一种可调式下肢外骨骼康复机器人制造技术

本申请提供一种可调式下肢外骨骼康复机器人，包括背部机构、两个髋关节机构、两个大腿外骨骼机构、两个小腿外骨骼机构和两个足部机构，背部机构包括靠背组件；髋关节机构包括第一旋转驱动装置；第一旋转驱动装置的第一旋转端用于带动患者髋关节摆动；大腿外骨骼机构具有第一端和第二端；第一端与第一旋转端相连；大腿外骨骼机构包括第一长度调节组件；第一长度调节组件用于调节第一端与第二端间的距离；第二端具有第二旋转端；第二旋转端由位于第一端与第二端之间的第二旋转驱动装置驱动；小腿外骨骼机构具有第三端和第四端；第三端与第二旋转端相连；第二旋转端可带动小腿外骨骼机构转动；两个足部机构，足部机构与第四端相连。足部机构与第四端相连。足部机构与第四端相连。

【技术实现步骤摘要】
一种可调式下肢外骨骼康复机器人


[0001]本申请涉及康复机器人
，尤其涉及一种可调式下肢外骨骼康复机器人。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，卒中逐渐成为我国中老年人致残的主要原因之一。下肢功能障碍是卒中患者的临床症状之一，严重影响患者的活动能力，给家庭和社会带来了沉重负担。下肢康复机器人可以通过模拟人体的运动状态，帮助重塑其中枢神经系统，对下肢功能障碍患者的髋关节和膝关节进行康复性锻炼，从而提高其下肢运动能力。目前常见的下肢康复机器人依然存在着调节机构繁琐等问题。
[0003]目前，国内外学者针对穿戴式下肢外骨骼机器人开展了广泛深入研究，研发了多款机器人。如专利文献“一种下肢康复外骨骼(CN216365845U)”提供了一种下肢外骨骼机器人。其腰部利用电机带动转轴，带动滑座沿转轴做直线运动，进而调节腰髋部的间距。但此康复机器人腿部缺少调长组件，无法沿纵向做出调整，兼容性有所降低；专利文献“一种下肢外骨骼康复训练机器人(CN215840251U)”在髋膝关节连接板和大小腿连接板上均设有驱动电机，分别驱动大、小腿进行摆动训练。但其驱动部件集中于下肢的中下部，导致下肢结构相对复杂，对患者与康复机器人的贴合度有所影响。为此，本申请提出一种可调式下肢外骨骼康复机器人。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是针对以上问题，提供一种可调式下肢外骨骼康复机器人。
[0005]本申请提供一种可调式下肢外骨骼康复机器人，包括：
[0006]背部机构，所述背部机构包括靠背组件；所述靠背组件用于对患者背部提供支撑；
[0007]两个髋关节机构，两个所述髋关节机构分别连接在所述靠背组件的底部两端；所述述髋关节机构包括第一旋转驱动装置；所述第一旋转驱动装置具有第一旋转端；所述第一旋转端用于带动患者髋关节摆动；
[0008]两个大腿外骨骼机构，所述大腿外骨骼机构具有沿其自身长度方向分布的第一端和第二端；所述第一端与对应位置的所述第一旋转端相连；所述大腿外骨骼机构包括第一长度调节组件；所述第一长度调节组件用于调节所述第一端与所述第二端之间的距离；所述第二端具有第二旋转端；所述第二旋转端由位于所述第一端与所述第二端之间的第二旋转驱动装置驱动；
[0009]两个小腿外骨骼机构，所述小腿外骨骼机构具有沿其自身长度方向分布的第三端和第四端；所述第三端与对应位置的所述第二旋转端相连；所述第二旋转端可带动所述小腿外骨骼机构绕第一轴线转动；
[0010]两个足部机构，所述足部机构与对应位置的所述第四端相连；所述足部机构用于承载固定患者足部。
[0011]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述背部机构还包括髋关节调整组件；
所述髋关节调整组件设置在所述靠背组件的底部；所述髋关节调整组件具有两个沿第一方向分布的移动端；两个所述移动端分别与两个所述髋关节机构相连，用于驱动两个所述髋关节机构相互靠近/远离；所述第一方向平行于所述第一轴线方向。
[0012]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述髋关节机构还包括第一扭矩传感器；所述第一扭矩传感器设置在所述第一旋转端，用于检测患者髋关节的扭矩变化并形成第一扭矩值信号；控制器根据所述第一扭矩值信号控制所述第一旋转驱动装置转动。
[0013]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第一长度调节组件包括髋膝关节连接板和膝关节支撑板；所述髋膝关节连接板的顶端与所述髋关节机构固定连接，所述膝关节支撑板的中部开设有方形槽，所述方形槽内安装有长度调节单元，所述长度调节单元与所述髋膝关节连接板的底端相连；所述长度调节单元用于调节所述膝关节支撑板底端与所述髋膝关节连接板顶端之间的距离。
[0014]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第二旋转驱动装置安装在所述膝关节支撑板的顶端，其输出端连接有同步带单元；所述同步带单元包括上同步带带轮、下同步带带轮和连接二者的同步带；所述上同步带带轮与所述第二旋转驱动装置的输出端相连；所述下同步带带轮安装在所述膝关节支撑板的底端。
[0015]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述大腿外骨骼机构还包括第二扭矩传感器；所述第二扭矩传感器与所述下同步带带轮相连，用于检测患者膝关节处的扭矩变化并形成第二扭矩值信号；控制器根据所述第二扭矩值信号控制所述第二旋转驱动装置转动。
