專利名稱：輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人，屬于康復(fù)醫(yī)療器械 領(lǐng)域。適用截癱患者的不同康復(fù)階段下肢康復(fù)訓(xùn)練以及實(shí)現(xiàn)行走的功能。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)中的交通、工傷事故的增加，自然災(zāi)害的突發(fā)以及社會(huì)的老 齡化，截癱病人已逐步成為現(xiàn)代社會(huì)的一種常見群體，這類患者除了藥物治療 或者手術(shù)治療外，科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練對(duì)于患肢運(yùn)動(dòng)功能改善非常重要?，F(xiàn)有的輪 椅主要由大輪子、小輪子、推手架、靠背、坐墊和扶手組成，這種輪椅只有代
步功能。對(duì)于截癱病人目前通常由醫(yī)生、PT師、0T師手把手牽拉特定肌群，應(yīng) 用起立床逐漸進(jìn)行站立訓(xùn)練。這種被動(dòng)式的康復(fù)訓(xùn)練，工作強(qiáng)度大，且無法滿 足更多病人的需求。訓(xùn)練效果與醫(yī)療師的技術(shù)熟練程度密切相關(guān)，很難準(zhǔn)確到 位地針對(duì)不同病人保持康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作的一致性。另外目前大多數(shù)通用的截癱病 人行走支具只能輔助病人作一些簡單的行走訓(xùn)練，而無法根據(jù)病人不同階段的 情況，實(shí)施有針對(duì)性的康復(fù)訓(xùn)練。缺少一種能夠把康復(fù)訓(xùn)練以及日常助行結(jié)合 起來的康復(fù)訓(xùn)練助行器。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人。 本實(shí)用新型的輪椅式截癱行走訓(xùn)練機(jī)器人包括具有大輪子、小輪子、推手
架、靠背、坐墊和扶手的輪椅系統(tǒng)、其特征是還包括下肢外骨骼系統(tǒng)、阻尼支
撐系統(tǒng)和控制器；
下肢外骨骼系統(tǒng)包括髖部桿、大腿桿和小腿桿，髖部桿的末端與輪椅系 統(tǒng)的靠背固聯(lián)，髖部桿的另一端與大腿桿鉸接構(gòu)成髖關(guān)節(jié)，大腿桿與小腿桿鉸 接構(gòu)成膝關(guān)節(jié)，小腿桿的末端固定有踏腳板，第一滾珠絲杠的兩端分別與髖部 桿的末端及大腿桿的上端鉸接，第一電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過同步帶輪與第一滾珠絲杠 的螺母相連，第二滾珠絲杠的兩端分別與大腿桿及小腿桿的上端鉸接，第二電 機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過同步帶輪與第二滾珠絲杠的螺母相連，在大腿桿上固定有第一腿 部支撐，小腿桿上固定有第二腿部支撐；
阻尼支撐系統(tǒng)包括平行四邊形連接桿、阻尼器和直線驅(qū)動(dòng)器，平行四邊 形連接桿的一條豎直邊與座椅靠背固定，另一條豎直邊與豎直支架固定，支架
的下端安裝輪子，阻尼器的一端與平行四邊形連接桿的上連桿鉸接，阻尼器的 另一端與支架鉸接，直線驅(qū)動(dòng)器的一端與輪椅系統(tǒng)的坐墊鉸接，另一端與底架
鉸接，底架與支架固聯(lián)成一體； 控制器安裝在輪椅的扶手上；
為了確?；颊咴谡玖⒉叫杏?xùn)練時(shí)保持身體的平衡，通常可在輪椅的靠背固定
吊繩架。
本實(shí)用新型的輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人，通過調(diào)節(jié)座椅坐墊下面的 直線驅(qū)動(dòng)器，可以在"坐、立"兩個(gè)訓(xùn)練狀態(tài)之間切換。 本實(shí)用新型的有益效果在于
輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人以柔性下肢外骨骼系統(tǒng)作為病人康復(fù)訓(xùn)練 的行走支具，根據(jù)病人的情況，通過調(diào)整對(duì)外骨骼系統(tǒng)上各個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的控制， 可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)步態(tài)、被動(dòng)力控制步態(tài)、被動(dòng)阻尼可調(diào)步態(tài)以及平衡訓(xùn)練等訓(xùn)練功 能，達(dá)到幫助截癱患者行走的目的。由于輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人有坐 姿訓(xùn)練和步行訓(xùn)練兩種訓(xùn)練方式，因此可以幫助處于不同康復(fù)階段的截癱患者 進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練以及實(shí)現(xiàn)行走的功能。

圖1是輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖，(圖示為用于坐姿訓(xùn)練
狀態(tài))；
圖2是下肢外骨骼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是平行四邊形機(jī)構(gòu)圖4是輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人為用于站姿訓(xùn)練狀態(tài)示意圖； 圖5是輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人配上跑步機(jī)的訓(xùn)練示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型。
參見圖l，圖2，圖3，輪椅式截癱行走訓(xùn)練機(jī)器人包括具有大輪子10、小 輪子13、推手架5、靠背7、坐墊11和扶手8的輪椅系統(tǒng)、下肢外骨骼系統(tǒng)、 阻尼支撐系統(tǒng)和控制器。
下肢外骨骼系統(tǒng)包括髖部桿15、大腿桿20和小腿桿23，髖部桿的末端 與輪椅系統(tǒng)的靠背7固聯(lián)，髖部桿15的另一端與大腿桿20鉸接構(gòu)成髖關(guān)節(jié)， 大腿桿20與小腿桿23鉸接構(gòu)成膝關(guān)節(jié)，小腿桿的末端固定有踏腳板24，第一 滾珠絲杠19的兩端分別與髖部桿15的末端及大腿桿的上端鉸接，第一電機(jī)16 的轉(zhuǎn)軸通過同步帶輪與第一滾珠絲杠19的螺母相連，第二滾珠絲杠22的兩端
分別與大腿桿20及小腿桿的上端鉸接，第二電機(jī)21的轉(zhuǎn)軸通過同步帶輪與第 二滾珠絲杠22的螺母相連，在大腿桿上固定有第一腿部支撐17，小腿桿上固定 有第二腿部支撐18。
阻尼支撐系統(tǒng)包括平行四邊形連接桿l、阻尼器2和直線驅(qū)動(dòng)器14,平 行四邊形連接桿1的一條豎直邊與座椅靠背7固定，另一條豎直邊與豎直支架3 固定，支架3的下端安裝輪子4，阻尼器2的一端與平行四邊形連接桿1的上連 桿鉸接，阻尼器的另一端與支架3鉸接，直線驅(qū)動(dòng)器14的一端與輪椅系統(tǒng)的坐 墊11鉸接，另一端與底架12鉸接，底架12與支架3固聯(lián)成一體?？刂破?安 裝在輪椅的扶手上。
圖示實(shí)例中，在輪椅的靠背7上固定有吊繩架6。
在平常時(shí)，此輪椅系統(tǒng)像一般輪椅一樣，患者可以坐在輪椅上行動(dòng)自如。 在截癱患者初期訓(xùn)練階段，可以采用坐姿進(jìn)行訓(xùn)練，患者坐在輪椅上由下肢外 骨骼系統(tǒng)帶動(dòng)患者小腿進(jìn)行擺動(dòng)。隨著康復(fù)訓(xùn)練的深入，患者如果想進(jìn)行站立 姿勢(shì)的步態(tài)訓(xùn)練，他可以通過扶手上的控制器9來控制固定于坐墊架下面的直 線驅(qū)動(dòng)器，來使輪椅處于直立狀態(tài)(參見圖4),于是患者就可以進(jìn)行站立狀態(tài) 下的步行訓(xùn)練。吊繩架用于懸吊患者，確保患者在站立步行訓(xùn)練時(shí)保持身體的 平衡。由于在站立步行訓(xùn)練時(shí)，患者身體會(huì)隨著步態(tài)的交替而上下波動(dòng)，阻尼 器可以起到緩沖的作用，同時(shí)也可以起到部分支撐身體的作用。
