CN110584957A - 履带式仿生行走康复机器人 - Google Patents

Abstract

履带式仿生行走康复机器人。目前想要对瘫痪病人的手脚进行适当的锻炼时，需要靠人来帮忙，十分麻烦。本发明组成包括：该履带式仿生行走康复机器人包括履带式底盘（13），履带式底盘上部固定连接座（31），连接座上部固定支撑板（30），支撑板与提升架（11）的中部支架（26）铰接并通过第二液压缸（15）支撑，提升架的上部支架（28）上设置有手臂提升轮组（29），提升架的下部支架（27）上设置有腿部提升轮组（8）。本发明用于仿生行走。

Description

履带式仿生行走康复机器人

技术领域：

本发明涉及一种履带式仿生行走康复机器人。

背景技术：

目前想要对瘫痪病人的手脚进行适当的锻炼时，需要靠人来帮忙，十分麻烦，靠人来帮忙的锻炼手脚锻炼的不均匀，只能锻炼一个部位，想要整个身体都锻炼完需要耗费很长的时间。

发明内容：

本发明的目的是解决目前瘫痪病人的手脚锻炼需要靠人来帮忙，只能锻炼一个部位的问题，提供一种可以自动对身体的四肢进行锻炼的履带式仿生行走康复机器人。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种履带式仿生行走康复机器人，该履带式仿生行走康复机器人包括履带式底盘，所述的履带式底盘上部固定连接座，所述的连接座上部固定支撑板，所述的支撑板与提升架的中部支架铰接并通过第二液压缸支撑，所述的提升架的上部支架上设置有手臂提升轮组，所述的提升架的下部支架上设置有腿部提升轮组，所述的手臂提升轮组上的支撑轮支撑在手臂支轮上，所述的手臂支轮与所述的上部支架上设置的两个手臂支杆下部通过转轴连接，所述的腿部提升轮组两侧的支撑轮支撑在腿部支轮上，所述的腿部支轮与铰接连杆的铰接处通过转轴连接，所述的铰接连杆与所述的下部支架下侧设置的两个腿部支杆铰接，所述的手臂支杆的两侧设置有一组手臂按摩辊，所述的腿部支杆的端部固定有工字型按摩辊支架，所述的工字型按摩辊支架上设置腿部按摩辊；

所述的提升架的中部支架下侧与所述的下部支架铰接，上侧与所述的上部支架铰接。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的中部支架与所述的下部支架之间通过第三液压缸支撑。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的中部之间与所述的上部支架之间通过第一液压缸支撑。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的履带式底盘包括设置在底架上的四个驱动轮，左右对称的驱动轮之间通过履带传动，每一个驱动轮都与驱动电机的输出轴固定。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的底架的两侧还设置有一组支撑底轮。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的手臂提升组件和所述的腿部提升组件都是由通轴和设置在所述的通轴两侧的支撑轮组成，所述的支撑轮与所述的通轴通过螺栓固定。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的手臂提升组件的通轴上设置有轴承，所述的轴承外侧与凸轮架固定，所述的凸轮架与铰接在所述的中部支架上的背部支撑板通过转轴连接。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的上部支架上设置第二电机，所述的第二电机的输出轴与所述的手臂提升组件的通轴上的皮带轮通过皮带传动。

所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的中部支架上设置第一电机，所述的第一电机的输出轴与所述的腿部提升组件的通轴上的皮带轮通过皮带传动。

有益效果：

1.本发明瘫痪病人锻炼不需要靠人来帮忙就可以完成，模仿人的走路进行锻炼，一次性可以对全身进行锻炼，省去了人力帮助锻炼所花费的时间。

2.本发明的底架与提升架的中部支架铰接，并且通过第二液压缸进行支撑，可以通过启动第二液压缸对中部支架进行支撑，可以使得整个提升架实现水平和竖直两种状态，在水平时病人躺着进行行走锻炼，在竖直状态时，人的臀部坐在座椅上，模仿人正常站立行走状态。

