本發(fā)明涉及醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有代步功能的下肢康復(fù)訓(xùn)練醫(yī)療機(jī)器人。

背景技術(shù)：

康復(fù)機(jī)器人是近年出現(xiàn)的一種新型機(jī)器人，它屬于醫(yī)療機(jī)器人范疇。主要功能是幫助患者完成各種運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)訓(xùn)練，如行走訓(xùn)練、手臂運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、脊椎運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、頸部運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等。

傳統(tǒng)的康復(fù)程序依賴于治療師的經(jīng)驗(yàn)與徒手操作技術(shù)。隨著病人數(shù)目迅速增大，為了提高康復(fù)效果、降低治療師的勞動(dòng)強(qiáng)度、使一般護(hù)理者能夠幫助病人康復(fù)鍛煉，依靠器械達(dá)到康復(fù)、治療目的問(wèn)題越來(lái)越受到人們關(guān)注?？祻?fù)機(jī)器人能通過(guò)機(jī)器帶動(dòng)肢體做成千上萬(wàn)的重復(fù)性的運(yùn)動(dòng), 對(duì)控制肢體運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)系統(tǒng)刺激并重建, 從而恢復(fù)肢體功能運(yùn)動(dòng)的一種新的臨床干預(yù)手段。近年來(lái)，已經(jīng)有很多研究涉及機(jī)器人在協(xié)助殘疾者康復(fù)訓(xùn)練的作用，但大多停留在原地狀態(tài)下的康復(fù)功能，沒(méi)有助行功能。有研究表明，在機(jī)器人輔助下，患者行走中骨盆和下肢的活動(dòng)自由度受到制，這使得肌肉的運(yùn)動(dòng)發(fā)動(dòng)模式與正常人不一樣。

康復(fù)機(jī)器人多應(yīng)用在大型醫(yī)院或者專業(yè)的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)內(nèi)，而且現(xiàn)階段的康復(fù)機(jī)器人都相對(duì)復(fù)雜，患者需要在專業(yè)人士的協(xié)助下進(jìn)行穿戴各種專業(yè)的設(shè)備，而且患者自身通過(guò)簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)無(wú)法熟練掌握其基本操作，更不能夠根據(jù)自己的康復(fù)情況進(jìn)行階段性調(diào)整訓(xùn)練。而且大部分的康復(fù)機(jī)器人固定安裝在地面上或者由于設(shè)備體積過(guò)大只能擺放在固定的地方，靈活性不夠，并且只能作為康復(fù)訓(xùn)練使用，而對(duì)于一些下肢輕傷患者，在需要進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的通知，具備有自己行走的能力，但是要借助輔助器械，而傳統(tǒng)的康復(fù)機(jī)器人大多不能提供代步或者輔助行走的功能。

