[实用新型]用于下肢康复机器人的基于绳驱动的内足机构

说明书

一种用于下肢康复机器人的基于绳驱动的内足机构，包括髋关节、大腿机构、膝关节和小腿机构，所述大腿机构包括大腿杆和用于固定大腿的大腿助力板，所述大腿助力板安装在大腿杆的内侧，所述小腿机构包括小腿杆和用于固定小腿的小腿助力板，所述小腿助力板安装在小腿杆的内侧，所述小腿助力板和大腿助力板均为弧形，所述大腿杆的上端通过髋关节与机架的腰部结构连接，所述大腿杆的下端通过膝关节与小腿杆的上端连接；所述膝关节包括大腿转轮、小腿转轮、两个弧形连接块、两根膝关节线绳和膝关节驱动电机。本实用新型提供了一种用于下肢康复机器人的基于绳驱动的内足机构，能够与人的步态协调一致，能够更好的实现人机之间的耦合。

技术领域

本实用新型涉及康复机器人技术领域，尤其是涉及一种用于下肢康复机器人的基于绳驱动的内足机构。

背景技术

康复机器人是近年来出现的一种新型机器人，作为医疗机器人的一个重要分支，他的研究贯穿了康复医学、机械学、力学、材料学、数学分析、有限元仿真以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域研究的一个热点。近年来，由于经济的飞速发展，交通运输工具迅速增多，因交通事故而造成肢体损伤的人数直线上升。同时，随着人民生活水平的提高，我国和许多国家一样，正在步入老龄化。据统计，我国60岁即以上的人口已有2.22亿，占全国人口的16.5％。在老龄人群众中有大量的心脑血管疾病或神经系统疾病患者，这类患者多数伴有偏瘫症状。目前患心脑血管疾病的中老年人出现偏瘫的人数不断增多，而且年龄呈现年轻化趋势。医学理论和临床医学证明，这类患者除了早期的手术治疗和必要的药物治疗外，正确的、科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复起到很重要的作用。尽早进行康复训练不仅能够维持关节活动度，防止关节挛缩，而且能够明显提高患者运动功能的最终恢复程度。

目前，在我国，康复医学工程虽然得到了普遍的重视，但康复机器人研究仍处于起步阶段。近几年我国康复工程在个方面取得了一定的成果，特别是在技术含量不太高的中档产品如康复器械发展较快。

浙江大学机电所开发研制了可穿戴式假肢，该研究致力于开发一套用于增强人体步行能力的可穿戴式下肢假肢，他引入人作为整个控制系统的主要部分，可以缓解人们由于过量的双足步行所引起的身体疲劳。目前，已经开发了一套下肢的原型试验系统，用来验证一些理论成果并依次为平台进行下一阶段的实验研究。

上海大学机电工程与自动化学院也开始研究了一套可穿戴式助力机械腿，单侧下肢有两个自由度，分别为髋关节和膝关节的屈伸自由度，这两个自由度分别有电动缸驱动。美国麻省理工学院研制了著名的PAMM系统，包括智能型步行机和智能手杖装置，该系统利用力觉传感器作为主要的输入接口，驱动系统底部的主动轮，从而实现用户行走的功能。为解决穿戴不方便问题，日本本田公司设计智能下肢助力系统，这种佩戴在下肢上的机械装置可以帮助肌肉力量不足的老年人提高行走速度、延长行走距离、改善步伐整齐性。

通过对市场上已有的类似产品的分析我们总结如下：

1.质量过大，导致体积过大、动作笨拙的问题。由于康复机器人在助力用户行走的过程中所需要的自由度过多，多数产品添加的电机数量过多，由此导致控制困难、体积过大、噪声、舒适度等一系列问题。

2.自适应能力不够，学习能力差。要想更好地达到康复训练的目的，学习使用者的行走规律和习惯，同时根据使用者不同阶段的状况机器人提供不同大小的助力是必不可少的。

3.信号传输的延迟导致与操作者的预期动作不符合。目前多采用 sEMG传感器和压力传感器，信号传输到中央处理器后经过分析，再将操作指令传送出去，由此导致信号的滞后问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种用于下肢康复机器人的基于绳驱动的内足机构，能够与人的步态协调一致，能够更好的实现人机之间的耦合。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：