[实用新型]一种康复外骨骼机器人

说明书

本实用新型涉及医疗康复器械技术领域，更具体地，涉及一种康复外骨骼机器人，包括有大腿组件、小腿组件及腰部固定组件，大腿组件、小腿组件设于腰部固定组件的两侧，大腿组件与腰部固定组件连接，其中，大腿组件与小腿组件通过四杆机构连接，腰部固定组件设有驱动装置，大腿组件与小腿组件上设有转向组件，驱动装置通过传动构件与大腿组件与小腿组件上的转向组件连接。本实用新型使用四杆机构实现更高的运动顺应性，更加贴近人体膝关节在运动的时瞬心的变化情况，并且调整驱动装置的位置，使整体质量平衡，便于穿戴。

技术领域

本实用新型涉及医疗康复器械技术领域，更具体地，涉及一种康复外骨骼机器人。

背景技术

在日常生活中，由于重大疾病导致中风偏瘫、或者因人的年龄上升身体机能退化导致生活中行动能力下降的人群越来越多。传统的中风偏瘫康复治疗方法是通过专业的理疗师对病人进行康复指导和辅助训练，康复效率不高且进程缓慢，而且一个中风或者偏瘫患者往往要求两到三个理疗师进行跟进治疗，耗费大量的人力物力和财力。而利用下肢穿戴外骨骼机器人进行辅助治疗能够有效的减轻理疗师的工作负担，提高康复效率，减少了康复成本。下肢康复训练机器人辅助治疗是在下肢康复机器人的帮助下完成临床医疗上所需要的康复训练，并且及时向患者和医疗师提供反馈信息，使患者能够更快的恢复运动能力。

目前，大部分的下肢康复机器人都是将下肢膝关节简化为一个转动副，即一个自由度。这类膝关节由于其瞬心(瞬时转动中心)即为该铰链回转轴的中心，所以在整个步态周期是恒定的，不能很好地模拟正常人膝关节瞬心时变的特征，而从人体解剖学和运动学的角度分析，人体下肢膝关节在矢状面的运动包含大腿骨和小腿骨的相对转动和转动瞬心的移动，即实际上人体下肢膝关节运动有三个自由度。驱动方面，大部分下肢康复外骨骼采用电机或者液压驱动，通过齿轮传动直接安装在相应的驱动关节上，这使得机器人的局部质量变大，惯性力矩变大，不利于针对性的康复及患者穿戴。且中风病人的下肢承载能力本来就比正常人弱，质量及体积的大小程度也会影响其日常生活行动情况。针对上述缺点，急需要一款能够安装在患者身上，能够跟人体下肢膝关节运动相同或相近的高顺应性下肢康复外骨骼，且膝关节转动惯性力矩小，体积小，穿戴方便，使患者能够进行康复性行走或者能提供日常助力的轻巧型下肢外骨骼机器人。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术的步态周期恒定、不能很好地模拟正常人膝关节瞬心时变的特征及整体质量不平衡，不利于穿戴的问题，提供一种康复外骨骼机器人，使用四杆机构实现更高的运动顺应性，更加贴近人体膝关节在运动的时瞬心的变化情况，并且调整驱动装置的位置，使整体质量平衡，便于穿戴。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种康复外骨骼机器人，包括有大腿组件、小腿组件及腰部固定组件，大腿组件、小腿组件设于腰部固定组件的两侧，大腿组件与腰部固定组件连接，其中，大腿组件与小腿组件通过四杆机构连接，腰部固定组件设有驱动装置，大腿组件与小腿组件上设有转向组件，驱动装置通过传动构件与大腿组件与小腿组件上的转向组件连接。

本方案中，在腰部固定组件的两侧设有两腿配合的大腿组件、小腿组件，小腿组件、大腿组件及腰部固定组件依次连接，使用时固定在使用者身上。大腿组件与小腿组件通过四杆机构连接，四杆机构实现大腿骨和小腿骨相对运动的瞬心可变，实现更高的运动顺应性，更加贴近人体膝关节在运动的时瞬心的变化情况。在动力方面，腰部固定组件的驱动装置为传动构件提供动力，将驱动装置设置在使用者腰部位置，与传统的将电机与膝关节结合的方案相比，整体质量分布更加平衡，降低了膝关节位置的质量，减轻使用者负担，减小了下肢的转动惯量。传动构件将动力传输至大腿组件、小腿组件，并通过大腿组件与小腿组件上设有转向组件来实现传动构件的动力方向调节，与四杆机构相配合，实现运动顺应性更高的传动及驱动过程。

在一个实施方式中，四杆机构由大腿组件设有的大腿骨、小腿组件设有的小腿骨、直连杆和曲连杆组成，直连杆和曲连杆的两端分别与大腿骨和小腿骨转动连接。