中國(guó)專利號(hào)CN103006416B所公開(kāi)的“機(jī)械式下肢康復(fù)機(jī)器人助行裝置”采用的仿生學(xué)設(shè)計(jì)，模擬了下肢谷歌，采用框架式結(jié)構(gòu)，將該裝置安裝在下肢外側(cè)，可以輔助患者行走，但是該裝置的穿戴相對(duì)復(fù)雜，而且由于各個(gè)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)均采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，患者需要背負(fù)沉重的電源，或者用電源線為設(shè)備供電，使用起來(lái)很不方便。更重要的一點(diǎn)，由于該裝置具有較強(qiáng)的下肢支撐效果，不太適合下肢輕傷患者的康復(fù)訓(xùn)練，因?yàn)橄轮p傷患者的基本行走能力完整，只是需要通過(guò)輔助康復(fù)訓(xùn)練以恢復(fù)下肢肌肉的生理機(jī)能。所以，該專利所公開(kāi)的助行裝置不適合于下肢輕傷患者的康復(fù)訓(xùn)練。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有代步功能的下肢康復(fù)訓(xùn)練醫(yī)療機(jī)器人，該醫(yī)療機(jī)器人以常見(jiàn)的跑步機(jī)為原型進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性的采用雙平臺(tái)設(shè)計(jì)，雙平臺(tái)包括驅(qū)動(dòng)平臺(tái)和踏步平臺(tái)，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)采用傾斜設(shè)置，踏步平臺(tái)安裝在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上方并與驅(qū)動(dòng)平臺(tái)保持平行，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上還安裝有支撐護(hù)欄，需要進(jìn)行下肢康復(fù)訓(xùn)練患者站在踏步平臺(tái)上，通過(guò)支撐護(hù)欄保證身體平衡，由于踏步平臺(tái)和驅(qū)動(dòng)平臺(tái)一樣采用傾斜設(shè)置，因此使用者會(huì)不自然的身體前傾，踏步平臺(tái)上平行設(shè)置有兩個(gè)踏步履帶，使用者的雙腳在兩個(gè)踏步履帶上進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)兩個(gè)踏步履帶滾動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上安裝有兩個(gè)速度傳感器，每個(gè)速度傳感器正對(duì)一個(gè)踏步履帶，以獨(dú)立檢測(cè)踏步履帶的滾動(dòng)速度，在支撐護(hù)欄上安裝有控制器，該控制器可以進(jìn)行工作模式切換，本發(fā)明的醫(yī)療機(jī)器人預(yù)設(shè)有工作模式A、工作模式B和工作模式C，在工作模式A為直接代步模式，使用者手扶支撐護(hù)欄，靜止站在踏步平臺(tái)上或者進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制器上的控制按鈕或者操縱桿控制驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)設(shè)置有兩個(gè)由伺服電機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)前輪和兩個(gè)轉(zhuǎn)向后輪，該工況下醫(yī)療機(jī)器人作為代步小車使用；工作模式B為間接代步模式，使用者手扶支持護(hù)欄，雙腳在踏步履帶上進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)踏步履帶滾動(dòng)，兩個(gè)速度傳感器將兩個(gè)踏步履帶的轉(zhuǎn)動(dòng)速度發(fā)送至控制器，由控制器根據(jù)兩個(gè)傳感器的信號(hào)控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，即在使用者進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行下肢肌肉群的訓(xùn)練的通知，醫(yī)療機(jī)器人也可以作為代步小車使用，代步小車的前進(jìn)和轉(zhuǎn)向的控制由使用者踏步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，例如左右腳踏步頻率相同時(shí)直行，左右腳踏步頻率不同時(shí)轉(zhuǎn)向；工作模式C為跑步機(jī)模式，在該模式下，使用者雙腳進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)，控制器只根據(jù)兩個(gè)速度傳感器發(fā)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行踏步（跑步）速率的計(jì)算，并將數(shù)值現(xiàn)實(shí)在控制器上的顯示器上。綜合上述，本發(fā)明機(jī)身體積小，適合家用的工作環(huán)境，下肢輕傷患者可以在家自行進(jìn)行下肢肌肉群的康復(fù)訓(xùn)練，而不需要去大型醫(yī)院或者康復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行訓(xùn)練，由于該醫(yī)療機(jī)器人在滿足下肢輕傷患者的下肢肌肉群訓(xùn)練的同時(shí)可以作為代步小車和跑步機(jī)使用，一機(jī)多用，大大降低了患者進(jìn)行康復(fù)治療的成本。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種具有代步功能的下肢康復(fù)訓(xùn)練醫(yī)療機(jī)器人，包括有驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、踏步平臺(tái)、支撐護(hù)欄和控制器；驅(qū)動(dòng)平臺(tái)傾斜設(shè)置，其底部安裝有與控制器通訊連接的行走裝置，踏步平臺(tái)可拆卸地安裝在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的上方并且與驅(qū)動(dòng)平臺(tái)保持水平，在踏步平臺(tái)上平行設(shè)置有兩個(gè)踏步履帶，在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上對(duì)應(yīng)每個(gè)踏步履帶分別安裝有一個(gè)速度傳感器，該速度傳感器與控制器通訊連接，支撐護(hù)欄的下端與驅(qū)動(dòng)平臺(tái)固定連接，控制器安裝在支撐護(hù)欄的頂部。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)平臺(tái)包括有支撐板和安裝在支撐板下方的行走裝置，行走裝置包括有電源、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪和兩個(gè)轉(zhuǎn)向后輪，每個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪均安裝有一個(gè)伺服電機(jī)，在支撐板的上方安裝有用于安裝踏步平臺(tái)的連接柱。

進(jìn)一步地，所述連接柱的頂部設(shè)置有螺紋孔。

進(jìn)一步地，所述速度傳感器可拆卸的安裝在支撐板的上表面上，并通過(guò)連接線與控制器通訊連接。

進(jìn)一步地，所述踏步平臺(tái)包括有踏板和安裝在踏板上的兩個(gè)踏步履帶，踏板的周邊設(shè)置有安裝孔，在踏板上設(shè)置有兩組條形槽，條形槽內(nèi)均安裝有一個(gè)轉(zhuǎn)軸，每個(gè)轉(zhuǎn)軸上均安裝有一個(gè)傳動(dòng)輥，同一組條形槽內(nèi)的兩個(gè)傳動(dòng)輥構(gòu)成用于安裝踏步履帶的支撐結(jié)構(gòu)，每個(gè)踏步履帶均套接在一組傳動(dòng)輥之間。

