[发明专利]一种适于医疗康复、矫正或训练使用的助力行走机器人

说明书

本发明公开了一种适于医疗康复、矫正或训练使用的助力行走机器人，其包括左下肢、右下肢、腰部支撑板、左、右连接块；其中，腰部支撑板带弧度，水平布置，凹面朝前方，其左右两端分别通过左连接块和右连接块与左下肢和右下肢连接成一体；左连接块和右连接块均为轴孔一体结构，竖直方向为轴、水平方向开孔；以上述腰部支撑板的纵向中心线的垂直平分线为对称轴，助力行走机器人由左右对称的左半部分和右半部分组成。本发明结构简单、布局紧凑合理，其具有3个主动自由度：2个髋关节运动和1个膝关节运动，1个被动自由度：踝关节运动。本发明的机器人各组成部分协调性好、运转精度高、操控灵活，腿部长度可调，使用方便。

技术领域

本发明涉及一种助力行走机器人及其控制方法，具体涉及一种适于医疗康复、矫正或训练使用的助力行走机器人。

背景技术

关节退化或者是由其他意外引起的人体腿部结构损伤或异常等疾病在现实生活中非常常见，这种疾病使人体膝关节、髋关节慢慢变得不能正常运转，最后导致病人无法行走。特别是在中国，下肢运动功能障碍的残疾人数量甚至超过某些国家的总人口。

因此，很多情况下，通过全膝关节置换(TKA)手术将该发病的关节将被替换为人工关节，在中国每年都要进行大约41万例这种手术。

然而，由于关节炎引起的异常行走习惯仍然存在，关节炎患者很难在没有辅助的情况下恢复正常的行走习惯。

在一般情况下，持续被动运动装置经常用于病人的康复。

然而，该装置的操作条件会因步行状态不同而不同，使用效果不佳。

因此，可穿戴式膝关节辅助机器人是必需的装备。除医学上对辅助行走装置的需要之外，军事或体育运动训练上的辅助用下肢助力机器人，不仅仅用于提高士兵在战场上的背负能力，它还可以发挥双足机器人能够克服复杂地形的特点在崎岖的山路等地势辅助穿戴者背负或运送货物。

辅助用下肢助力机器人技术的研究涉及了机器人技术多项前沿的领域，包括双足步行机器人的步态控制、高效率驱动器技术、人体生物信号的识别和人机交互等技术，辅助用下肢助力机器人技术的研究能够促进机器人领域的快速发展。

总之，结构更加简单、操控灵活、运动部位更加协调，具有更高精度的助力行走机器人，更加贴合社会迫切需要的适于医疗康复、矫正或训练使用的助力行走机器人，具有良好的市场前景，一定程度上，代表了助力行走机器人行业研究和发展的方向。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种适于医疗康复、矫正或训练使用的助力行走机器人，其结构简单、布局紧凑合理，其具有3个主动自由度(2个髋关节运动和1个膝关节运动)和1个被动自由度(踝关节运动)，能够模拟人腿部髋关节、膝关节和踝关节的运动，精度高、操控灵活，特别适于在腿部疾病恢复期间可以借用辅助用下肢助力机器人来进行辅助行走，避免再次对腿部造成伤害。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种适于医疗康复、矫正或训练使用的助力行走机器人，其特征在于，包括左下肢、右下肢、腰部支撑板、左连接块和右连接块；其中，腰部支撑板为一带弧度的条形板，水平布置，凹面朝前方，并腰部支撑板的左右两端分别通过左连接块和右连接块与左下肢和右下肢连接成一体；左连接块和右连接块均为轴孔一体结构，竖直朝上的方向为轴、水平方向开孔；

以上述腰部支撑板的纵向中心线的垂直平分线为对称轴，所述适于医疗康复、矫正或训练使用的助力行走机器人由左右对称的左半部分和右半部分组成；

其中，左半部分结构如下：

腰部支撑板的左端边缘内侧处，开设有一通透的第一轴孔，第一电机的输出轴自上向下，经由第一轴孔的上端穿过并伸出，伸出端与上述左连接块的轴端通过凸缘联轴器固定连接，左连接块的轴端通过双轴承安装在第一轴孔的下端，连接处成为髋关节的一个转动运动关节；