[发明专利]一种立式下肢康复训练机器人

权利要求书

1.一种立式下肢康复训练机器人，其特征在于，该机器人包括足下活动平板、整体支架、升降重心调节系统、外骨骼机械腿和控制系统组成，其中：

所述足下活动平板系统位于立式下肢康复训练机器人底部，在足下活动平板所包括的安装框架上固定有用于机器人移动的万向轮及用于机器人位置固定的可调节支撑座，安装框架上安装有主动滚子、从动滚子和张紧滚子，用于配合患者行走训练的活动跑带安装在三者之间，活动跑带底部安装有跑板，用于为患者提供冲击力及支持力，跑台电机固定在安装框架上，通过驱动器驱动，经传动元件带动主动滚子转动，进而带动跑带运动；

所述整体支架安装在所述机器人足下活动平板的外部安装结构上，用于安装机器人升降重心调解系统、外骨骼机械腿、控制系统、扶手和外壳等结构；

所述升降重心调节系统，安装在所述机器人底部的升降电机通过升降传动部件带动升降结构在竖直方向运动，外骨骼机械腿通过压力传感器及气弹簧安装在升降结构上，即可通过调节升降电机运动，调节外骨骼机械腿在竖直方向运动；

所述外骨骼机械腿包括机械腿安装基座，用于两条机械腿与升降结构之间进行连接，两条外骨骼机械腿分别具有三个自由度，位于足下活动平板上方，用于固定患者下肢，每条机械腿包括由各自不同的电动缸单独驱动的髋、膝、踝3个关节，分别对应人体下肢的3个关节，且在髋关节处可对称调节两条机械腿之间距离，大腿小腿长度可调，踝关节至足底距离可调节；

所述控制系统：包括工控机、驱动器及外设操作面板，外设操作面板显示康复机器人的上位机操作软件界面，用于患者信息录入、康复模式选择，参数调整等，并将信息传递给工控机，工控机通过控制驱动器等元件控制电动缸运动，并通过电动缸、压力传感器等反馈的数据进行整合处理，还可利用机械腿电机反馈的负载电流，进行患者康复效果评估。

2.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述从动滚子、张紧滚子的位置可调节，通过调节两者位置调整活动跑带预紧力。

3.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述升降重心调节系统中，升降电机通过减速器将动力传输至两根升降传动轴，升降传动轴上安装有抱闸活动端，抱闸固定端安装在所述机器人整体支架上，可通过控制抱闸通断电，即断开或抱死来固定机械腿升降位置。

4.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述升降重心调节系统中，经升降电机带动的两根升降传动轴端部分别安装有链轮及竖直安装的链条，每根链条一侧在整体支架上分别安装有导轨及4个滑块，两侧链条分别与两根导轨上的从下向上数第1个滑块固定，同时该滑块上固定有气弹簧的一端，气弹簧另一端分别固定在从下向上数第3个滑块上，且该滑块上固定有压力传感器一端，压力传感器另一端与从下向上数第4个滑块固定，两侧的第4个滑块通过连接杆连接在一起，两侧从下向上数第2个滑块通过连接杆固定在一起，两根连接杆通过固定板连接在一起，用于安装所述外骨骼机械腿，当控制升降电机转动，带动两侧导轨上从下向上数第1个滑块及气弹簧在竖直方向运动，进而带动从下向上数第3个滑块在竖直方向运动，通过压力传感器带动从下向上数第4个滑块及连接杆运动，从下向上数第2个滑块及连接杆将跟随运动，实现带动外骨骼机械腿在竖直方向运动；

所述气弹簧，其伸长量会跟随患者康复训练过程中重心变化实时自动调整；

所述压力传感器能够检测出机械腿、患者重量及足下活动平板提供的支撑力，并将数据传输给工控机，用于康复评估及康复计划调整。

5.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述在髋关节处可通过齿轮齿条结构，对称调节两条机械腿之间的宽度，齿轮轴通过螺纹副安装在安装板上，通过手柄转动齿轮轴，调节轴向位置对齿轮进行松开或锁死，两根齿条均与齿轮啮合，分别固定在两条机械腿安装部件上，一侧移动即可带动另一侧对称移动。

6.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述大腿长度及小腿长度通过丝杆、丝母配合调节，丝母安装在大腿或小腿杆上，丝杆安装在大腿或小腿滑套上，通过调节丝杆转动，即可实现丝母相对丝杆移动，进而调整大腿杆、小腿杆伸缩量，改变腿长。

7.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述踝关节距足底距离可通过导轨滑块调节，滑块和与之配合的导轨分别安装在与踝关节输出轴固定的安装板上和与柔性脚底板固定的安装件上，用于适应患者不同的踝关节至脚底板距离，以及满足步态康复训练过程中对足下冲击刺激的结构要求。