[发明专利]腿部康复训练和健身用外骨骼机器人

说明书

本发明提供一种腿部康复训练和健身用外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括髋部支撑部、髋关节、大腿支撑部、膝关节、小腿支撑部和驱动系统；其中，所述髋部支撑部与所述大腿支撑部的上端通过髋关节连接；所述大腿支撑部的下端与所述小腿支撑部的上端通过膝关节连接；所述驱动系统固定于所述髋部支撑部上，所述驱动系统包括：髋关节驱动系统，与所述髋关节连接，用于驱动所述髋关节运动；和膝关节驱动系统，与所述膝关节连接，用于驱动所述膝关节运动，进而驱动所述大腿支撑部和所述小腿支撑部的协调运动。本申请结构简单，可以帮助创伤之后的下肢运动功能恢复，也可以用于正常人的下肢力量训练或者健身。

技术领域

本发明属于助行的外骨骼机器人技术领域，特别涉及一种腿部康复训练和健身用外骨骼机器人。

背景技术

外骨骼机器人是基于传感、控制、信号处理、信息融合、机电一体化的综合技术，是一种更贴近人类日常生产生活的可穿戴式设备。顾名思义，外骨骼机器人是一套穿戴于身体上起到骨骼作用的机器人，结合控制系统硬件和控制算法，可以起到为穿戴者提供附加动力的作用。从助力的部位上分，可以分为上肢型和下肢型助力外骨骼机器人。从功能上分，又可以分为负重型和助力型外骨骼机器人。从用途上则分为民用和军用两种：民用的外骨骼机器人主要用于医疗、助老、助残和搬运等方面；军用的外骨骼机器人主要作用是负重，如帮助士兵携带更多装备以作战持续能力和战场生存能力，提高负重情况下的持久力和战场机动性等。

目前医疗系统内的用于创伤后恢复的设备和用于健身的设备，都是在静坐、站立或者仰卧体位下才能使用，这只解决了患者和健身爱好者的部分需要，而无法满足在运动过程中进行恢复训练和健身的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种腿部康复训练和健身用外骨骼机器人；该装置结构简单，通过将驱动电机等重物都安置在髋关节的位置，既减轻了膝关节驱动系统的重量，同时也降低了整条腿的转动惯量，提升了整个系统的静力学和动力学性能。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种腿部康复训练和健身用外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括髋部支撑部、髋关节、大腿支撑部、膝关节、小腿支撑部和驱动系统；其中，

所述髋部支撑部与所述大腿支撑部的上端通过髋关节连接；

所述大腿支撑部的下端与所述小腿支撑部的上端通过膝关节连接；

所述驱动系统固定于所述髋部支撑部上，所述驱动系统包括：

髋关节驱动系统，与所述髋关节连接，用于驱动所述髋关节运动；和膝关节驱动系统，与所述膝关节连接，用于驱动所述膝关节运动，进而驱动所述大腿支撑部和所述小腿支撑部的协调运动。

在上述腿部康复训练和健身用外骨骼机器人中，作为一种优选实施方式，所述髋部支撑部包括固定板、安装夹板和腰部绑带；其中，所述腰部绑带通过所述安装夹板固定于所述固定板的一边，所述驱动系统固定于所述固定板的另一边。

在上述腿部康复训练和健身用外骨骼机器人中，作为一种优选实施方式，所述安装夹板的数量共有两个，分别为：使用时较为远离腰部的梯形第一安装夹板和较为靠近腰部的弧形第二安装夹板；所述腰部绑带包括两片分带，所述两片分带中的每一片的一端均为黏贴端，另一端均为安装端；所述两片分带的安装端分别被夹置在第一安装夹板和第二安装夹板之间并通过螺接方式固定在一起。

在上述腿部康复训练和健身用外骨骼机器人中，作为一种优选实施方式，所述髋关节为圆环形。