[發明專利]一種腿部訓練康復多功能機器人

在審

• 申請號: 201711056421.6
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107693305A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 梁華偉;原顏東;買毅強;郭燕;郭建營;王一鳴;和慧超
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61N1/36;B25J11/00;B25J9/16;A61B5/00
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙)41130
• 代理人: 王國旭

技術領域

本發明涉及一種腿部訓練康復多功能機器人，屬體育鍛煉技術領域。

背景技術

目前在體育訓練、疾病康復中，往往均需要采用專業的輔助強化訓練及防部設備對腿部進行恢復性鍛煉或強化性訓練，但在實際的康復鍛煉和強化性訓練中，均缺乏有效的輔助訓練及鍛煉設備，因此一方面導致當前的腿部康復鍛煉和強化性訓練所使用的設備間通用性差，且均存在使用靈活性、可靠性不足及運行自動化程度低等缺陷，從而當前在進行腿部康復鍛煉和強化性訓練操作難度較大，且在康復鍛煉和強化性訓練時，不能根據使用需要靈活調整康復鍛煉和強化性訓練活動量，也不能對使用者進行持續的康復鍛煉和強化性訓練，另一方面在進行康復鍛煉和強化性訓作業的自動化程度低，數據反饋能力不足，操作精度低，也不能對使用者在康復鍛煉和強化性訓練中的生理參數變化情況進行全面檢測，因此不能制定科學合理的腿部康復及訓練方案，從而嚴重的影響了腿部康復鍛煉和強化性訓練作業效率、質量和精度，因此針對這一問題，迫切需要開發一種通用性、可靠性好且運行自動化及精度高的腿部康復及強化訓練用設備，以滿足實際使用的需要。

發明內容

本發明目的就在于克服上述不足，提供一種腿部訓練康復多功能機器人及控制方法。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現：

一種腿部訓練康復多功能機器人，包括定位架、神經刺激電極、生理傳感器、強化連桿、導向桿、驅動電機及控制機構，定位架共兩個，并分別包覆在人體大腿和小腿外表面，兩定位架前端的側表面通過驅動電機相互鉸接，兩驅動電機同軸分布，且兩驅動電機軸線與兩定位架對稱線重合，強化連桿兩端分別與兩定位架后表面連接，導向桿至少兩根，以定位架軸線對稱分布在定位架兩側，并與水平面垂直分布，導向桿兩端分別與兩定位架側表面通過滑軌相互滑動連接，強化連桿包括主彈性伸縮桿和輔助彈性伸縮桿，主彈性伸縮桿和輔助彈性伸縮桿均至少一個，其中輔助彈性伸縮桿嵌于定位架側表面并與定位架軸線平行分布，主彈性伸縮桿兩端分別與兩定位架上的輔助彈性伸縮桿端面鉸接，且輔助彈性伸縮桿軸線與主彈性伸縮桿軸線呈0°—90°夾角，定位架包括承載環、強化連接桿、承壓彈簧及連接鉸鏈，承載環至少兩個，各承載環同軸分布且相鄰兩個承載環間通過至少若干強化連接桿和若干承壓彈簧相互連接，強化連接桿、承壓彈簧與承載環軸線呈0°—60°夾角，強化連接桿、承壓彈簧與承載環間均通過連接鉸鏈相互鉸接，且一個強化連接桿和一個承壓彈簧構成一個工作組，且同一工作組中的強化連接桿、承壓彈簧與承載環軸線夾角0°時，則強化連接桿、承壓彈簧間呈15°—90°夾角，工作組至少兩個，且各工作組均環繞定位架軸線均布，承載環包括至少兩個承載段和至少一個定位扣，且各承載段間通過連接鉸鏈相互鉸接，其中兩個連接段間通過定位扣相互連接并構成閉合環狀結構，神經刺激電極、生理傳感器均至少一個，嵌于定位架承載環的承載段內表面，并與控制機構電氣連接，控制機構通過定位扣安裝在定位架外表面。

進一步的，所述的承載段內均設橫截面呈矩形的承載腔，所述的神經刺激電極、生理傳感器均嵌于承載腔內，所述的承載段外設彈性墊塊，且彈性墊塊包覆在承載段外表面。

進一步的，所述的導向桿兩端與滑軌間通過滑塊相互滑動連接，且導向桿與滑塊間通過轉臺機構相互鉸接。

進一步的，所述的導向桿、主彈性伸縮桿、輔助彈性伸縮桿及強化連接桿、承壓彈簧為液壓桿、氣壓缸及彈簧桿中的任意一種。

進一步的，所述的輔助彈性伸縮桿與定位架間通過滑軌滑動連接，且輔助彈性伸縮桿與主彈性伸縮桿接觸面間設壓力傳感器。

進一步的，所述的導向桿末端設承載塊，所述承載塊與地平面相抵，且承載塊與導向桿間通過轉臺機構相互鉸接，所述的承載塊與地平面接觸面面積為導向桿橫截面面積的3—10倍。

進一步的，所述的驅動電機為恒力伺服電機，且驅動電機設轉速傳感器，所述的轉速傳感器與控制機構電氣連接。

進一步的，所述的控制機構包括承載殼、驅動電源、充放電控制電路及控制電路，所述承載殼為密閉腔體結構，其外表面均布至少兩個定位扣，并通過定位扣與定位架外表面相互連接，所述的驅動電源、充放電控制電路及控制電路，均嵌于承載殼內，且驅動電源、充放電控制電路及控制電路間通過隔板相互隔離，所述的控制電路分別與充放電控制電路、神經刺激電極、生理傳感器、強化連桿、驅動電機、壓力傳感器、轉速傳感器電氣連接。