[发明专利]一种可穿戴式下肢外骨骼机器人在审
申请号: | 201710405910.1 | 申请日: | 2017-06-01 |
公开(公告)号: | CN107233193A | 公开(公告)日: | 2017-10-10 |
发明(设计)人: | 宋彬 | 申请(专利权)人: | 成都双创时代科技有限公司 |
主分类号: | A61H3/00 | 分类号: | A61H3/00 |
代理公司: | 成都知集市专利代理事务所(普通合伙)51236 | 代理人: | 王庆海 |
地址: | 610095 四川省成都市*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 穿戴 下肢 骨骼 机器人 | ||
技术领域
本发明涉及医疗康复技术领域,特别是一种可穿戴式下肢外骨骼机器人。
背景技术
随着社会经济的快速发展,目前,对残疾人的康复治疗进行也推进的十分迅速。据统计,我国由于中风、脊髓损伤以及各种交通事故引起的肢体功能障碍患者多达几百万,而这些人中,大部分可以通过训练改善肢体功能。传统的康复训练是通过专业医生手把手教导,并借助拐杖或辅助器械让患者可以自行行走,这种方法对恢复患者的生理和心理健康具有重大的意义,同时还能减少对医生、护士的依赖,增强患者在康复过程中的生活自理能力,有着明显的效果。
专利申请号:201110029533.9公开一种外骨骼可穿戴式康复机器人,包括:下肢外骨骼,穿戴于患者下肢及腰部;肩部外骨骼,穿戴于患者肩部,位于下肢外骨骼上方;上肢外骨骼,分为左右上肢外骨骼,穿戴于患者上肢,分别位于肩部外骨骼的大臂部分的下方。该专利结构复杂,不仅包括上肢部分,还有手指部分,可以预见成本极其高昂,同时由于零部件过多,其故障率也相应的增加,同时其采用屈伸电机和旋转电机配合,其行走时,不仅进行屈伸,同时旋转,不符合人体行走的特点,其舒适性差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种可穿戴式下肢外骨骼机器人,本申请结构简单,成本低廉,坚实可靠耐用,只需要四个关节位置的电机驱动即可实现自主行走和单腿单脚的康复练习,避免了传统采用屈伸电机和旋转电机配合,其行走舒适性差的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种可穿戴式下肢外骨骼机器人,包括控制背包、行走支架和电机组件;
所述行走支架包括环腰支臂、左大腿杆、左小腿杆、右大腿杆和右小腿杆;所述电机组件包括左大腿电机机构、左小腿电机机构、右大腿电机机构和右小腿电机机构;所述左大腿电机机构、所述左小腿电机机构、所述右大腿电机机构以及所述右小腿电机机构分别由减速机和步进电机构成;
所述环腰支臂为弯折的U字型结构,所述环腰支臂设有左扶杆和右扶杆,所述左扶杆和所述右扶杆上分别设有用于搁放手肘的左扶手板和右扶手板,所述左扶杆和所述右扶杆的端头位置还分别设有手柄,所述环腰支臂下方焊接有固定平板,所述固定平板上通过螺钉固定有控制背包;
所述左扶手板和所述右扶手板的下方还设有向下延伸的圆形板,所述圆形板上设有若干固定螺孔,所述左扶手板通过圆形板与所述左大腿电机机构以及所述左大腿杆的上端固定为一体,所述右扶手板通过圆形板与所述右大腿电机机构以及所述右大腿杆的上端固定为一体;所述左大腿杆的下端通过所述左小腿电机机构与所述左小腿杆的上端相连,所述右大腿杆的下端通过所述右小腿电机机构与所述右小腿杆的上端相连。
进一步的,在本发明优选的实施例中,所述左小腿杆的下端以及所述右小腿杆的下端还分别设有用于支撑平衡的鸡爪结构。
进一步的,在本发明优选的实施例中,所述控制背包包括壳体、PCB电路板和蓄电池,所述PCB电路板和所述蓄电池设于所述壳体内,所述壳体上还设有与蓄电池电路相连的充电接口,所述蓄电池还通过线路分别与左大腿电机机构、左小腿电机机构、右大腿电机机构和右小腿电机机构电路相连,所述PCB电路板还通过信号线分别与左大腿电机机构、左小腿电机机构、右大腿电机机构和右小腿电机机构相连。
进一步的,在本发明优选的实施例中,所述左大腿杆、所述左小腿杆、所述右大腿杆和所述右小腿杆分别设有绑带板,所述绑带板上设有若干用于与用户肢体绑定的绑带孔。
进一步的,在本发明优选的实施例中,所述左大腿电机机构、所述左小腿电机机构、所述右大腿电机机构和所述右小腿电机机构上分别设有用于限制步进电机和减速机转动角度过大的限位板。
进一步的,在本发明优选的实施例中,所述手柄包括左手柄和右手柄,所述右手柄上设有连续走按钮、提右脚按钮和提右腿按钮,所述左手柄上设有急停按钮、提左脚按钮和提左腿按钮。
进一步的,在本发明优选的实施例中,所述左扶手板和所述右扶手板中间还分别设有用于嵌入左扶杆和右扶杆的凹槽结构。
进一步的,在本发明优选的实施例中,所述减速机为精密RV减速机。
本发明的有益效果是:
(1)只需要四个关节位置的电机驱动即可实现自主行走和单腿单脚的康复练习,避免了传统采用屈伸电机和旋转电机配合,其行走舒适性差的特点;
(2)总共只包含十个主要零件,以一个环腰支臂为主体链接整个结构,结构简单,坚实可靠耐用,同时故障率低,成本低廉;
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