3.本发明的提升架包括下部支架、中部支架和上部支架，中部支架与下部支架铰接，中部支架与上部支架铰接，在整个提升架处于水平位置时，通过启动第三液压缸，可以另下部支架向下转动到竖直状态，启动第一液压缸，可以另上部支架向上转动到竖直状态，可以形成座椅的形式，可以仿生坐着锻炼行走的形式。

4.本发明通过触摸屏来实现整个装置的自动控制，自动行走锻炼以及底架的自动前进和后退行走。

附图说明：

附图1是本发明的提升架处于水平状态的结构示意图；

附图2是本发明的提升架处于竖直状态的结构示意图；

附图3是本发明的侧视图；

图中：1、手臂支杆；2、手臂按摩辊；3、触摸屏；4、触摸屏支架；5、腿部支杆；6、按摩辊支架；7、腿部按摩辊；8、腿部提升轮组；9、第一电机；10、座椅；11、提升架；12、车轮；13、底架；14、支撑液压缸；15、滚轮；16、支撑轮；17、通轴；18、圆环架；19、轴承；20、皮带轮；21、铰接连杆；22、手臂支轮；23、腿部支轮；24、背部支撑板。

具体实施方式：

实施例1：

一种履带式仿生行走康复机器人，该履带式仿生行走康复机器人包括履带式底盘13，所述的履带式底盘上部固定连接座31，所述的连接座上部固定支撑板30，连接座为常规的平衡车的感应座，内置平衡感应组件，包括控制电路板和陀螺仪，所述的支撑板与提升架11的中部支架26铰接并通过第二液压缸15支撑，所述的提升架的上部支架28上设置有手臂提升轮组29，所述的提升架的下部支架27上设置有腿部提升轮组8，所述的手臂提升轮组上的支撑轮16支撑在手臂支轮22上，所述的手臂支轮与所述的上部支架上设置的两个手臂支杆1下部通过转轴连接，所述的腿部提升轮组两侧的支撑轮支撑在腿部支轮23上，所述的腿部支轮与铰接连杆21的铰接处通过转轴连接，所述的铰接连杆与所述的下部支架下侧设置的两个腿部支杆5铰接，支撑轮的侧面具有一圈凹槽，手臂支轮与支撑轮的凹槽内相贴合，所述的手臂支轮与所述的底架上侧设置的两个手臂支杆1下部通过转轴连接，手臂支杆为T形，腿部提升轮组两侧的支撑轮支撑在腿部支轮上，铰接连杆为两个连杆的一端铰接，在铰接处设置转轴与腿部支轮连接使得腿部支轮可以转动，铰接连杆没有铰接的一端中的一个与提升架通过转轴连接，另一个与腿部支杆通过转轴连接，所述的手臂支杆的两侧设置有一组手臂按摩辊2，手臂支杆两侧均匀固定有一组伸出杆，伸出杆上套有一组手臂按摩辊，并且手臂按摩辊的中心圆孔与伸出杆间隙配合，使得手臂按摩辊可以自由转动，起到对手臂按摩的作用，所述的腿部支杆的端部固定有工字型按摩辊支架6，所述的工字型按摩辊支架上设置腿部按摩辊7；

抬升组件的通轴上的支撑轮可以在螺栓松动时转动，然后使得通轴两侧的支撑轮一上一下，然后紧固螺栓，这时可以实现两个手臂一个抬起，一个下降，两个腿部一个抬起，一个下降；

所述的提升架的中部支架下侧与所述的下部支架铰接，上侧与所述的上部支架铰接，如图1所示，中部支架与下部支架铰接优选为通过合页连接，合页设置在中部支架与下部支架接触处的下侧，这样下部支架只能向下转动，因为向上转动会直接碰在中部支架的左侧，第三压缸的一端与中部支架通过转轴连接，第三液压缸的另一端与下部支架通过转轴连接，第三液压缸在图1中的状态为没有伸缩时的状态，此时在第三液压缸的作用下不会向下转动，如启动第三液压缸，使得第三液压缸的液压推杆伸出，这时下部支架在液压推杆的作用下向下转动；

