[实用新型]自适应膝关节助力机器人

说明书

本申请公开了一种自适应膝关节助力机器人包括大腿固定组、小腿固定组、监测装置、驱动装置、控制装置，其中大腿固定组用于固定大腿，小腿固定组用于固定在小腿上，通过驱动装置运用仿生学原理模拟人体膝关节驱动小腿和大腿进行屈膝动作，进而辅助人体膝关节屈伸动作以辅助人体行走或运动，而设置监测装置可采集小腿和大腿的运动姿态数据以检测人体膝关节的动作，继而控制装置根据检测人体膝关节的动作智能控制驱动装置匹配输出力矩，增加拟人化程度，提高膝关节运动的灵活性，保护使用者的膝关节，减轻使用者的膝关节负荷，适用于健康人群登山的膝盖防护，也适用于膝盖受损的亚健康人群的辅助行走。

【技术领域】

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种自适应膝关节助力机器人。

【背景技术】

膝关节作为人体下肢重要的关节之一，需要承载整个躯干的重量，另一方面辅助人体实现行走、奔跑、跳跃等运动，同时医学研究表明，随着人年龄的逐渐增大，膝关节的老化不可避免，而即使是年轻人在运动中也同样由于运动损伤等其他原因导致膝关节受伤或患上膝关节炎等疾病而影响下肢行走，膝关节助力机器人的出现能满足这类患者的需求，同时该装置能够使患者正常行走、减轻患者创伤处。

目前，膝关节助力机器人拟人化程度低，不仅影响了外骨骼机器人与人体的协同运动，同时限制了整个膝关节的运动灵活性，无法代替或辅助人体膝关节发挥在运动中的辅助作用，舒适性较差，不利于患者恢复。

【实用新型内容】

本申请为了解决现有膝关节助力机器人拟人程度低、灵活性差的技术问题，提供一种自适应膝关节助力机器人。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案：

自适应膝关节助力机器人包括:

大腿固定组,其用于固定在大腿上；

小腿固定组，其设于所述大腿固定组下侧，并用于固定在小腿；

监测装置，其用于采集所述小腿固定组上小腿以及所述大腿固定组上大腿的运动姿态数据；

驱动装置，其连接于所述大腿固定组与所述小腿固定组间，可用于驱动所述小腿固定组上的小腿和所述大腿固定组上的大腿进行屈伸动作；

控制装置，其设于所述大腿固定组上，且分别与所述监测装置和所述驱动装置电连接，用于根据所述监测装置采集的所述运动姿态数据控制所述驱动装置运行。

如上所述的自适应膝关节助力机器人，所述驱动装置包括：

大腿连接件，其设于所述大腿固定组上；

驱动电机，其固定于所述大腿连接件上；

小腿连接件，其上侧与所述驱动电机的输出端连接，下侧贯穿所述大腿固定组并与所述小腿固定组上侧相连接。

如上所述的自适应膝关节助力机器人，所述监测装置包括：

大腿传感器，其设于所述大腿固定组上，用于获取所述大腿固定组上大腿的大腿运动姿态数据，并将获取的所述大腿运动姿态数据发送至所述控制装置；

小腿传感器，其设于所述小腿固定组上，用于获取所述小腿固定组上小腿的小腿运动姿态数据，并将获取的所述小腿运动姿态数据输送至所述控制装置。

如上所述的自适应膝关节助力机器人，所述大腿传感器与所述小腿传感器均为IMU姿态传感器。

如上所述的自适应膝关节助力机器人，所述控制装置包括：

微控制器，其设于所述大腿固定组内，并与电源和所述驱动装置电连接，用于对所述驱动装置进行控制信号输出；

触摸面板，其设于所述大腿固定组上，并与所述微控制器电连接，用于感应触摸以调节所述驱动装置输出力矩的大小。