進(jìn)一步地，所述支撐護(hù)欄設(shè)有左握桿、右握桿和前握桿，控制器可拆卸地安裝在前握桿上。

進(jìn)一步地，所述左握桿和右握桿之間安裝有護(hù)帶，該護(hù)帶包括有左連接部、右連接部和中間部，所述左連接部和右連接部均為彈性繃帶，所述中間部?jī)?nèi)側(cè)安裝有安全帶。

進(jìn)一步地，所述控制器上安裝有顯示器，該顯示器為觸摸屏。

進(jìn)一步地，所述控制器上設(shè)置有顯示器、鍵盤(pán)和操縱桿。

有益效果：本發(fā)明機(jī)身體積小，適合家用的工作環(huán)境，下肢輕傷患者可以在家自行進(jìn)行下肢肌肉群的康復(fù)訓(xùn)練，而不需要去大型醫(yī)院或者康復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行訓(xùn)練，由于該醫(yī)療機(jī)器人在滿足下肢輕傷患者的下肢肌肉群訓(xùn)練的同時(shí)可以作為代步小車和跑步機(jī)使用，一機(jī)多用，大大降低了患者進(jìn)行康復(fù)治療的成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例一立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例一分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例一中驅(qū)動(dòng)平臺(tái)立體結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例一中驅(qū)動(dòng)平臺(tái)立體結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例一中踏步平臺(tái)立體結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例一中驅(qū)動(dòng)平臺(tái)立體結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖7為本發(fā)明具體實(shí)施例一中驅(qū)動(dòng)支撐護(hù)欄的立體結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖8為本發(fā)明具體實(shí)施例二的立體結(jié)構(gòu)示意；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1，支撐板1a，驅(qū)動(dòng)前輪1b，轉(zhuǎn)向后輪1f，連接柱1c，伺服電機(jī)1d，電源1e，踏步平臺(tái)2，踏步履帶2a，條形槽2b，轉(zhuǎn)軸2c，傳動(dòng)輥2d，踏板2e，速度傳感器3，螺栓4，支撐護(hù)欄5，左握桿5a，右握桿5b，前握桿5c，控制器6，顯示器6a，鍵盤(pán)6b，操縱桿6c，護(hù)帶7，安全帶8。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參照?qǐng)D1和圖2所示，本發(fā)明的一種具有代步功能的下肢康復(fù)訓(xùn)練醫(yī)療機(jī)器人，包括有驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1、踏步平臺(tái)2、支撐護(hù)欄5和控制器6；驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1傾斜設(shè)置，其底部安裝有與控制器6通訊連接的行走裝置，踏步平臺(tái)2可拆卸地安裝在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1的上方并且與驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1保持水平，在踏步平臺(tái)2上平行設(shè)置有兩個(gè)踏步履帶2a，在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1上對(duì)應(yīng)每個(gè)踏步履帶2a分別安裝有一個(gè)速度傳感器3，該速度傳感器3與控制器6通訊連接，支撐護(hù)欄5的下端與驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1固定連接，控制器6安裝在支撐護(hù)欄5的頂部。

參照?qǐng)D3和圖4所示，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1包括有支撐板1a和安裝在支撐板1a下方的行走裝置，行走裝置包括有電源1e、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪1b和兩個(gè)轉(zhuǎn)向后輪1f，每個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪1b均安裝有一個(gè)伺服電機(jī)1d，在支撐板1a的上方安裝有用于安裝踏步平臺(tái)2的連接柱1c。

兩個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪1b由獨(dú)立的伺服電機(jī)1d驅(qū)動(dòng)，在控制器6的控制下可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)直行或者轉(zhuǎn)向。

連接柱1c的頂部設(shè)置有螺紋孔，用于快速安裝踏步平臺(tái)2。

速度傳感器3可拆卸的安裝在支撐板1a的上表面上，并通過(guò)連接線與控制器6通訊連接。

參照?qǐng)D5和圖6所示，踏步平臺(tái)2包括有踏板2e和安裝在踏板2e上的兩個(gè)踏步履帶2a，踏板2e的周邊設(shè)置有安裝孔，在踏板2e上設(shè)置有兩組條形槽2b，在該條形槽2b內(nèi)均安裝有一個(gè)轉(zhuǎn)軸2c，每個(gè)轉(zhuǎn)軸2c上均安裝有一個(gè)傳動(dòng)輥2d，同一組條形槽2b內(nèi)的兩個(gè)傳動(dòng)輥2d構(gòu)成用于安裝踏步履帶2a的支撐結(jié)構(gòu)，每個(gè)踏步履帶2a均套接在一組傳動(dòng)輥2d之間。

