[发明专利]一种用于下肢康复治疗的智能医疗机器人

权利要求书

1.一种用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，包括下肢外骨骼机器人系统、悬吊系统、运动传速系统、旋转系统、重心自平衡系统、云平台显示系统、嵌入式控制系统和传感器系统，其特征在于：

所述的运动悬吊系统通过立柱安装于运动传速系统上方，进行下肢康复治疗的患者通过悬吊系统进行减重和位置保持，在运动传速系统上直立行走；

所述运动传速系统的上表面按照设定的速度平移；

所述的下肢外骨骼机器人系统通过旋转系统安装在立柱上，能够绕立柱旋转，当下肢外骨骼机器人系统旋转至运动传速系统上方时，将患者下肢与下肢外骨骼机器人系统进行连接固定，由下肢外骨骼机器人系统带动患者下肢进行训练；

所述的下肢外骨骼机器人系统和旋转系统之间通过重心自平衡系统连接，跟随患者行走时的重心变化调节下肢外骨骼机器人系统的高度；

所述的传感器系统采集下肢外骨骼机器人系统、运动传速机构的运行参数及患者的人体参数，传输至嵌入式控制系统，并通过所述的云平台显示系统显示；

所述的嵌入式控制系统实现下肢外骨骼机器人系统、悬吊系统、运动传速系统、旋转系统、重心自平衡系统、云平台显示系统及传感器系统的自适应控制、模态切换和智能高精度作动，并通过云平台对外进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：所述的下肢外骨骼机器人系统包括髋关节水平悬臂梁、髋关节轴承、髋关节盘式电机、大腿结构、膝关节轴承、膝关节盘式电机和小腿结构；所述的髋关节水平悬臂梁两端分别通过髋关节轴承连接大腿结构一端，并通过髋关节盘式电机驱动大腿结构绕髋关节轴承转动；所述大腿结构的另一端通过膝关节轴承连接小腿结构，并通过膝关节盘式电机驱动小腿结构绕膝关节轴承转动。

3.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：所述的悬吊系统包括减重电机、减重弹簧、动滑轮机构和悬吊电机；所述的减重电机固接立柱，减重电机输出端通过减重弹簧连接悬吊电机，所述的减重弹簧和悬吊电机之间通过动滑轮系统转换运动方向；所述的悬吊电机提拉穿绑在患者身上的绷带。

4.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：所述的运动传速系统包括步进电机和履带机构，步进电机通过履带机构的圆柱形轴带动履带机构进行滚转运动。

5.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：所述的旋转系统采用电机驱动的形式实现下肢外骨骼机构的旋入和旋出，旋入和旋出的极限位置均安装有超声波测距装置和红外传感器，旋转系统到达极限位置后切断电机供电。

6.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：所述的重心自平衡系统包括上悬臂梁、下悬臂梁和弹簧机构；平行的上悬臂梁和下悬臂梁在旋转系统和下肢外骨骼机器人系统之间连接构成四连杆机构，四连杆机构和下肢外骨骼机器人系统之间通过弹簧机构连接。

7.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：所述的嵌入式控制系统包括控制器和云平台；所述的控制器采用上位机-下位机式控制器；所述的传感器系统采集下肢外骨骼机器人系统、运动传速机构的运行参数及患者的人体参数，传输至上位机控制器进行控制运算；所述的上位机控制器通过下位机控制器对下肢外骨骼机器人系统和运动传速机构进行伺服控制；控制器通过云平台对外进行信息交互。

8.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：所述的传感器系统包括绝对式旋转编码器、电流传感器、压力传感器、线位移传感器、接近开关、脑电传感器、肌电传感器及心率、血压、温度传感器；所述的绝对式旋转编码器采集下肢外骨骼机器人系统的髋关节和膝关节轴承转动角度；所述的电流传感器、压力传感器分别采集髋关节和膝关节盘式电机的电流、电压信号；所述的线位移传感器采集悬吊电机和减重电机输出端的位置信号；所述的接近开关采集旋转系统的位置信号；所述的脑电传感器、肌电传感器采集患者的运动意图信号；所述的心率、血压和温度传感器采集患者的基本生理参数。

9.根据权利要求1所述的用于下肢康复治疗的智能医疗机器人，其特征在于：还包括扶手系统，固定于运动传速系统两侧。