步态训练机器人

1.一种步态训练机器人，由机架、左脚步态机构、左脚姿态机构、右脚步态机构和右脚姿态机构组成；其特征是：框架(1)、第一底座(3)、第二底座(32)、扶手(19)组成机架，第一底座(3)、第二底座(32)对称地固定在框架(1)上，扶手(19)固定在框架(1)上；第一电机(20)、第二电机(31)、第一线性模组(21)、第二线性模组(30)、第一底板(22)、第二底板(29)、第一连接架(23)、第二连接架(28)、第一支撑架(16)、第二支撑架(24)组成左脚步态机构，第一电机(20)、第二电机(31)分别安装在第一线性模组(21)、第二线性模组(30)的一端，第一线性模组(21)、第二线性模组(30)具有相同的组成并对称地固定在第二底座(32)上，第一底板(22)、第二底板(29)分别与第一线性模组(21)、第二线性模组(30)配做，第一连接架(23)、第二连接架(28)分别与第一底板(22)、第二底板(29)配做，第一支撑架(16)一端与第二连接架(28)铰接，第一支撑架(16)另一端与连接套筒(26)固定，第二支撑架(24)的两端分别与第一连接架(23)、连接套筒(26)铰接，第一支撑架(16)和第二支撑架(24)的长度相等；电机-减速器装置(25)、传动轴(27)、连接套筒(26)脚踏板装置(13)组成左脚姿态机构，电机-减速器装置(25)固定在第一支撑架(16)上，传动轴(27)的一端与电机-减速器装置(25)连接，传动轴(27)的另一端与脚踏板装置(13)连接，连接套筒(26)固定在支撑架(16)上；右脚步态机构、右脚姿态机构分别与左脚步态机构、左脚姿态机构相同。

步态训练机器人\n(一)技术领域\n[0001] 本发明涉及医疗器械，具体涉及一种步态训练机器人。\n(二)背景技术\n[0002] 医学理论和实践证明，脑瘫后遗症或意外事故造成的肢体损伤患者必须进行肢体训练，以恢复肢体功能，防止肌肉“废用性”萎缩。多数患者因功能障碍或体力限制，需在他人监护下实施康复训练；这是一项长期的、十分消耗体力的工作。\n[0003] 目前，国内外相关专利主要有以下几种：\n[0004] 申请号为02251613.1的专利名称为“下肢康复训练机器人”的实用新型的运动步幅是不可调节的，难以适应不同身高的患者；申请号为200410044077.5的专利名称为“一种全方位自由行走机器”是一种用于虚拟环境的步行机，其只能像跑步机一样在一个平面内运动；专利号为200520021462.8的专利名称为“仰卧式下肢康复训练机器人”的实用新型的左、右腿运动是相互牵连的，运动的多样性和灵活性欠佳。\n(三)发明内容\n[0005] 本发明的目的在于公开一种用于因心脑血管疾病致瘫或意外事故造成下肢肢体损伤的患者做步态训练的步态训练机器人。\n[0006] 本发明的目的是这样实现的：它是由机架、设置在机架上的左脚步态机构、左脚姿态机构、右脚步态机构和右脚姿态机构组成；机架是由框架、底座和扶手组成，底座和扶手固定在框架上；右脚步态机构与左脚步态机构均是由电机、线性模组、底板、连接架和支撑架组成，线性模组固定在底座上，电机安装在线性模组的一端，底板与线性模组连接，连接架与底板连接，支撑架的两端分别与连接架、连接套筒铰接；右脚姿态机构与左脚姿态机构均是由电机-减速器装置，传动轴，连接套筒和脚踏板装置组成，电机-减速器装置固定在支撑架上，传动轴的一端与电机-减速器装置连接，另一端与脚踏板装置连接，连接套筒固定在支撑架上。\n[0007] 本发明还有这样一些结构特征：\n[0008] 1、所述的线性模组共有4套，分别连接4个电机；\n[0009] 2、所述的线性模组两个一组，布置在底座的下平面，组与组之间对称布置；\n[0010] 3、所述的支撑架两个一组并且长度相等，其中一个与连接套筒固定，另一个与连接套筒铰接；\n[0011] 4、所述的左或右脚姿态机构的电机-减速器装置固定在支撑架的外侧，连接套筒固定在支撑架的内侧。