一種并聯(lián)式下肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療康復(fù)系統(tǒng)，尤其涉及一種并聯(lián)式下肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前偏癱和中風(fēng)患者的下肢康復(fù)訓(xùn)練已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外研究人員的關(guān)注，隨著該類(lèi)患者以及下肢運(yùn)動(dòng)障礙患者的日益增多，恢復(fù)這類(lèi)人群的生活能力以及康復(fù)訓(xùn)練已成為迫切需要。因此，設(shè)計(jì)一款可以對(duì)殘疾下肢各關(guān)節(jié)和肌肉機(jī)群進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練和神經(jīng)功能恢復(fù)的機(jī)器人系統(tǒng)具有重要意義。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)利很多，功能也相似。穿戴式下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人(中國(guó)專(zhuān)利:專(zhuān)利號(hào)201310572075.2)，提出了一種基于電機(jī)直驅(qū)關(guān)節(jié)式機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)屈伸、膝關(guān)節(jié)屈伸兩種簡(jiǎn)單的動(dòng)作；一種穿戴式下肢外骨骼助行機(jī)器人(201310034245.1)，提出了一種采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的下肢外骨骼機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)單腿采用兩個(gè)電機(jī)絲杠螺母副，實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)屈伸及膝關(guān)節(jié)屈伸，不具有髖關(guān)節(jié)伸展及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)功能；一種外骨骼可穿戴式下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人裝置(201210168601.4)，提出一種基于3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的下肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，可實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)屈伸、收展，膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)，但驅(qū)動(dòng)方式為氣動(dòng)，在訓(xùn)練時(shí)不能實(shí)時(shí)控制氣缸伸縮量比較危險(xiǎn)，且不具備有髖關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝和調(diào)整比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了能實(shí)現(xiàn)屈曲、伸展、內(nèi)收、外展、內(nèi)旋、外旋及環(huán)轉(zhuǎn)，膝關(guān)節(jié)屈曲、伸展而提供一種并聯(lián)式下肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:腰部支撐架的兩端對(duì)稱(chēng)設(shè)置有訓(xùn)練主體結(jié)構(gòu)，每個(gè)訓(xùn)練主體結(jié)構(gòu)都包括髖關(guān)節(jié)回旋還轉(zhuǎn)單元、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展單元、髖關(guān)節(jié)屈伸單元和膝關(guān)節(jié)屈伸單元，所述髖關(guān)節(jié)回旋還轉(zhuǎn)單元包括通過(guò)回轉(zhuǎn)電機(jī)座安裝在腰部支撐架上的回轉(zhuǎn)電機(jī)、安裝在回轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸上的第一帶輪、具有軸段的虎克鉸上支架、安裝在虎克鉸軸段上的第二帶輪和設(shè)置在第一帶輪與第二帶輪之間的皮帶；
[0006]所述髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展單元包括安裝在虎克鉸上支架之間的十字軸、鉸接安裝在十字軸上的大腿框架、固定安裝在大腿框架外側(cè)的收展電動(dòng)缸下端支架、鉸接安裝在收展電動(dòng)缸下端支架上的髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸和安裝在腰部支撐架下端面上的收展推桿頭支架，所述髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸的推桿頭通過(guò)收展銷(xiāo)軸、收展球面軸承與收展推桿頭支架鉸接連接；
[0007]所述髖關(guān)節(jié)屈伸單元包括固定安裝在大腿框架后側(cè)的屈伸電動(dòng)缸下端支架、鉸接安裝在屈伸電動(dòng)缸下端支架上的髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸和安裝在腰部支撐架下端面上的屈伸推桿頭支架，所述髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸的推桿頭通過(guò)屈伸銷(xiāo)軸、屈伸球面軸承與屈伸推桿頭支架鉸接連接；