通過(guò)穿過(guò)安裝孔的螺栓4與支撐板1a的連接柱1c螺紋連接，將踏板2e固定在支撐板1a上方。

參照?qǐng)D7所示，支撐護(hù)欄5設(shè)有左握桿5a、右握桿5b和前握桿5c，控制器6可拆卸地安裝在前握桿5c上。

左握桿5a和右握桿5b之間安裝有護(hù)帶7，該護(hù)帶7包括有左連接部、右連接部和中間部，所述左連接部和右連接部均為彈性繃帶，所述中間部?jī)?nèi)側(cè)安裝有安全帶8。

參照?qǐng)D1和圖7所示，所述控制器6上安裝有顯示器6a，該顯示器6a為觸摸屏。

圖8為本發(fā)明的第二種實(shí)施例，其中控制器6上設(shè)置有顯示器6a、鍵盤(pán)6b和操縱桿6c。

該醫(yī)療機(jī)器人以常見(jiàn)的跑步機(jī)為原型進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性的采用雙平臺(tái)設(shè)計(jì)，雙平臺(tái)包括驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1和踏步平臺(tái)2，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1采用傾斜設(shè)置，踏步平臺(tái)2安裝在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1上方并與驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1保持平行，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1上還安裝有支撐護(hù)欄5，需要進(jìn)行下肢康復(fù)訓(xùn)練患者站在踏步平臺(tái)2上，通過(guò)支撐護(hù)欄5保證身體平衡，由于踏步平臺(tái)2和驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1一樣采用傾斜設(shè)置，因此使用者會(huì)不自然的身體前傾，踏步平臺(tái)2上平行設(shè)置有兩個(gè)踏步履帶2a，使用者的雙腳在兩個(gè)踏步履帶2a上進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)兩個(gè)踏步履帶2a滾動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1上安裝有兩個(gè)速度傳感器3，每個(gè)速度傳感器3正對(duì)一個(gè)踏步履帶2a，以獨(dú)立檢測(cè)踏步履帶2a的滾動(dòng)速度，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器6，該控制器6可以進(jìn)行工作模式切換，本發(fā)明的醫(yī)療機(jī)器人預(yù)設(shè)有工作模式A、工作模式B和工作模式C，工作模式A為直接代步模式，使用者手扶支撐護(hù)欄5，靜止站在踏步平臺(tái)2上或者進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制器6上的控制按鈕或者操縱桿6c控制驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)1設(shè)置有兩個(gè)由伺服電機(jī)1d控制的驅(qū)動(dòng)前輪1b和兩個(gè)轉(zhuǎn)向后輪1f，該工況下醫(yī)療機(jī)器人作為代步小車使用；工作模式B為間接代步模式，使用者手扶支持護(hù)欄，雙腳在踏步履帶2a上進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)踏步履帶2a滾動(dòng)，兩個(gè)速度傳感器3將兩個(gè)踏步履帶2a的轉(zhuǎn)動(dòng)速度發(fā)送至控制器6，由控制器6根據(jù)兩個(gè)傳感器的信號(hào)控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)前輪1b的轉(zhuǎn)動(dòng)，即在使用者進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行下肢肌肉群的訓(xùn)練的同時(shí)，醫(yī)療機(jī)器人也可以作為代步小車使用，代步小車的前進(jìn)和轉(zhuǎn)向的控制由使用者踏步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，例如左右腳踏步頻率相同時(shí)直行，左右腳踏步頻率不同時(shí)轉(zhuǎn)向；工作模式C為跑步機(jī)模式，在該模式下，使用者雙腳進(jìn)行踏步運(yùn)動(dòng)，控制器6只根據(jù)兩個(gè)速度傳感器3發(fā)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行踏步（跑步）速率的計(jì)算，并將數(shù)值現(xiàn)實(shí)在控制器6上的顯示器6a上。綜合上述，本發(fā)明機(jī)身體積小，適合家用的工作環(huán)境，下肢輕傷患者可以在家自行進(jìn)行下肢肌肉群的康復(fù)訓(xùn)練，而不需要去大型醫(yī)院或者康復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行訓(xùn)練，由于該醫(yī)療機(jī)器人在滿足下肢輕傷患者的下肢肌肉群訓(xùn)練的同時(shí)可以作為代步小車和跑步機(jī)使用，一機(jī)多用，大大降低了患者進(jìn)行康復(fù)治療的成本。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作出任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。