中部支架与上部支架铰接优选为通过合页连接，合页设置在中部支架与上部支架接触处的上侧，这样上部支架只能向上转动，因为向下转动会直接碰在中部支架的右侧，第一液压缸的一端与中部支架通过转轴连接，第一液压缸的另一端与上部支架通过转轴连接，第一液压缸在图1中的状态为没有伸缩时的状态，即使整个提升架提升到竖直状态时，上部支架也会在第一液压缸的拉力下不会向左转动，启动第一液压缸时，第一液压缸的液压推杆推动上部支架向上转动，这样上部支架形成靠背的形式，下部支架形成椅子放小腿的部位，中部支架为椅子面的形式。

提升架的中部支架上固定有触摸屏支架4，触摸屏支架上安装有触摸屏3。

触摸屏与单片机电连接，单片机用于对整个装置的电气控制，单片机选用51系列单片机，单片机的输出端与第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第一电机、第二电机和驱动电机电连接，连接座内的平衡感应组件内包括控制电路板和陀螺仪，控制电路板与驱动电机电连接，此平衡感应组件的结构为常规技术，将其应用在此履带式行走机器人中用于病人坐在座椅10上时可以通过前倾和后仰来控制陀螺仪使得整个装置前进和后退，同时履带式底盘内的底架上还设置有电源，电源与触摸屏、单片机、第一电机、第二电机、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、控制电路板、陀螺仪和驱动电机电连接，用于对整个装置电源的供应

实施例2：

根据实施例1所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的中部支架与所述的下部支架之间通过第三液压缸25支撑。

实施例3：

根据实施例1或2所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的中部之间与所述的上部支架之间通过第一液压缸14支撑。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的履带式底盘包括设置在底架35上的四个驱动轮33，左右对称的驱动轮之间通过履带32传动，每一个驱动轮都与驱动电机37的输出轴固定。

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的底架的两侧还设置有一组支撑底轮34。

实施例6：

根据实施例1或2或3或4或5所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的手臂提升组件和所述的腿部提升组件都是由通轴17和设置在所述的通轴两侧的支撑轮16组成，所述的支撑轮与所述的通轴通过螺栓固定。

实施例7：

根据实施例1或2或3或4或5或6所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的手臂提升组件的通轴上设置有轴承19，所述的轴承外侧与凸轮架18固定，所述的凸轮架与铰接在所述的中部支架上的背部支撑板24通过转轴连接。

背部支撑板与中部支架铰接，此铰接优选为通过转轴连接；

背部支撑板的下侧与中部支架的侧面通过转轴连接，使得背部支撑板能够沿着转轴转动，凸轮架与背部支撑板同样通过转轴连接，凸轮架内部与轴承的外圈固定，轴承的内圈为一个圆盘形结构与通轴固定，这时在通轴转动时，凸轮架相当于起到了偏心轮的作用，可以实现背部支撑板的抬起和下降，实现背部的顶起和下落。

实施例8：

根据实施例1或2或3或4或5或6或7所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的上部支架上设置第二电机12，所述的第二电机的输出轴与所述的手臂提升组件的通轴上的皮带轮20通过皮带传动。

实施例9：

根据实施例1或2或3或4或5或6或7或8所述的履带式仿生行走康复机器人，所述的中部支架上设置第一电机9，所述的第一电机的输出轴与所述的腿部提升组件的通轴上的皮带轮通过皮带传动。

在进行驱动时，装置处于第一状态，提升架为水平状态，通过触摸屏控制驱动电机启动，然后整个装置前后运动，第二电机带动手臂提升组件的通轴装懂，第一电机带动腿部提升组件的通轴转动，手臂提升组件的两个支撑轮设置为一上一下，腿部提升组件的两个支撑轮设置为一下一上；

