一种多自由度髋部支撑及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多自由度髋部支撑及检测装置，应用于下肢康复机器人中，包括：安装基座，包括顶部连接、中部连接板、以及与机器人本体相连的底部连接板；X方向移动机构，中部连接板通过X方向移动机构可进行X方向移动；Y方向移动机构，顶部连接板可通过Y方向移动机构进行Y方向移动；Z方向旋转机构，可相对于顶部连接板进行旋转移动，且Z方向旋转机构上具有髋部连接位；传感器检测模块，包括两个分别检测X方向和Y方向移动位移量的线位移检测单元和一个检测单元检测Z方向旋转角位移量角位移检测单元。其技术方案具有多个自由度，解除了患者肢体所受约束，提高康复训练的科学性及舒适度，并可实时检测患者髋关节的运动状态。

Multi degree of freedom hip support and detection device

The invention discloses a multi degree of freedom hip support and detection device, which is applied to the lower limb rehabilitation robot, installation base, including the top connection, the central connecting plate, and the bottom of the robot body is connected with the connecting plate; X direction moving mechanism, the middle connecting plate through the X direction moving mechanism of X direction; Y direction moving mechanism, the top connecting plate through the Y direction moving mechanism of Y direction; Z direction relative to the rotating mechanism, the top connecting plate is connected with a rotating movement, hip and Z direction of the rotating mechanism; the sensor detection module, including two detection of X and Y direction displacement amount of linear displacement a detection unit and a detection unit detects the Z direction of rotation angular displacement angle displacement detecting unit. The technical proposal of the utility model has the advantages of a plurality of degrees of freedom, the restriction of the limbs of the patient, the scientific and comfortable degree of the rehabilitation training, and the real-time detection of the motion state of the hip joint of the patient.

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度髋部支撑及检测装置
本专利技术涉及医疗康复器械、机器人
，尤其涉及一种多自由度髋部支撑及检测装置。
技术介绍
我国现有脑卒中患者约为1000多万人，每年新增患者超过250余万人。在这些患者中，有70％～80％的患者会留有不同程度的下肢运动障碍。医学研究显示，这种由神经损伤引起的运动功能障碍，可以通过及时的康复训练来进行治疗。在传统的康复运动训练治疗过程中，患者通常需要由治疗师辅助进行各单项或综合项目的运动训练，工作强度大、效率低下，且无法监测患者的治疗效果，因此需要开发下肢康复机器人来辅助医生进行康复训练。尤其是人体在行走过程中，髋部发挥着重要的平衡作用，平衡功能对偏瘫患者的康复非常重要。根据神经易化技术原理，强化髋部的控制能力可促进下肢的运动功能，提高偏瘫患者的康复效率。因此髋部支撑机构，对于下肢康复机器人至关重要。它既能支撑患者减轻患者下肢的受力，又不会约束患者的运动自由度。