[发明专利]用于下肢假肢性能测试的双足步行机器人装置

说明书

技术领域

本发明涉及康复工程领域，具体涉及一种用于下肢假肢性能测试的双足步行机器人装置。

背景技术

2006年残疾人抽样调查结果表明，我国有各类残疾人8296万，其中肢体残疾2412万，其中有很多截肢者。安装假肢使截肢者能够平衡和装饰缺失的肢体，而且能够部分恢复和代偿因肢体缺失带来的功能丧失。尤其是对于大腿等下肢截肢的患者，假肢能够帮助他们代偿站立和行走，恢复生活自理，甚至回归社会，提高他们的生活质量，减轻家庭和社会负担。

经历数百年的发展，假肢的材质从木头和皮革发展到用钛合金、碳纤维和硅胶等材料，假肢的关节阻尼从固定不变发展到可以根据步速和路况等变化而进行自适应控制，下肢假肢从自身力源驱动发展到用电机驱动关节的屈伸。尤其是自20世纪90年代智能膝关节的出现，有效地改善了假肢的步态。

但是下肢假肢性能的测试设备仍然只能进行简单的磨损等寿命相关的检测，对智能膝关节和踝关节等与步速等变化相关的假肢性能的测试，通常要通过截肢者穿戴实验来进行定性调试和评估，因此急需能够模拟人行走步态，进行对智能下肢假肢进行定量调试和评估的装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于，针对缺乏能够模拟人体步态、对智能下肢假肢进行定量调试和评估的装置，提供一种能够在平地和跑步机上进行智能下肢假肢定量测试和评估的双足步行机器人装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种用于下肢假肢性能测试的双足步行机器人装置，包括：支撑底座；脚轮，安装于所述支撑底座的下部；支架，垂直固定在所述支撑底座上；支座；上直杆和下直杆，两端均分别铰接在所述支架和支座之间，并且上直杆位于下直杆的上侧；右腿组件和左腿组件，分别设于所述支座的两侧，并与地面垂直。

其中，所述右腿组件和左腿组件的组成部件相同，均包括：假脚、小腿杆、小腿杆连接件、膝关节码盘、膝关节电机、膝关节减速器、膝关节连接件、大腿杆、大腿杆连接件、髋关节码盘、髋关节电机、髋关节减速器和髋关节连接件，假脚通过小腿杆经小腿杆连接件固连到由膝关节码盘、膝关节电机和膝关节减速器组成的膝关节驱动器的输出轴上，膝关节驱动器通过膝关节连接件经大腿杆和大腿杆连接件固连到由髋关节码盘、髋关节电机和髋关节减速器组成的髋关节驱动器的输出轴上，髋关节驱动器经髋关节连接件固连到支座上。

其中，所述支架为长度可调式支架。

其中，所述上直杆和下直杆的长度相同。

其中，所述上直杆及下直杆的两端与所述支座、支架铰接的四个铰接轴在其矢状面构成平行四边形。

其中，所述上直杆为Y型直杆。

其中，还包括随动弹簧，其两端分别与所述支架和所述下直杆铰接。

其中，所述脚轮为具有锁紧机构，用于锁紧脚轮的转动。

其中，所述支撑底座为四方形框架结构，所述脚轮设有四个，分别设于所述支撑底座的四个角下方。

(三)有益效果

本发明能够在平地和跑步机上进行智能下肢假肢定量测试和评估。

附图说明

图1是本发明的用于下肢假肢性能测试的双足步行机器人装置在平地上的轴测图；

图2是本发明的用于下肢假肢性能测试的双足步行机器人装置在跑步机上的轴测图；

图3是本发明的用于下肢假肢性能测试的双足步行机器人装置的右腿组件轴测图；

图4是待测试的假肢膝关节安装在双足步行机器人装置左腿组件上时的轴测图。

图中：1、脚轮；2、支撑底座；3、支架；4、随动弹簧；5、下直杆；6、上直杆；7、支座；8、右腿组件；9、左腿组件；11、假脚；12、小腿杆；13、小腿杆连接件；14、膝关节码盘；15、膝关节电机；16、膝关节减速器；17、膝关节连接件；18、大腿杆；19、大腿杆连接件；20、髋关节码盘；21、髋关节电机；22、髋关节减速器；23、髋关节连接件；31、小腿杆连接座；32、假肢膝关节；33、假肢膝关节连接座。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的核心构思在于，利用一个可以在平地或者跑步机模仿人体矢状面步态的双足步行机器人，将其膝关节换成待测试假肢膝关节或将其假脚换成待测假脚，模仿截肢者由大腿或者小腿残端带动假肢在平地或者跑步机上进行行走功能测试。髋关节和膝关节电机可以根据需要按照快中慢多种步速行走，带动假肢膝关节或者假脚完成相应步速的性能测试。