[发明专利]一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置

权利要求书

1.一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置，其特征在于：腿部装置包括左腿组件与右腿组件。

右腿组件包括右髋关节(13A)、右大腿(10A)、右膝关节(15A)、右小腿(8A)、右踝关节和右足部(9A)。

右大腿(10A)通过右髋关节(13A)与右腰部弯曲板(6A)连接，右髋关节(13A)通过转轴连接，可以实现右大腿(10A)的前后摆动，同时右髋关节轴连接电位计，可以获得右髋关节(13A)的角度参数，右髋关节(13A)通过右髋关节液压缸(7A)进行驱动，右髋关节液压缸(7A)一端固定在右腰部弯曲版(6A)，另一端固定在右大腿(10A)，右大腿伸缩杆的长度调整可以实现右大腿(10A)的长度调整，右大腿(10A)内侧固定有右大腿交互力传感器(11A)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的大腿，实现右大腿(10A)处交互力的测量，右大腿(10A)与右小腿(8A)通过右膝关节(15A)连接，实现右小腿(8A)相对于右大腿(10A)的前后摆动，同时右膝关节轴连接电位计，可以获得右膝关节(15A)的角度参数，右膝关节(15A)通过右膝关节液压缸(14A)进行驱动，右膝关节液压缸(14A)一端固定在右大腿(10A)，另一端固定在右小腿(8A)，右小腿(8A)内侧固定有右小腿交互力传感器(12A)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的小腿，实现右小腿(8A)处交互力的测量，右小腿(8A)下端伸缩杆的长度调整可以实现右小腿(8A)的长度调整，右小腿(8A)与右踝关节和足部为固定连接，即右踝关节不设自由度，右足部脚掌与足底分开设计，中间嵌有压力传感器，可以获得下肢患者的右足底压力信号，右足底为橡胶材料。

左腿组件包括左髋关节(13B)、左大腿(10B)、左膝关节(15B)、左小腿(8B)、左踝关节和左足部(9B)。

左大腿(10B)通过左髋关节(13B)与左腰部弯曲板(6B)连接，左髋关节(13B)通过转轴连接，可以实现左大腿(10B)的前后摆动，同时左髋关节轴连接电位计，可以获得左髋关节(13B)的角度参数，左髋关节(13B)通过左髋关节液压缸(7B)进行驱动，左髋关节液压缸(7B)一端固定在左腰部弯曲版(6B)，另一端固定在左大腿(10B)，左大腿伸缩杆的长度调整可以实现左大腿(10B)的长度调整，左大腿(10B)内侧固定有左大腿交互力传感器(11B)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的大腿，实现左大腿(10B)处交互力的测量，左大腿(10B)与左小腿(8B)通过左膝关节(15B)连接，实现左小腿(8B)相对于左大腿(10B)的前后摆动，同时左膝关节轴连接电位计，可以获得左膝关节(15B)的角度参数，左膝关节(15B)通过左膝关节液压缸(14B)进行驱动，左膝关节液压缸(14B)一端固定在左大腿(10B)，另一端固定在左小腿(8B)，左小腿(8B)内侧固定有左小腿交互力传感器(12B)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的小腿，实现左小腿(8B)处交互力的测量，左小腿(8B)下端伸缩杆的长度调整可以实现左小腿(8B)的长度调整，左小腿(8B)与左踝关节和足部为固定连接，即左踝关节不设自由度。左足部脚掌与足底分开设计，中间嵌有压力传感器，可以获得下肢患者的左足底压力信号，左足底为橡胶材料。

2.根据权利要求1所述的一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置，其特征在于：大腿交互力传感器安装在外骨骼大腿的内侧，传感器表面的测量区固定柔性绑带，固定下肢伤者的大腿，从而在运动过程中获得人与外骨骼之间大腿处的交互力信息。

3.根据权利要求1所述的一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置，其特征在于：小腿交互力传感器安装在外骨骼小腿的内侧，传感器表面的测量区固定柔性绑带，固定下肢伤者的小腿，从而在运动过程中获得人与外骨骼之间小腿处的交互力信息。

4.根据权利要求1所述的一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置，其特征在于：髋关节与膝关节处设有角度传感器，足部设有压力传感器，大腿与小腿内侧设有交互力传感器，通过关节参数、足底压力参数和人机交互力参数来进行外骨骼的运动轨迹规划，实现外骨骼对下肢伤者的良好辅助行走。