然而对现有的技术文件检索发现，目前下肢康复机器人多数没有髋部支撑机构：参阅专利CN101984946，公开了一种坐式外骨骼下肢康复机器人，包括坐式辅助机构、下肢康复机构和外骨骼护罩机构，坐式辅助机构和下肢康复机构相连。康复训练时，患者坐在坐式辅助机构上，下肢绑定在外骨骼护罩机构上，在下肢康复机构中电机的驱动下，进行腿部训练。以及专利CN101810533，公开了一种助行外骨骼康复机器人，包括移动式辅助机构、控制机构和外骨骼假肢机构。外骨骼假肢机构通过伺服电机驱动，带动病人直立地进行康复运动。移动式辅助机构，采用吊带方式与人躯体相连，从而达到支撑躯体防止摔倒的目的。以及专利CN103892987，公开了一种下肢康复训练机器人，包括床架支座、设置在床架支座上的起立床架、可使起立床架滑行的直线运动装置、驱动起立床架转动的推杆装置、仿生腿以及床板。在使用时，患者平躺且被绑定在床板上，将腿放在仿生腿上，根据患者体能，调节起立床架与床架支座之间的夹角，在仿生腿的带动下进行康复训练。就上述专利而言，往往通过将穿戴于患者躯干处的安全带吊起，以达到减重和保护患者的目的。但忽略了自由状态下的平衡训练对偏瘫患者康复的重要性，患者在训练过程中受到很大的束缚，不能自由地活动自己的身体，影响了康复进程和康复效果；此外，由于忽视对患者髋部运动状态的监测与观察，康复训练的真实效果将受很大影响。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨应用于下肢康复机器人中的多自由度髋部支撑及检测装置，解除下肢偏瘫患者康复训练中肢体所受的约束，提高患者康复训练的科学性及舒适度，用以克服上述技术缺陷。具体技术方案如下：一种多自由度髋部支撑及检测装置，应用于下肢康复机器人中，包括：安装基座，其包括由下而上依次分离设置的底部连接板、中部连接板、以及顶部连接板，且所述底部连接板与机器人本体相连接；X方向移动机构，安装于所述底部连接板和所述中部连接板之间，且所述中部连接板可通过所述X方向移动机构进行相对于所述底部连接板的X方向的直线移动；Y方向移动机构，安装于所述中部连接板和所述顶部连接板之间，且所述顶部连接板可通过所述Y方向移动机构进行相对于所述中部连接板的Y方向的直线移动；Z方向旋转机构，安装于所述顶部连接板上，可相对于所述顶部连接板进行旋转移动，且所述Z方向旋转机构上具有安置患者髋部的髋部连接位；传感器检测模块，包括两个线位移检测单元和一个角位移检测单元，两个所述线位移检测单元分别设置于所述底部连接板和所述中部连接板之间、以及所述中部连接板和所述顶部连接板之间，用以分别检测X方向和Y方向移动的直线位移量，所述角位移检测单元安装于所述顶部连接板上，且上端与所述Z方向旋转机构相连，用以检测Z方向旋转的角位移量；其中，X方向和Y方向为平行于所述底部安装板平面且相互垂直的两个方向，Z方向为相对于X方向和Y方向所在平面旋转的方向。所述X方向移动机构包括：第一直线导轨，沿X方向安装于所述底部连接板的上侧面；第一滑块，安装于所述中部连接板的下侧面，并与所述第一直线导轨相配，可沿着所述第一直线导轨进行直线移动；以及，第一弹簧阻尼模块，连接所述底部连接板和所述中部连接板，用以限制X方向上的最大行程并减小到达极限位置时产生的震荡与冲击。所述Y方向移动机构包括：第二直线导轨，沿Y方向安装于所述中部连接板的上侧面；第二滑块，安装于所述顶部连接板的下侧面，并与所述第二直线导轨相配，可沿着所述第二直线导轨进行直线移动；以及，第二弹簧阻尼模块，连接所述中部连接板和所述顶部连接板，用以限制Y方向上的最大行程并减小到达极限位置时产生的震荡与冲击。所述第一弹簧阻尼模块和所述第二弹簧阻尼模块具有相同的结构，均包括弹簧安装座、至少两根导向光轴、至少四个压簧、至少四个调节轴、至少两个限位挡块、以及减震垫片，其中，每一所述限位挡块中分别穿设有一根所述导向光轴，且所述限位挡块的两端分别连接有一个所述减震垫片；每一穿设于所述限位挡块中的所述导向光轴的两端分别套设有一个所述压簧，且所述导向光轴的两端分别安装在所述弹簧安装座上开设的通孔中；所述调节轴与所述弹簧安装座的通孔螺纹相连，且每一所述压簧穿过所述导向光轴分别连接有一个所述调节轴，可通过所述调节轴在所述弹簧安装座中的旋入长度，调节所述压簧的预紧力。所述Z方向旋转机构包括交叉滚子轴承、中空连接轴、旋转支撑臂、限位销、左限位块、右限位块、以及柔性绑带，其中，所述顶部连接板上纵向贯穿开设有一开口，所述角位移检测单元位于所述开口内，并分别与所述顶部连接板和所述中空连接轴相连；所述中空连接轴通过套设所述交叉滚子轴承与所述顶部连接板相连接，用以形成相对于所述顶部连接板可旋转移动的结构；所述旋转支撑臂的一端与所述中空连接轴相连，另一端连接有所述柔性绑带，用以形成所述髋部连接位；所述左限位块和所述右限位块设置于所述顶部连接板的上表面，所述限位销与所述旋转支撑臂相连，且左右限位块与所述限位销相配，用以将所述旋转支撑臂的旋转角度限制在预设的范围内。所述线位移检测单元包括直线电位计、直线电位计安装支座、以及安装于直线电位计的导杆上的L型弯板。