[发明专利]一种穿戴式仿人步态下肢康复助行装置

说明书

一种穿戴式仿人步态下肢康复助行装置，其包括支撑框架、腰部、大腿杆、小腿杆、脚部、驱动模块。驱动模块安装在支撑框架上且固设于腰部上方，大腿杆上端与腰部底部铰接形成髋关节，大腿杆下端与小腿杆上端铰接形成膝关节，小腿杆下端与脚部铰接形成踝关节。驱动模块通过多路输出带动多条柔索，各柔索在驱动模块的驱动下一一对应地对双侧大腿杆、小腿杆以及脚部进行牵动，实现大腿杆、小腿杆及脚部完成一个步态周期内的动作。本发明的穿戴式仿人步态下肢康复助行装置采用柔索驱动下肢各关节部分，模拟人体肌肉驱动行走，具有一定柔性，符合人体下肢运动特性，并且在驱动两条下肢时，只需要使用两个减速电机，能耗低。

技术领域

本发明涉及康复助行器械技术领域，更具体地说是一种穿戴式仿人步态下肢康复助行装置。

背景技术

据相关调查，我国每年有近十万新增肢体残疾脊髓损伤患者，并且随着老龄化的严重，老年人身体和各种生理功能下降，中风偏瘫以及交通事故中造成的下肢损伤导致病人身心都受到严重损伤，对家人及社会构成严重的负担，下肢康复装置是一种具有广泛应用价值的康复器械。

康复助行装置或康复机器人是现代科技进步与人体康复医疗需求相结合的产品，属于医疗机器人的范畴，其主要功能是帮助患者完成各种运动功能的恢复训练，如行走训练，肌肉恢复训练等。

传统的康复训练有赖于治疗师一对一的徒手操作，治疗师的劳动强度大。现阶段，世界上约有十家实验室从事可穿戴型助行器的研究，如日本筑波大学的HAL，能够高度控制人体运动正常步态。但是这些助行装置往往结构复杂，控制系统造价昂贵，导致价格极高。

专利号为201310419611.5，名称为“仿人步态下肢康复助行器械”的专利文件中公开的技术方案，使用连杆机构模拟人正常行走的运动规律，其结构简单，但不具有柔度，冲击力较大，调节不方便，不能很好地配合使用者的形体。专利号201310689890.7，名称为一种“穿戴式下肢康复训练装置”的专利文件中，通过两组连杆机构分别带动膝关节和髋关节运动，结构也比较简单，但同样不具有柔性，并且需要多个电机，膝关节和髋关节的协调配合不能够保证。两者都不能对单独关节进行康复训练。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种结构简单、控制方便的穿戴式仿人步态下肢康复助行装置，用一种仿人步态的运动方式带动患者进行正常人行走，使其驱动具有柔性，具有与肢体运动的协调性，减少冲击，并且能很好地配合使用者的形体，实现康复训练。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种穿戴式仿人步态下肢康复助行装置，由左右对称的梯形支架构成支撑框架，在所述支撑框架上左右对称设置有下肢机构，所述下肢机构包括：

腰部，在其顶部固定设置驱动模块，其底部与大腿杆的上端通过水平销铰接相连，形成髋关节；

大腿杆，其下端与小腿杆的上端通过水平销铰接相连，形成膝关节，所述大腿杆的内侧设有用于固定大腿的大腿固定环；

小腿杆，其下端与脚部铰接相连，形成踝关节，其内侧设有用于固定小腿的小腿固定环；

驱动模块，通过多路输出带动多条柔索，各柔索在驱动模块的驱动下一一对应地对双侧大腿杆、小腿杆以及脚部进行牵动，实现大腿杆、小腿杆及脚部的运动。

优选的，所述驱动模块是通过电机驱动主动链轮，所述主动链轮通过传动链驱动被动链轮进行转动，以所述被动链轮的轮轴为输出轴，在所述输出轴的两轴端通过多路曲柄连杆机构一一对应驱动所述各条柔索。

优选的，所述多路曲柄连杆机构是在所述输出轴的两轴端设置连接板形成一对曲柄，在所述曲柄的另一端铰接连接有圆盘，在所述圆盘上分布有四路连杆机构，所述四路连杆机构分别是：

第一连杆机构，通过第一连杆铰接第一滑块，所述第一滑块连接第一柔索，所述第一柔索通过滑轮将动力传递至所述髋关节；