[0016]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述小腿外骨骼机构包括顶部小腿支撑件、底部小腿支撑件、以及连接二者的第二长度调节组件；所述顶部小腿支撑件的顶端与对应位置的所述第二旋转端相连；所述第二长度调节组件用于调节所述顶部小腿支撑件顶端与所述底部小腿支撑件底端之间的距离。
[0017]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述小腿外骨骼机构还包括绑腿组件；所述绑腿组件设置在所述顶部小腿支撑件上，用于固定患者的小腿。
[0018]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述绑腿组件具有与患者小腿相接触的接触面；所述接触面上设有第一压力传感器；所述第一压力传感器用于检测患者腿部与所述接触面作用力的变化并形成第一压力值信号；控制器根据所述第一压力值信号控制所述第二旋转驱动装置转动。
[0019]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述足部机构包括弧形脚底板；所述弧形脚底板具有支撑面；所述支撑面上安装有薄膜传感器；所述薄膜传感器用于检测患者足部与所述支撑面作用力的变化并形成第二压力值信号；控制器根据所述第二压力值信号控制所述第一旋转驱动装置和所述第二旋转驱动装置转动。
[0020]与现有技术相比，本申请的有益效果：该可调式下肢外骨骼康复机器人包括背部机构、髋关节机构、大腿外骨骼机构、小腿外骨骼机构以及足部机构，其整体结构相对紧凑，驱动部件(第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置)集中于康复机器人的上部，有效简化了下肢结构，有利于提高患者与康复机器人的贴合度，提高患者的舒适度；
[0021]在本申请的某些实施例中，通过在髋部、大腿部和小腿部均设有线性连续调节机构，可以快速便捷的根据佩戴者的身体条件改变康复机器人的参数，提高了康复机器人的
工作效率，提高了康复机器人的适用人群范围；通过在髋关节、膝关节、绑腿处以及足底均设有传感器，可以实时检测佩戴者的运动趋势，从而有效的控制相应驱动电机的转动；多传感器的设置可以提高检测的精度，保证康复机器人可以带动人体进行锻炼，进而有效提高及机器人所带来的康复效果。
附图说明
[0022]图1为本申请实施例提供的可调式下肢外骨骼康复机器人的整体结构示意图；
[0023]图2为本申请实施例提供的可调式下肢外骨骼康复机器人的背部组件的结构示意图；
[0024]图3为本申请实施例提供的可调式下肢外骨骼康复机器人的髋关节调整组件的结构示意图；
[0025]图4为本申请实施例提供的可调式下肢外骨骼康复机器人的髋关节机构的爆炸结构示意图；
[0026]图5为本申请实施例提供的可调式下肢外骨骼康复机器人的第一长度调节组件的爆炸结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于，包括：背部机构，所述背部机构包括靠背组件；所述靠背组件用于对患者背部提供支撑；两个髋关节机构，两个所述髋关节机构分别连接在所述靠背组件的底部两端；所述髋关节机构包括第一旋转驱动装置；所述第一旋转驱动装置具有第一旋转端；所述第一旋转端用于带动患者髋关节摆动；两个大腿外骨骼机构，所述大腿外骨骼机构具有沿其自身长度方向分布的第一端和第二端；所述第一端与对应位置的所述第一旋转端相连；所述大腿外骨骼机构包括第一长度调节组件；所述第一长度调节组件用于调节所述第一端与所述第二端之间的距离；所述第二端具有第二旋转端；所述第二旋转端由位于所述第一端与所述第二端之间的第二旋转驱动装置驱动；两个小腿外骨骼机构，所述小腿外骨骼机构具有沿其自身长度方向分布的第三端和第四端；所述第三端与对应位置的所述第二旋转端相连；所述第二旋转端可带动所述小腿外骨骼机构绕第一轴线转动；两个足部机构，所述足部机构与对应位置的所述第四端相连；所述足部机构用于承载固定患者足部。2.根据权利要求1所述的可调式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于，所述背部机构还包括髋关节调整组件；所述髋关节调整组件设置在所述靠背组件的底部；所述髋关节调整组件具有两个沿第一方向分布的移动端；两个所述移动端分别与两个所述髋关节机构相连，用于驱动两个所述髋关节机构相互靠近/远离；所述第一方向平行于所述第一轴线方向。3.根据权利要求1所述的可调式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于，所述髋关节机构还包括第一扭矩传感器；所述第一扭矩传感器设置在所述第一旋转端，用于检测患者髋关节的扭矩变化并形成第一扭矩值信号；控制器根据所述第一扭矩值信号控制所述第一旋转驱动装置转动。4.根据权利要求1所述的可调式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于，所述第一长度调节组件包括髋膝关节连接板和膝关节支撑板；所述髋膝关节连接板的顶端与所述髋关节机构固定连接，所述膝关节支撑板的中部开设有方形槽，所述方形槽内安装有长度调节单元，所述长度调节单元与所述髋膝关节...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璇，杜欣鹏，强佳璇，王唱，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：