推手架5用于在輪椅狀態(tài)時(shí)，其它人推輪椅前行。站立狀態(tài)步行時(shí)，機(jī)器 人相當(dāng)于助行器，幫助截癱病人，殘疾人在地面上步行移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練器和助 行器的結(jié)合。
控制器9安裝在輪椅的扶手上，可以方便地控制電機(jī)速度，電機(jī)力矩大小 以及訓(xùn)練姿態(tài)的切換。
當(dāng)患者在家中進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，為適應(yīng)家中狹小的空間也可如圖5所示， 將跑步機(jī)25放在輪椅式截癱行走訓(xùn)練機(jī)器人下面。
權(quán)利要求1.輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人，包括具有大輪子(10)、小輪子(13)、推手架(5)、靠背(7)、坐墊(11)和扶手(8)的輪椅系統(tǒng)、其特征是還包括下肢外骨骼系統(tǒng)、阻尼支撐系統(tǒng)和控制器；下肢外骨骼系統(tǒng)包括髖部桿(15)、大腿桿(20)和小腿桿(23)，髖部桿的末端與輪椅系統(tǒng)的靠背(7)固聯(lián)，髖部桿(15)的另一端與大腿桿(20)鉸接構(gòu)成髖關(guān)節(jié)，大腿桿(20)與小腿桿(23)鉸接構(gòu)成膝關(guān)節(jié)，小腿桿的末端固定有踏腳板(24)，第一滾珠絲杠(19)的兩端分別與髖部桿(15)的末端及大腿桿的上端鉸接，第一電機(jī)(16)的轉(zhuǎn)軸通過同步帶輪與第一滾珠絲杠(19)的螺母相連，第二滾珠絲杠(22)的兩端分別與大腿桿(20)及小腿桿的上端鉸接，第二電機(jī)(21)的轉(zhuǎn)軸通過同步帶輪與第二滾珠絲杠(22)的螺母相連，在大腿桿上固定有第一腿部支撐(17)，小腿桿上固定有第二腿部支撐(18)；阻尼支撐系統(tǒng)包括平行四邊形連接桿(1)、阻尼器(2)和直線驅(qū)動(dòng)器(14)，平行四邊形連接桿(1)的一條豎直邊與座椅靠背(7)固定，另一條豎直邊與豎直支架(3)固定，支架(3)的下端安裝輪子(4)，阻尼器(2)的一端與平行四邊形連接桿(1)的上連桿鉸接，阻尼器的另一端與支架(3)鉸接，直線驅(qū)動(dòng)器(14)的一端與輪椅系統(tǒng)的坐墊(11)鉸接，另一端與底架(12)鉸接，底架(12)與支架(3)固聯(lián)成一體。控制器(9)安裝在輪椅的扶手上；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人，其特征是在輪椅的靠背(7)固定有吊繩架(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開的輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人包括輪椅系統(tǒng)、下肢外骨骼系統(tǒng)、阻尼支撐系統(tǒng)和控制器。該機(jī)器人以柔性下肢外骨骼系統(tǒng)作為病人康復(fù)訓(xùn)練的行走支具，根據(jù)病人的情況，通過調(diào)整對(duì)外骨骼系統(tǒng)上各個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的控制，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)步態(tài)、被動(dòng)力控制步態(tài)、被動(dòng)阻尼可調(diào)步態(tài)以及平衡訓(xùn)練等訓(xùn)練功能。本實(shí)用新型的輪椅式截癱患者行走訓(xùn)練機(jī)器人可滿足患者坐姿和站立兩種訓(xùn)練狀態(tài)，適用截癱患者的不同康復(fù)階段下肢康復(fù)訓(xùn)練以及實(shí)現(xiàn)行走的功能。
文檔編號(hào)A61G5/00GK201005941SQ200620140778
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者杰 張, 欣 張, 張佳帆, 楊燦軍, 昱 耿, 鄧美英 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)