[0008]所述膝關(guān)節(jié)屈伸單元包括安裝在大腿框架內(nèi)部的膝關(guān)節(jié)電動(dòng)缸下端支架、鉸接安裝在膝關(guān)節(jié)電動(dòng)缸下端支架上的膝關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸和與膝關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸的推桿頭鉸接的小腿，所述小腿上還設(shè)置有軸，軸的兩端通過(guò)兩對(duì)軸承安裝在兩個(gè)軸承座中，兩個(gè)軸承座對(duì)稱(chēng)安裝在大腿框架上，所述大腿框架上設(shè)置有大腿護(hù)具，小腿上設(shè)置有小腿護(hù)具。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，利用虎克鉸可繞兩軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了髖關(guān)節(jié)的屈伸和收展運(yùn)動(dòng)，同時(shí)利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)和同步帶實(shí)現(xiàn)了虎克鉸繞自身軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)，本實(shí)用新型巧妙的在連接處使用球面軸承連接，結(jié)合虎克鉸十字軸兩旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)使得髖關(guān)節(jié)可實(shí)現(xiàn)回旋和環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；精密而緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的下肢康復(fù)功能。也即本實(shí)用新型利用巧妙的機(jī)械機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)下肢所有基本動(dòng)作的康復(fù)訓(xùn)練，具體包括髖關(guān)節(jié)繞三個(gè)基本軸的運(yùn)動(dòng)，其基本運(yùn)動(dòng)方向有:屈曲、伸展、內(nèi)收、外展、內(nèi)旋、外旋及環(huán)轉(zhuǎn)，膝關(guān)節(jié)屈曲、伸展。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)及膝關(guān)節(jié)同時(shí)僅屈伸動(dòng)作示意圖。
[0012]圖3是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)及膝關(guān)節(jié)同時(shí)僅屈伸動(dòng)作單腿示意圖。
[0013]圖4是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)內(nèi)收示意圖。
[0014]圖5是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)外展示意圖。
[0015]圖6是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)示意圖的主視圖。
[0016]圖7是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)示意圖的三維視圖。
[0017]圖8是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)虎克鉸及推桿頭支架軸線(xiàn)平面剖視圖。
[0018]圖9是本實(shí)用新型的大腿框架與小腿框架連接的示意圖。
[0019]圖10是本實(shí)用新型的膝關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸與膝關(guān)節(jié)電動(dòng)缸支架的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]本實(shí)用新型目的在于提供一種并聯(lián)式下肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練裝置，其包括腰部支撐架、髖關(guān)節(jié)回旋環(huán)轉(zhuǎn)單元、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展單元、髖關(guān)節(jié)屈伸單元，膝關(guān)節(jié)屈伸單元。髖關(guān)節(jié)回旋環(huán)轉(zhuǎn)單元主要由肩回轉(zhuǎn)電機(jī)、回轉(zhuǎn)電機(jī)座、帶輪及皮帶、虎克鉸上支架構(gòu)成，在回轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可以實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)旋內(nèi)、旋外及環(huán)轉(zhuǎn)的動(dòng)作；髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展單元主要由髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸、球面軸承、電動(dòng)缸下端支架及推桿頭支架，髖關(guān)節(jié)虎克鉸構(gòu)成，通過(guò)控制收展電動(dòng)缸推桿伸縮量實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)的內(nèi)收和外展動(dòng)作；髖關(guān)節(jié)屈伸單元主要包括髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸、球面軸承、電動(dòng)缸下端支架及推桿頭支架，髖關(guān)節(jié)虎克鉸構(gòu)成，通過(guò)控制屈伸電動(dòng)缸推桿伸縮量實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)的屈曲和伸展動(dòng)作；膝關(guān)節(jié)屈伸單元主要由膝關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸、深溝球軸承、電動(dòng)缸下支架及小腿構(gòu)成，通過(guò)控制膝關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸推桿伸縮量實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)的屈曲和伸展運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)在于本實(shí)用新型所提出的一種基于2-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的下肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練裝置，可實(shí)現(xiàn)下肢所有基本動(dòng)作的康復(fù)訓(xùn)練即:髖關(guān)節(jié)繞三個(gè)基本軸的運(yùn)動(dòng)，其基本運(yùn)動(dòng)方向有:屈曲、伸展、內(nèi)收、外展、內(nèi)旋、外旋及環(huán)轉(zhuǎn)，膝關(guān)節(jié)屈曲、伸展。