较佳的，位于所述底部连接板和所述中部连接板之间的所述线位移检测单元的所述直线电位计通过所述直线电位计安装支座与中部连接板相连，所述L型弯板连接所述底部连接板与所述直线电位计的导杆，或者，所述直线电位计通过所述直线电位计安装支座与所述底部连接板相连，所述L型弯板连接所述中部连接板与所述直线电位计的导杆。较佳的，位于所述中部连接板和所述顶部连接板之间的所述线位移检测单元的所述直线电位计通过所述直线电位计安装支座与所述中部连接板相连，所述L型弯板连接所述顶部连接板与所述直线电位计的导杆，或者，所述直线电位计通过所述直线电位计安装支座与所述顶部连接板相连，所述L型弯板连接所述中部连接板与所述直线电位计的导杆。较佳的，所述角位移检测单元包括旋转电位计、旋转电位计安装支座、L型夹紧板、联轴器以及凹形连接轴，其中，所述旋转电位计安装支座安装于所述顶部连接板上，所述旋转电位计通过所述L型夹紧板与所述旋转电位计安装支座相连接，所述凹型连接轴与所述中空连接轴相连接，所述联轴器连接所述凹形连接轴与所述旋转电位计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度髋部支撑及检测装置，应用于下肢康复机器人中，其特征在于，包括：安装基座，其包括由下而上依次分离设置的底部连接板、中部连接板、以及顶部连接板，且所述底部连接板与机器人本体相连接；X方向移动机构，安装于所述底部连接板和所述中部连接板之间，且所述中部连接板可通过所述X方向移动机构进行相对于所述底部连接板的X方向的直线移动；Y方向移动机构，安装于所述中部连接板和所述顶部连接板之间，且所述顶部连接板可通过所述Y方向移动机构进行相对于所述中部连接板的Y方向的直线移动；Z方向旋转机构，安装于所述顶部连接板上，可相对于所述顶部连接板进行旋转移动，且所述Z方向旋转机构上具有安置患者髋部的髋部连接位；传感器检测模块，包括两个线位移检测单元和一个角位移检测单元；两个所述线位移检测单元分别设置于所述底部连接板和所述中部连接板之间、以及所述中部连接板和所述顶部连接板之间，用以分别检测X方向和Y方向移动的直线位移量；所述角位移检测单元安装于所述顶部连接板上，且上端与所述Z方向旋转机构相连，用以检测Z方向旋转的角位移量。

【技术特征摘要】
1.一种多自由度髋部支撑及检测装置，应用于下肢康复机器人中，其特征在于，包括：安装基座，其包括由下而上依次分离设置的底部连接板、中部连接板、以及顶部连接板，且所述底部连接板与机器人本体相连接；X方向移动机构，安装于所述底部连接板和所述中部连接板之间，且所述中部连接板可通过所述X方向移动机构进行相对于所述底部连接板的X方向的直线移动；Y方向移动机构，安装于所述中部连接板和所述顶部连接板之间，且所述顶部连接板可通过所述Y方向移动机构进行相对于所述中部连接板的Y方向的直线移动；Z方向旋转机构，安装于所述顶部连接板上，可相对于所述顶部连接板进行旋转移动，且所述Z方向旋转机构上具有安置患者髋部的髋部连接位；传感器检测模块，包括两个线位移检测单元和一个角位移检测单元；两个所述线位移检测单元分别设置于所述底部连接板和所述中部连接板之间、以及所述中部连接板和所述顶部连接板之间，用以分别检测X方向和Y方向移动的直线位移量；所述角位移检测单元安装于所述顶部连接板上，且上端与所述Z方向旋转机构相连，用以检测Z方向旋转的角位移量。2.如权利要求1所述的多自由度髋部支撑及检测装置，其特征在于，所述X方向移动机构包括：第一直线导轨，沿X方向安装于所述底部连接板的上侧面；第一滑块，安装于所述中部连接板的下侧面，并与所述第一直线导轨相配，可沿着所述第一直线导轨进行直线移动；以及，第一弹簧阻尼模块，连接所述底部连接板和所述中部连接板，用以限制X方向上的最大行程并减小到达极限位置时产生的震荡与冲击。3.如权利要求2所述的多自由度髋部支撑及检测装置，其特征在于，所述Y方向移动机构包括：第二直线导轨，沿Y方向安装于所述中部连接板的上侧面；第二滑块，安装于所述顶部连接板的下侧面，并与所述第二直线导轨相配，可沿着所述第二直线导轨进行直线移动；以及，第二弹簧阻尼模块，连接所述中部连接板和所述顶部连接板，用以限制Y方向上的最大行程并减小到达极限位置时产生的震荡与冲击。4.如权利要求3所述的多自由度髋部支撑及检测装置，其特征在于，所述第一弹簧阻尼模块和所述第二弹簧阻尼模块具有相同的结构，均包括弹簧安装座、至少两根导向光轴、至少四个压簧、至少四个调节轴、至少两个限位挡块、以及减震垫片，其中，每一所述限位挡块中分别穿设有一根所述导向光轴，且所述限位挡块的两端分别连接有一个所述减震垫片；每一穿设于所述限位挡块中的所述导向光轴的两端分别套设有一个所述压簧，且所述导向光轴的两端分别安装在所述弹簧安装座上开设的通孔中；所述调节轴与所述弹簧安装座的通孔螺纹相连，且每一所述压簧穿过所述导向光轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，叶震，陆瑾瑶，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31