绳驱动腰部康复机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102068363A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102068363A(43)申请公布日2011.05.25(21)申请号201110027352.2(22)申请日2011.01.25(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人陈柏吴洪涛王卫东王鹏陈笋蒋素荣(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人彭英(51)Int.Cl.A61H1/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称绳驱动腰部康复机器人(57)摘要本发明公开一种绳驱动腰部康复机器人，包括机架、重力平衡单元、绳索绕放单元、绳索驱动康复运动单元以及控制单元，绳索驱动康复运动单元包括康复腰带、牵引绳以及引导滑轮，康复腰带至少连接有六条牵引绳，每一条牵引绳对应配置一个绳索绕放单元；控制单元通过控制各绳索绕放单元来控制相应牵引绳绳长变化，带动康复患者腰部依正常人步行时的骨盆运动轨迹运动。因此，本发明针对康复训练中如何协调控制康复病人的骨盆运动轨迹问题，通过一套重力平衡单元和多根牵引绳协调动作，再现康复病人在站立步行情况下的正常人骨盆运动轨迹，达到腰部的有效康复训练。该机器人可根据康复病人的病情及个体差异、进行构型改变、康复训练幅度与强度的调整。CN102683ACCNN110206836302068364A权利要求书1/2页1.一种绳驱动腰部康复机器人，其特征在于，包括机架、用于减轻康复病人腰部负荷的重力平衡单元、用于驱动牵引绳的绳索绕放单元、用于实现康复病人腰部康复训练的绳索驱动康复运动单元以及自动控制绳索绕放单元动作的控制单元，其中：所述重力平衡单元，包括承重背心以及扶手，所述承重背心置于机架内，且承重背心悬挂连接在机架的机顶下方，所述扶手安装在机架上；所述绳索绕放单元，包括驱动模块、绕线模块、排线模块以及张紧模块，所述驱动模块的输出轴与绕线模块的绕线轴同轴连接，所述排线模块与绕线模块联动连接，所述驱动模块、绕线模块、排线模块以及张紧模块分别安装在机架上；所述绳索驱动康复运动单元，包括绕在康复病人腰部的康复腰带、牵引绳以及引导滑轮，所述牵引绳一端绕制在绕线模块的绕线轴上，另一端顺序穿过排线模块、张紧模块以及引导滑轮后与康复腰带连接，另外，所述康复腰带水平地置于机架内，且康复腰带上至少连接有六条牵引绳，每一条牵引绳对应地配置有一个绳索绕放单元；所述控制单元，通过控制各绳索绕放单元的驱动模块来控制相应牵引绳的绳长变化，以符合正常人步行时的骨盆运动轨迹。2.根据权利要求1所述绳驱动腰部康复机器人，其特征在于，所述机架由框架以及安装在框架上下两端面的连接板组成，所述绳索绕放单元安装在连接板上；所述康复腰带均布有四个绳连接位点，所述牵引绳为六条，该六条牵引绳分成两组，其中一组含有四条牵引绳，该四条牵引绳通过引导导轮后直接与康复腰带连接的连接段皆分别与康复腰带位于同一水平面，同时该四条牵引绳分别与康复腰带的四个绳连接位点对应连接，余下一组含有两条牵引绳，该两条牵引绳通过引导导轮后直接与康复腰带连接的连接段皆分别倾斜地置于康复腰带上方，同时该两条牵引绳分别与康复腰带的一组相对设置的绳连接位点相连接。3.根据权利要求1所述绳驱动腰部康复机器人，其特征在于，所述机架由框架以及安装在框架上下两端面的连接板组成，所述绳索绕放单元安装在连接板上；所述康复腰带均布有四个绳连接位点，所述牵引绳为八条，该八条牵引绳分成两组，每一组皆分别含有四条牵引绳，同时每一组的四条牵引绳皆分别与康复腰带的四个绳连接位点对应连接，其中一组的每一条牵引绳通过引导导轮后直接与康复腰带连接的连接段皆分别与康复腰带位于同一水平面，而余下一组的每一条牵引绳通过引导导轮后直接与康复腰带连接的连接段皆分别与康复腰带倾斜设置，倾斜设置的四条牵引绳中，其中相对设置的两条牵引绳倾斜地置于康复腰带上方，而相对设置的另两条牵引绳则倾斜地置于康复腰带下方。4.根据权利要求2或3所述绳驱动腰部康复机器人，其特征在于，所述驱动模块包括电机底座以及固定地安装在电机底座上的驱动电机，所述电机底座固定连接在机架上；所述绕线模块包括绕线轴以及绕线底座，所述排线模块包括导向轴、丝杠、丝杠螺母、滑槽、导向轮以及滑轮架，所述绕线轴、丝杠以及导向轴的两端皆分别支撑于绕线底座，且绕线轴、丝杠以及导向轴相互平行，所述丝杆螺母固定地安装在滑轮架上，且丝杠的杠体与丝杆螺母配合连接，而导向轴的轴体则穿过滑轮架放置，所述导向轮以及滑槽分别与滑轮架固定连接，且滑槽上开设牵引绳通道；所述驱动电机的输出轴与绕线轴同轴连接，且驱动电机的输出轴通过同步传动机构与丝杆连接；所述张紧模块包括弹性张紧底座以及通过轮轴支撑在弹性张紧底座上的张紧轮，