\n[0012] 本发明工作时左脚步态机构和左脚姿态机构按照一定的协调关系运动，并且右脚步态机构和右脚姿态机构也按照一定的协调关系运动，两个协调运动的相位差为180度。\n根据需要患者可做原地踏步训练，行走训练，上、下楼梯训练等，并且训练步幅和速度都是可调的。本发明也可做健身器材使用。\n(四)附图说明\n[0013] 图1是本发明步态训练机器人运动空间图；\n[0014] 图2是本发明步态训练机器人的主视图；\n[0015] 图3是本发明步态训练机器人的仰视图；\n[0016] 图4是本发明步态训练机器人的左视图。\n(五)具体实施方式\n[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：\n[0018] 结合图1-4，本实施例是由机架、左脚步态机构、左脚姿态机构、右脚步态机构和右脚姿态机构组成。附图中框架1，底座3、32，扶手19组成机架；框架1，底座3、32可选用铝型材制作，底座3、32对称地固定在框架1上，扶手19可选用钢管制作并固定在框架1上。\n电机20、31，线性模组21、30，底板22、29，连接架23、28和支撑架16、24组成左脚步态机构；\n电机20、31可选用直流伺服电机并分别安装在线性模组21、30的一端，线性模组21、30具有相同的组成并对称地固定在底座32上，底板22、29分别与线性模组21、30配做，连接架\n23、28分别与底板22、29配做，支撑架16一端与连接架28铰接，另一端与连接套筒26固定，支撑架24的两端分别与连接架23、连接套筒26铰接，支撑架16和24的长度相等。电机-减速器装置25，传动轴27，连接套筒26脚踏板装置13组成左脚姿态机构；电机-减速器装置25固定在支撑架16上，传动轴27的一端与电机-减速器装置25连接，另一端与脚踏板装置13连接，连接套筒26固定在支撑架16上。\n[0019] 右脚步态机构、右脚姿态机构分别与左脚步态机构、左脚姿态机构有相同的组成。\n电机2、12，线性模组6、9，底板5、10，连接架4、11和支撑架7、8组成右脚步态机构；电机2、\n12可选用直流伺服电机并分别安装在线性模组6、9的一端，线性模组6、9具有相同的组成并对称地固定在底座3上，底板5、10分别与线性模组6、9配做，连接架4、11分别与底板5、\n10配做，支撑架7的一端与连接架4铰接，另一端与连接套筒18固定，支撑架8的两端分别与连接架11、连接套筒18铰接，支撑架7和8的长度相等。电机-减速器装置14，传动轴17，连接套筒18脚踏板装置15组成右脚姿态机构；电机-减速器装置14固定在支撑架\n7上，传动轴17的一端与电机-减速器装置14连接，另一端与脚踏板装置15连接，连接套筒18固定在支撑架7上。\n[0020] 通过考察人的正常行走运动，原地踏步运动，上、下楼梯运动等，获取设计数据，为本发明的设计提供了依据。工作原理如下：\n[0021] 图1中a所指示的区域为本发明的左脚或右脚步态机构的运动空间，b所指示的区域为人正常行走时的运动空间，c所指示的区域为人原地踏步和上、下楼梯时的运动空间。左、右脚具有相同的运动空间，下面以左脚运动为例进行说明：人在正常行走时左脚步态机构在b所指示的区域运动，同时调整左脚姿态机构使之与左脚步态机构有一定的协调关系，以达到人在正常行走时的运动效果。调整右脚运动机构使与左脚运动的相位差为180度，这样人就能进行正常行走了。同样，若本发明在c所指示的区域工作，就能使人做踏步运动和上、下楼梯运动。为了适应不同身高和不同病情的患者，本发明可以相应地调整b、c区域的大小，而且运动速度也是可调的。综上，本发明具有多种运动方式，适用于不同人群。