[实用新型]一种可穿戴康复型下肢外骨骼机器人

说明书

本实用新型公开了一种可穿戴康复型下肢外骨骼机器人，包括髋关节组件、膝关节组件、踝关节组件、小腿支撑组件、大腿支撑组件、足部组件和腰部连接件，腰部连接件连接髋关节组件，髋关节组件与腰部连接件铰接；髋关节组件还通过万向连接件连接大腿支撑组件，膝关节组件连接大腿支撑组件和小腿支撑组件，踝关节组件铰接接小腿支撑组件和足部组件；其中，足部组件包括前脚板和前脚板支架，前脚板支架固定连接踝关节组件，前脚板支架通过缓冲机构与前脚板连接。本实用新型能够使外骨骼能够帮助穿戴者完成保护支撑、行走助力等功能。

技术领域

本实用新型涉及康复器械领域，具体的，涉及一种可穿戴康复型下肢外骨骼机器人。

背景技术

对于绝大多数的下肢功能障碍患者，目前尚无有效的临床康复方案，急需利用新技术、新方法和先进的手段研究一种有效的智能康复训练设备，本实用新型可穿戴康复型下肢外骨骼机器人就是能够解决该问题的康复训练设备。下肢康复型下肢外骨骼是一种穿戴在使用者身体外部的一种助力装置，通过电机、液压泵等为下肢各关节提供动力，将人机系统重力通过外骨骼机械腿传至地面，为穿戴者行走等下肢运动提供动力辅助和保护支撑等功能，它融合了传感、信号采集、步态识别、运动控制等关键技术，使外骨骼能够帮助穿戴者完成保护支撑、行走助力等功能。

发明人认为，现有的大多数下肢外骨骼机器人的髋关节只设计屈伸运动一个自由度，这种设计对人体髋关节的仿生性能不高，限制了穿戴者的其他方向活动。

其次，人类正常行走时，某一阶段是前、后脚板形成一个夹角来发力迈出下一步，现有的下肢外骨骼机器人的足部将前、后脚板设计为一体，虽然可以满足基本行走的要求，但很难真正模拟和人类一样的动作，在步行速度、抗冲迎击能力和适应性方面存在局限性。

另外，现有的很多下肢外骨骼机器人的小腿与足部刚性连接，这样会大大降低机器人行走过程中的负重能力和抗冲击能力，一定程度上限制其应用范围和应用场合。

实用新型内容

针对现有的下肢外骨骼机构髋关节自由度不足、脚部外骨骼仿生性能差、踝部刚性连接限制运动性能的不足，本实用新型旨在提供一种可穿戴康复型下肢外骨骼机器人，髋关节采用万向节结构，使其拥有三个自由度，提高了仿生性能。足部设计为前后两个脚板，前脚板设有弹簧，能够增强行走过程中的负重能力和抗冲击力，能够使外骨骼能够帮助穿戴者完成保护支撑、行走助力等功能。

本实用新型的目的，是提供一种可穿戴康复型下肢外骨骼机器人。

为实现上述实用新型目的，本实用新型公开了下述技术方案：

首先本实用新型公开了一种可穿戴康复型下肢外骨骼机器人，包括髋关节组件、膝关节组件、踝关节组件、小腿支撑组件、大腿支撑组件、足部组件和腰部连接件，腰部连接件连接髋关节组件，髋关节组件与腰部连接件铰接；髋关节组件还通过万向连接件连接大腿支撑组件，膝关节组件连接大腿支撑组件和小腿支撑组件，踝关节组件铰接小腿支撑组件和足部组件；其中，足部组件包括前脚板和前脚板支架，前脚板支架固定连接踝关节组件，前脚板支架通过缓冲机构与前脚板连接。

进一步，所述髋关节组件包括套筒、变形十字轴、传动轴叉和套筒叉，传动轴叉一端与腰部连接块铰接以实现髋关节的外展内收运动，传动轴叉另一端与变形十字轴铰接以实现内旋/外旋运动，变形十字轴还与套筒叉铰接以实现做屈伸运动，变形十字轴铰接驱动机构，髋关节组件能够与大腿固定连接。

进一步，所述膝关节组件包括大腿下调节块和小腿上调节块。大腿下调节块与小腿上调节块铰接以使膝关节做屈伸运动。

进一步，所述踝关节包括小腿下调节块和后脚板，小腿下调节块和后脚板铰接；所述前脚板支架固定于小腿下调节块。

进一步，所述大腿支撑组件包括大腿上调节块、大腿下调节块、驱动机构支架和绑带环，大腿上调节块和大腿下调节块均设有长度调节孔，绑带环连接于大腿上调节快或大腿下调节块，大腿下调节块的一侧连接驱动机构支架。