[发明专利]一种下肢机器人

说明书

一种下肢机器人，包括机械模块、控制模块、驱动模块和传感模块，所述机械模块包括左腿连接元件和右腿连接元件，所述左腿连接元件与右腿连接元件都包括大腿连接元件、小腿连接元件、脚底连接元件和绷带，所述大腿连接元件与小腿连接元件活动连接，所述小腿连接元件与脚底连接元件活动连接，大腿连接元件与小腿连接元件的连接处设有若干个自由度，小腿连接元件与脚底连接元件的连接处设有若干个自由度，所述驱动模块包括伺服电机，所述伺服电机分别设置于大腿连接元件和小腿连接元件，并且伺服电机分别单独控制大腿连接元件和小腿连接元件，所述传感模块包括压力检测元件。

技术领域

本发明涉及仿生机器人领域，尤其涉及一种下肢机器人。

背景技术

下肢机器人是一种用于帮助脊椎损伤、下肢行动不便、截肢、瘫痪等病患的辅助型康复机器人，它的基本原理是在基于人体运动行为意识信息的基础上，由安装在腿部关节处的伺服电机驱动关节运动，通过仿照人体运动的规律，在各关节提供多角度、速度值可变的力来辅助人体腿部的协调运动并提供助力，降低人长时间行走的情况下对腿部的压力，辅助下肢行动不变的人康复，但是从现有技术来看，下肢机器人的原理是通过电流传感器检测肌肉活动时传输的微弱电流信号或肌肉的软硬程度来判断人的行为意识，这就导致所采用的传感器需要与人体皮肤直接接触，这样首先会导致使用者穿戴不便，并且在使用过程中人体分泌的汗液、传感器与皮肤接触的稳定性都会影响传感器获取的电流的稳定性和准确性，这样就很难保证下肢机器人对人体行为意识的准确判断。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种可稳定运行、并可以辅助病患的腿部进行正常运动的下肢机器人。

本发明的技术方案：一种下肢机器人，包括用于与人体下肢固定并辅助人体下肢运动的机械模块、用于控制机械模块运动的控制模块、用于为机械模块的运动提供动力的驱动模块和用于感知人体下肢受力情况的传感模块，所述机械模块包括左腿连接元件和右腿连接元件，所述左腿连接元件与右腿连接元件都包括大腿连接元件、小腿连接元件、脚底连接元件和用于将人体下肢与大腿连接元件和小腿连接元件固定连接的绷带，所述大腿连接元件与小腿连接元件活动连接，所述小腿连接元件与脚底连接元件活动连接，大腿连接元件与小腿连接元件的连接处设有若干个自由度，小腿连接元件与脚底连接元件的连接处设有若干个自由度，所述驱动模块包括伺服电机，所述伺服电机分别设置于大腿连接元件和小腿连接元件，并且伺服电机分别单独控制大腿连接元件和小腿连接元件，所述传感模块包括压力检测元件，所述压力检测元件分别位于大腿连接元件与小腿连接元件的连接处和小腿连接元件与脚底连接元件的连接处，所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器与伺服电机电连接，PLC控制器可以控制伺服电机使大腿连接元件、小腿连接元件和脚底连接元件仿照人体正常步态来运动。

采用上述技术方案，当下肢机器人的使用者需要佩戴下肢机器人进行辅助行走时，通过绑带将人体下肢与大腿连接元件和小腿连接元件固定连接，然后启动PLC控制器，PLC控制器会驱动伺服电机开始运转，由于大腿连接元件与小腿连接元件的连接处设有若干个自由度，小腿连接元件与脚底连接元件的连接处设有若干个自由度，因此伺服电机可以驱动大腿连接元件、小腿连接元件和脚底连接元件仿照人体正常步态开始运动，这样相对于现有技术来说，不需要通过肌肉的活动反应或肌肉的软硬程度来判断人体的行为意识，就可以保证下肢机器人可以稳定的辅助使用者仿照正常人的步态进行行走。

本发明的进一步设置：所述大腿连接元件上对应人体下肢髋关节处设有三个自由度，所述大腿连接元件与小腿连接元件连接处设有一个自由度，小腿连接元件与脚底连接元件连接处设有一个自由度，所述脚底连接元件包括前脚掌连接元件和后脚掌连接元件，所述前脚掌连接元件和后脚掌连接元件通过铰链连接，所述前脚掌连接元件与后脚掌连接元件的连接处设有一个自由度。