[實(shí)用新型]可折展的外骨骼輪椅一體化移動(dòng)輔助機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621291660.0
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN206548727U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋智斌;嚴(yán)盼輝;胡延松;田傳印;賈朝瑾;鄧向東
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: A61G5/04
• 分類號: A61G5/04;A61G5/10;A61G5/12;A61G5/14;A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)輔助機(jī)器人，特別是涉及一種可折展的外骨骼輪椅一體化移動(dòng)輔助機(jī)器人。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，我國已步入老齡化的社會。截止2014年底，我國60歲以上老年人口已經(jīng)達(dá)到2.12億，占總?cè)丝诘?5.5％。并且老年人多數(shù)存在關(guān)節(jié)力量不足、腿腳不便等問題，其日常生活需要人來照料。另外我國存在著較大一部分比重的腦血管疾病患者，他們通常伴有偏癱和截癱癥狀，嚴(yán)重影響著下肢肢體運(yùn)動(dòng)。醫(yī)學(xué)研究表明，腦血管患者在病情穩(wěn)定后，受損的神經(jīng)系統(tǒng)將會進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)，但自然恢復(fù)過程比較緩慢，并且難以痊愈。但有效的康復(fù)訓(xùn)練可以使得神經(jīng)系統(tǒng)功能重組和代償，加速神經(jīng)系統(tǒng)的修復(fù)，使患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力。

國內(nèi)外眾多科研人員對下肢康復(fù)機(jī)器人開展了研究，主要致力于實(shí)現(xiàn)輔助行走和康復(fù)訓(xùn)練功能。從使用者的日常生活需求考慮，為使用者提供坐姿狀態(tài)下快速移動(dòng)、輔助使用者站立功能與前面兩種功能具有同等的地位。因此開發(fā)出一種融合坐姿狀態(tài)下快速移動(dòng)、輔助站立和輔助行走功能于一體的外骨骼輪椅一體化移動(dòng)輔助機(jī)器人顯得急為迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種具備坐姿狀態(tài)下快速移動(dòng)、輔助站立和輔助行走功能于一體的可折展的外骨骼輪椅一體化移動(dòng)輔助機(jī)器人。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種可折展的外骨骼輪椅一體化移動(dòng)輔助機(jī)器人，包括左右對稱的兩個(gè)腳踏板、兩個(gè)小腿桿、兩個(gè)大腿桿和兩個(gè)腰桿，所述腳踏板通過踝關(guān)節(jié)連接在所述小腿桿的內(nèi)側(cè)，所述小腿桿的上端與所述大腿桿的下端通過膝關(guān)節(jié)連接在一起，所述大腿桿和所述小腿桿均設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述大腿桿的上端與所述腰桿的下端通過髖關(guān)節(jié)連接在一起，在所述大腿桿和所述小腿桿上均連接有腿部固定帶，在所述腰桿上連接有腰部固定帶，所述大腿桿的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直線電機(jī)，所述直線電機(jī)安裝在所述腰桿和傳動(dòng)桿之間，所述傳動(dòng)桿的后端鉸接在大腿桿滑塊的外側(cè)，所述大腿桿滑塊安裝在所述大腿桿的外側(cè)；所述小腿桿的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在底桿上，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過錐齒輪組驅(qū)動(dòng)后輪軸，在所述后輪軸上固接有小齒輪，所述小齒輪和大齒輪嚙合，所述大齒輪固裝在膝關(guān)節(jié)的外端，在所述大齒輪的外側(cè)設(shè)有底桿，所述底桿的上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述后輪軸上，所述小腿桿設(shè)置在所述底桿的內(nèi)側(cè)，在所述底桿和所述小腿桿之間設(shè)有小連桿，所述小連桿的上端鉸接在小腿桿滑塊的外側(cè)，所述小腿桿滑塊安裝在所述小腿桿的外側(cè)，所述小連桿的下端與所述底桿鉸接，所述底桿的下端與所述小腿桿的下端通過踝關(guān)節(jié)連接；在所述底桿和所述連桿之間設(shè)有平行鎖固結(jié)構(gòu)，所述大腿桿滑塊和所述小腿桿滑塊通過位于其外側(cè)的大連桿連接，在所述腰桿和所述大腿桿之間設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)鎖固結(jié)構(gòu)，在所述小腿桿滑塊和所述踝關(guān)節(jié)之間設(shè)有上移鎖固結(jié)構(gòu)，在所述底桿上安裝有前輪和后輪，在所述前輪的前方設(shè)有萬向輪，所述萬向輪通過輪架與所述小腿桿滑塊連接，在兩個(gè)所述腰桿之間連接有靠背板，在兩個(gè)所述大腿桿之間連接有柔性椅座墊。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)鎖固結(jié)構(gòu)包括固接在所述大腿桿上端外側(cè)的鎖銷座和開設(shè)在所述腰桿下端前側(cè)的鎖口，在所述鎖銷座上設(shè)有滑道，在所述滑道內(nèi)從上至下依次設(shè)有鎖銷、彈簧和限位板，所述彈簧夾壓在所述限位板和所述鎖銷之間，所述鎖銷采用柔性鋼絲繩連接在大腿桿滑塊上；當(dāng)所述腰桿和所述大腿桿垂直時(shí)，所述鎖銷插裝在所述鎖口內(nèi)。

所述上移鎖固結(jié)構(gòu)包括固接在所述小腿桿滑塊下方的鎖殼，在所述鎖殼內(nèi)設(shè)有可伸縮的鎖舌，所述鎖舌以所述踝關(guān)節(jié)作為鎖栓，在所述鎖舌的后部設(shè)有回拉環(huán)。

當(dāng)輔助機(jī)器人處于輪椅狀態(tài)時(shí)，所述后輪著地，所述前輪和/或所述萬向輪著地，所述小齒輪與所述大齒輪脫離，所述上移鎖固結(jié)構(gòu)處于鎖固狀態(tài)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)鎖固結(jié)構(gòu)處于鎖固狀態(tài)。

當(dāng)輔助機(jī)器人處于外骨骼機(jī)器人狀態(tài)時(shí)，所述直線電機(jī)通過所述傳動(dòng)桿帶動(dòng)所述大腿桿繞所述髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述平行鎖固結(jié)構(gòu)處于鎖固狀態(tài)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)所述小腿桿繞所述膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)輔助機(jī)器人處于輔助站立狀態(tài)時(shí)，所述直線電機(jī)通過所述傳動(dòng)桿帶動(dòng)所述大腿桿滑塊向所述膝關(guān)節(jié)移動(dòng)，帶動(dòng)所述大連桿繞所述小腿桿滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)所述大腿桿繞所述膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。