[发明专利]一种刚柔耦合的下肢外骨骼的穿戴康复机器人

说明书

本文提出一种刚柔耦合的下肢外骨骼穿戴式康复机器人，主要由两个对称的髋部装置、膝部装置、踝部装置以及外框架和跑步机五部分组成，主要针对下肢运动障碍人员后期康复应用。本文所提刚柔耦合的下肢外骨骼穿戴式康复机器人除了具备人体下肢三关节相应自由度运动意外，还特意在下肢三关节提出了柔性结构进行上下肢体的连接，通过相应关节的弹簧结合减震器进行关节压力减小，用以模拟人体运动时关节软骨所起到的缓冲作用，除此以外还进行了相应的肢体延展设计用以适应不同身高的人进行相应训练。

技术领域

本发明涉及到一种康复医疗器械，具体的说是一种结构简单、符合人体结构、使用方便的穿戴式下肢康复机器人。

背景技术

众所周知，我国人口的老龄化日益加剧，而且各种心脑血管疾病的发病率的大幅度上升导致患者在康复之后存在不同程度的肢体瘫痪，尤其是偏瘫患者所占比重较大；伴随着我国经济水平的提高，人们的生活水平日益提高，家有汽车的数量不断上升，从而导致交通事故的发生率不断增高，因交通事故导致肢体不能正常行走的人数越来越多。目前传统的治疗方式是一名治疗师只能同时对一名患者进行康复训练,整个训练过程是建立在康复护理人员观察的基础上, 既不能保证训练效果,也无法满足患者的康复需求。

康复机器人是辅助肢体运动功能障碍患者完成临床上要求的康复训练内容,并能向患者和治疗师提供反馈信息的辅助康复治疗自动化设备。机器人与人在同一个作业空间内带动患肢完成各种运动功能的康复训练,使患肢逐渐恢复失去的运动功能。

尽管现在已经出现了各种各样的下肢康复机器人，但是仍然存在下列的缺点和不足：(1)下肢康复机器人的结构不符合人体实际结构、不同体型的人穿戴之后的舒适度；(2)下肢康复机器人的功能单一，造价昂贵；(3)下肢康复机器人在康复过程中不考虑康复的合理性，容易对患肢造成二次伤害。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种刚柔耦合的穿戴式下肢康复机器人。

针对相应的技术问题提出的解决方案是：一种下肢外骨骼的穿戴式康复机器人，分别由两个对称的髋部装置、膝部装置、踝部装置以及外框架和跑步机组成。

所述髋部装置包括第一腿部驱动装置、第二腿部驱动装置、大腿部件、腰部部件；所述髋部装置上端与腰部的两个连髋部件铰接，所述髋部装置下端分别和大腿铰接，铰接处安装第一腿部驱动装置和第二腿部驱动装置，驱动大腿部件沿大腿部件长度方向扭转。

所述膝部装置包括第三腿部驱动装置、第四腿部驱动装置、小腿部件；所述膝部装置上端和大腿下端铰接，铰接位置那幢第三腿部驱动装置和第四腿部驱动装置，驱动小腿部件沿小腿部件长度方向扭转，所述膝部装置下端和小腿上端刚接。

所述踝部装置包括脚部驱动装置、底座、底板；所述底座和底板固定，底座与踝部装置下端铰接，铰接处安装脚部驱动装置驱动脚部转动，踝部装置上端与小腿下端刚接。

所述外框架中间连杆下端与腰部部件刚接，跑步机位于脚部下面。

与现有技术相比，本发明的显著优势是：

(1)本发明可针对不同的穿戴者具有良好的适应性：通过大小腿部件的调节可以满足不同大小腿长度的穿戴者对于舒适度的需要；

(2)本发明髋部装置模拟人体髋关节转动时人大腿在矢状面内的运动，同时在髋部装置上设计的减震机构用来模拟髋关节上关节软骨的减震作用，使本机构更加拟人化，同时提高整个机构的合理性；

(3)本机构将髋、膝、踝三个下肢关节全部考虑到，对三个关节都设计了相应的减震机构用来模拟人体相对应的关节软骨，致使运动的时候更加有利用人体康复；

(4)本发明结构简单，容易实现，具有实际的应用价值。

附图说明

图1是本发明的刚柔耦合的穿戴式下肢康复机器人的结构示意图。