等。这些机器人由于结构复杂，价格昂贵，难以推广应用于一般家庭当中。

除少数外骨骼式下肢康复机器人能近似实现正常步态轨迹外，大部分足部驱动的康复机器人所能实现的轨迹与人体正常步态轨迹有一定的偏差，造成使用者在长期训练之后步态与自然步态不相符，肌肉发动模式异于常人，影响康复训练效果。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足之处，提供了一种新型可实现正常步态轨迹的康复训练机器人。使用本实用新型能够根据康复训练者的身体特征及康复理论进行设计，解决了康复训练轨迹与自然步态轨迹不匹配的问题，使其能够产生与康复训练者匹配的标准步态轨迹，通过带动脚部运动进而完成整个下肢的康复训练动作。该实用新型结构简单，仅需要一个电机即可完成康复训练，成本较低，很适合用于普通家庭。此外，本实用新型既可以通过电机驱动带动患者被动的完成四肢联动的康复训练，也可以通过手部转动扶手主动地完成康复训练过程，适合不同需求的康复或健身训练对象。结构简单，成本较低，适合推广于一般家庭使用。

为了解决现有的技术问题，本实用新型提出的一种可实现正常步态轨迹的四肢联动康复训练机器人，包括机架、动力装置、传动系统和两个脚踏板；所述传动系统由主动链轮、链条、从动链轮和传动轴组成，所述主动链轮设置在所述减速电机的输出轴上；所述机架的左右两侧对称地分布有两套运动辅助系统，所述两套运动辅助系统的末端分别连接至两个脚踏板；两套运动辅助系统的结构相同；每套运动辅助系统是由凸轮机构和四杆机构连接组成的凸轮-连杆机构；所述凸轮机构包括通过螺栓固定在所述机架上的带有沟槽的凸轮，所述凸轮的沟槽内设有凸轮滚子；所述连杆机构包括依次与长度可变的曲柄相连的连杆和摆杆；所述长度可变的曲柄由第一段曲柄和第二段曲柄构成，所述第一段曲柄的一端与所述传动轴键连接，所述第二段曲柄的一端与所述凸轮滚子铰接，所述第二段曲柄内设有滑轨，所述第一段曲柄的另一端插装在所述第二段曲柄的滑轨内，并可沿第二段曲柄的长度方向滑动；所述连杆的一端与第二段曲柄的另一端铰接，所述连杆另一端与所述摆杆的一端铰接，所述摆杆与机架铰接于点B，所述摆杆的另一端设有扶手，所述连杆上的一点C与所述脚踏板铰接；所述凸轮机构用于控制曲柄的长度；两套运动辅助系统中的曲柄以180°的相位差安装。所述动力装置是减速电机或是两个设置在两套运动辅助系统的摆杆端部的扶手。

本实用新型相对于现有技术的优点：本实用新型能够实现人体正常的步态轨迹，相比于其他末端驱动康复训练机器人具有更好的康复性能。患者既可以选择用电机带动运动辅助系统被动的完成康复训练，也可以选择用手操作扶手主动地完成康复训练。本实用新型可以实现四肢协调训练，既可以用于康复训练，也可以用于健身训练，结构简单，成本较低，适合推广于一般家庭使用。

附图说明

图1是本实用新型四肢联动康复训练机器人的整体结构示意图。

图2是单侧运动辅助系统的结构示意图。

图中：

1-机架 2-传动轴 3-从动链轮

4-运动辅助系统 5-链条 6-主动链轮

7-减速电机 40-凸轮41-第一段曲柄

42-凸轮滚子43-第二段曲柄44-扶手

45-摆杆46-连杆47-脚踏板

A-曲柄旋转中心 B-摆杆旋转中心 C-连杆与脚踏板的铰接点

G-C点的运动轨迹

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案进行详细描述。