[0022]結(jié)合圖1?10，所述的髖關(guān)節(jié)回旋環(huán)轉(zhuǎn)單元安裝在腰部支撐架1上，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展單元通過(guò)髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸13下端支架16和推桿頭支架10分別安裝在大腿框架22和腰部支撐架1上，髖關(guān)節(jié)屈伸單元通過(guò)髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸12下端支架15和推桿頭支架6分別安裝在大腿框架22和腰部支撐架1上，膝關(guān)節(jié)屈伸單元通過(guò)膝關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸19下端支架28和小腿20分別安裝在大腿框架22和小腿20上。大腿框架22通過(guò)虎克鉸上支架8和十字軸9和腰部支撐架1相連，小腿20通過(guò)軸承座23和軸24和大腿框架22相連，大腿框架22上設(shè)置有大腿框架護(hù)具18，小腿上設(shè)置有小腿護(hù)具25。
[0023]結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖8，所述的髖關(guān)節(jié)屈伸單元主要包括髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸
12、球面軸承、電動(dòng)缸下端支架15及推桿頭支架6，髖關(guān)節(jié)虎克鉸上支架8等構(gòu)成，髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸12下端通過(guò)THK公司的球面軸承及銷(xiāo)軸14、套筒與電動(dòng)缸下端支架15連接，電動(dòng)缸下端支架15通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定在大腿框架22上，髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸12推桿頭通過(guò)THK公司的球面軸承37及銷(xiāo)軸7、套筒35與推桿頭支架6相連，所述球面軸承37通過(guò)孔用擋圈36和軸肩固結(jié)在推桿頭中，通過(guò)套筒35將推桿頭固定在推桿頭支架6的中心，所述銷(xiāo)軸7與球面軸承37及套筒35配合，并通過(guò)軸用擋圈38和軸肩固結(jié)在推桿頭支架6中，推桿頭支架6通過(guò)內(nèi)六角螺釘固結(jié)在腰部支撐架1上。髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸12推桿伸出時(shí)，大腿框架22繞與髖關(guān)節(jié)虎克鉸上支架8相連的十字軸9軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大腿框架伸展，當(dāng)髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸12推桿收縮時(shí)，大腿框架22繞與髖關(guān)節(jié)虎克鉸上支架8相連的十字軸9軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大腿框架收縮。
[0024]結(jié)合圖4、圖5和圖8，所述的所述髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展單元主要由髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸
13、球面軸承33、電動(dòng)缸下端支架16及推桿頭支架10，髖關(guān)節(jié)虎克鉸上支架8構(gòu)成；髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸13下端通過(guò)THK公司的球面軸承及銷(xiāo)軸17、套筒與電動(dòng)缸下端支架連接16相連，電動(dòng)缸下端支架16通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定在大腿框架22上，髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸13推桿頭通過(guò)THK公司的球面軸承33及銷(xiāo)軸11、套筒32與推桿頭支架10相連，所述球面軸承33通過(guò)孔用擋圈34和軸肩固結(jié)在推桿頭中，通過(guò)套筒32將推桿頭固定在推桿頭支架10的中心，所述銷(xiāo)軸11與球面軸承33及套筒32配合，并通過(guò)軸用擋圈31和軸肩固結(jié)在推桿頭支架10中，推桿頭支架10通過(guò)內(nèi)六角螺釘固結(jié)在腰部支撐架1上。髖關(guān)節(jié)收展電動(dòng)缸13推桿伸出時(shí)，大腿框架22繞與髖關(guān)節(jié)虎克鉸上支架8相連的十字軸9軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大腿框架內(nèi)收，當(dāng)髖關(guān)節(jié)屈伸電動(dòng)缸13推桿收縮時(shí)，大腿框架22繞與髖關(guān)節(jié)虎克鉸上支架8相連的十字軸9軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大腿框架外展。
[0025]結(jié)合圖6、圖7，所述的髖關(guān)節(jié)回旋環(huán)轉(zhuǎn)單元主要由回轉(zhuǎn)電機(jī)2、回轉(zhuǎn)電機(jī)座5、第一帶輪27、第二帶輪3及皮帶4、虎克鉸上支架8構(gòu)成，回轉(zhuǎn)電機(jī)2通過(guò)回轉(zhuǎn)電機(jī)座5固定在腰部支撐架1上，第一帶輪27帶輪通過(guò)普通平鍵和緊釘螺釘固定回轉(zhuǎn)電機(jī)