一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106236519A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610828782.7(22)申请日2016.09.18(71)申请人南开大学地址300071天津市南开区卫津路94号(72)发明人于宁波杨卓孙玉波王一博方勇纯(74)专利代理机构天津佳盟知识产权代理有限公司12002代理人侯力(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统(57)摘要一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统。主要包括架空位移单元，竖直拉力单元和人机连接单元。其中架空位移单元包括主体支架、两根横向轨道和两根纵向轨道及其下方分别设置的位移驱动机构。竖直拉力单元包括一对滑轨、两个动板、两个压簧、压力传感器、电缸、卷绳电机、绞盘和偏角测量装置。吊绳通过卷绳电机驱动的绞盘、电缸一侧的滑轮、远离电缸一侧的动板上的滑轮、压力传感器顶端滑轮和吊绳偏角测量装置，最终与人机连接单元相连。本发明是一种新型的虚拟质量卸载下肢康复系统，通过虚拟去质量的方法为轻度和中度下肢神经受损的患者提供一个良好的康复训练环境，具有很高的研究价值和广阔的应用前景。CN106236519ACN106236519A权利要求书1/1页1.一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统，其特征是：该系统包括架空位移单元，竖直拉力单元和人机连接单元；所述的架空位移单元包括一个主体支架，主体支架的顶端设置有两根平行的横向轨道构成桥式吊架，两根横向轨道的下方设置有一套位移驱动机构，位移驱动机构包括横向轨道两端分别设置的传动轴，传动轴的两端各设置有一个皮带轮，同侧两个皮带轮上套装有与皮带轮配合的横向传动皮带绳，在其中一个传动轴上同时固定有一个被动齿轮，与被动齿轮啮合的主动齿轮安装在伺服电机轴上，该伺服电机安装在主体支架上；所述横向轨道上设置有两根平行的纵向轨道，两根纵向轨道同时与横向传动皮带绳固定，两根纵向轨道下方设置有一套相同的位移驱动机构，其中的伺服电机安装在纵向轨道上；所述的竖直拉力单元设置在纵向轨道上并与纵向轨道下方的位移驱动机构中的传动皮带绳固定；所述的竖直拉力单元包括一个金属框架，在金属框架上平行安装有一对滑轨，所述滑轨上套装有两个动板，两个动板之间的滑轨上各套装有一个压簧，在金属框架的外侧安装有一个电缸，电缸的输出轴穿过该金属框架并与内侧紧邻的一个动板铰接，在金属框架该侧同时安装有滑轮a，另一动板上安装有滑轮b，在所述金属框架的相对电缸另一边外侧安装有一个卷绳电机，卷绳电机的输出轴通过联轴器与绞盘连接，用于悬吊的钢丝绳盘绕在绞盘上，钢丝绳的末端依次绕过滑轮a和滑轮b，最后绕过安装在金属框架底部的压力传感器顶端的滑轮c竖直向下并与人机连接单元相连。2.根据权利要求1所述的一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统，其特征是：在所述竖直拉力单元的金属框架上安装有一个与所述滑轨平行的磁条，与磁条对应在两个动板上各安装有一个磁头形成磁尺。3.根据权利要求1所述的一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统，其特征是：所述的滑轮c与金属框架之间安装有一个用来测量绕过滑轮c的钢丝绳上拉力的压力传感器。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统，其特征是：位于竖直拉力单元的金属框架的底部同时设置有一个偏角测量装置，该偏角测量装置包括两个正交安装在金属框架底部的可任意转动的两个半月板，两个半月板的中间各开有一个供钢丝绳穿过的滑槽，在两个半月板一端的转轴上各安装有一个中空轴编码器，所述竖直拉力单元中的钢丝绳绕过滑轮c由两个半月板的正交点处的滑槽中穿过后竖直向下，钢丝绳的末端与人机连接单元相连。2CN106236519A说明书1/4页一种面向步态和平衡康复训练的单绳悬吊主动减重系统技术领域[0001]本发明涉及一种人体康复训练中的质量卸载技术，一般用于机器人领域与康复医疗领域。背景技术[0002]中风和脊髓损伤是导致下肢运动功能障碍的主要原因，医学研究表明，下肢康复训练可以帮助脊髓损伤患者恢复神经系统的功能。通过机器人辅助可以获得高强度长时间的康复训练，得到优于人力辅助或患者自行训练的效果。当前，机器人辅助患者进行下肢康复的技术主要有：1.外骨骼机器人技术，通过为患者穿戴外骨骼机器人来辅助患者进行康复运动，大部分的外骨骼机器人也配有绳悬吊系统。2.单绳或多绳悬吊系统，通过吊绳为患者提供一个向上的减重力，从而减轻患者的下肢负担。[0003]要取得良好的康复训练效果，患者自身的强烈意愿和积极参与至关重要，病人参与的主动性越高，训练的效果会越好。康复训练不仅要最