支撑轮的设置方式为：

旋松支撑轮侧面的螺栓，然后转动支撑轮，使得上部抬升组件的左侧支撑轮转动，使得通轴位于左侧支撑轮的上侧，右侧支撑轮转动，使得通轴位于右侧支撑轮的下侧，形成一个横放的Z形结构，下部抬升组件的两个支撑轮同样进行转动，使得下侧抬升组件的通轴位于左侧支撑轮的下侧，位于右侧支撑轮的上侧，转动完成后，上下两个抬升组件是轴对称的；

启动第一液压缸使得上部支架向上转动，启动第三液压缸使得下部支架向下转动，整个提升架形成座椅结构，病人坐在座椅10上，两个手臂放在手臂按摩辊上，两条腿放在腿部按摩辊上，在手臂提升组件的通轴转动时，左侧支撑轮对手臂支轮进行支撑，使得左侧手臂被抬起，这时右侧支撑轮与右侧手臂的手臂支轮分离，在手臂的作用下，右侧手臂支杆被压下，使得右侧手臂支轮能够一直与右侧支撑轮相贴合，实现左侧手臂抬起，右侧手臂下落，腿部提升组件的通轴转动时，实现左侧腿部下降，右侧腿部抬起，实现仿生行走，同时病人通过前倾和后仰来实现控制平衡感应组件，实现履带式底盘的前进和后退。

控制第一液压缸和第三液压缸收回，这时提升架重新处于水平状态，然后启动第二液压缸，使得提升架整体提升至竖直状态，并做坐在座椅上，可以实现站着仿生行走。

Claims (9)

1.一种履带式仿生行走康复机器人，其特征是：该履带式仿生行走康复机器人包括履带式底盘，所述的履带式底盘上部固定连接座，所述的连接座上部固定支撑板，所述的支撑板与提升架的中部支架铰接并通过第二液压缸支撑，所述的提升架的上部支架上设置有手臂提升轮组，所述的提升架的下部支架上设置有腿部提升轮组，所述的手臂提升轮组上的支撑轮支撑在手臂支轮上，所述的手臂支轮与所述的上部支架上设置的两个手臂支杆下部通过转轴连接，所述的腿部提升轮组两侧的支撑轮支撑在腿部支轮上，所述的腿部支轮与铰接连杆的铰接处通过转轴连接，所述的铰接连杆与所述的下部支架下侧设置的两个腿部支杆铰接，所述的手臂支杆的两侧设置有一组手臂按摩辊，所述的腿部支杆的端部固定有工字型按摩辊支架，所述的工字型按摩辊支架上设置腿部按摩辊；

所述的提升架的中部支架下侧与所述的下部支架铰接，上侧与所述的上部支架铰接。

2.根据权利要求1所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的中部支架与所述的下部支架之间通过第三液压缸支撑。

3.根据权利要求2所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的中部之间与所述的上部支架之间通过第一液压缸支撑。

4.根据权利要求3所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的履带式底盘包括设置在底架上的四个驱动轮，左右对称的驱动轮之间通过履带传动，每一个驱动轮都与驱动电机的输出轴固定。

5.根据权利要求4所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的底架的两侧还设置有一组支撑底轮。

6.根据权利要求5所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的手臂提升组件和所述的腿部提升组件都是由通轴和设置在所述的通轴两侧的支撑轮组成，所述的支撑轮与所述的通轴通过螺栓固定。

7.根据权利要求6所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的手臂提升组件的通轴上设置有轴承，所述的轴承外侧与凸轮架固定，所述的凸轮架与铰接在所述的中部支架上的背部支撑板通过转轴连接。

8.根据权利要求7所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的上部支架上设置第二电机，所述的第二电机的输出轴与所述的手臂提升组件的通轴上的皮带轮通过皮带传动。

9.根据权利要求8所述的履带式仿生行走康复机器人，其特征是：所述的中部支架上设置第一电机，所述的第一电机的输出轴与所述的腿部提升组件的通轴上的皮带轮通过皮带传动。