[发明专利]基于外骨骼的穿戴式下肢康复机器人

摘要

本发明公开了一种基于外骨骼的穿戴式下肢康复机器人，包括腰部装置、两个左右对称的腿部装置和两个左右对称的足部装置；腰部装置穿戴在人体腰间部位，包括腰部支撑部件、腰部驱动装置、腰部运动部件、腰带和连腿件；腿部装置与腰部装置铰接，并通过柔性绑带与人体腿部绑紧，包括腿部驱动装置、大腿部件和小腿部件；足部装置穿戴在人体脚部，与腿部装置的底端铰接，包括足部驱动装置、脚支架和底板。本发明用于帮助病患或者老人完成腰部运动在内的下肢康复训练，提高下肢康复训练效果，其结构简单紧凑，便于穿戴，通过调节机构可以满足不同体型的人群，适用范围广泛，且腰部机构可以满足不同步速下的腰部运动规律。

主权项

一种基于外骨骼的穿戴式下肢康复机器人，其特征在于，包括腰部装置(1)、两个左右对称的腿部装置(2)和两个左右对称的足部装置(3)；所述腰部装置(1)包括腰部支撑部件(4)、第一腰部驱动装置(5‑1)、第二腰部驱动装置(5‑2)、第三腰部驱动装置(5‑3)、腰部运动部件(6)、腰带(7)、第一连腿件(8‑1)和第二连腿件(8‑2)，所述腰部支撑部件(4)的两端分别与第一连腿件(8‑1)和第二连腿件(8‑2)铰接，铰接处分别安装第二腰部驱动装置(5‑2)和第三腰部驱动装置(5‑3)，驱动第一连腿件(8‑1)和第二连腿件(8‑2)转动，所述腰部运动部件(6)安装于腰部支撑部件(4)上，腰部运动部件(6)的末端与腰带(7)相连，通过第一腰部驱动装置(5‑1)驱动腰带(7)模拟人体步行时的骨盆运动；所述腿部装置(2)包括第一腿部驱动装置(9‑1)、第二腿部驱动装置(9‑2)、第三腿部驱动装置(9‑3)、大腿部件(10)和小腿部件(11)；所述大腿部件(10)与腰部的第一连腿件(8‑1)或第二连腿件(8‑2)铰接，铰接处安装第二腿部驱动装置(9‑2)驱动大腿部件(10)转动，所述小腿部件(11)与大腿部件(10)的底端铰接，铰接处安装第三腿部驱动装置(9‑3)驱动小腿部件(11)转动，所述第一腿部驱动装置(9‑1)安装于大腿部件(10)上，带动大腿部件(10)沿大腿部件(10)长度方向扭转；所述足部装置(3)包括足部驱动装置(12)、脚支架(13)和底板(14)；所述脚支架(13)和底板(14)固定，所述底板(14)与小腿部件(11)的底端铰接，铰接处安装足部驱动装置(12)驱动足部装置(3)转动；所述腰部支撑部件(4)包括中间支撑件(4‑1)、第一滑动件(4‑2)和第二滑动件(4‑3)，所述第一滑动件(4‑2)和第二滑动件(4‑3)在中间支撑件(4‑1)的槽中滑动，并通过螺栓固定连接，所述第一滑动件(4‑2)和第二滑动件(4‑3)分别与第一连腿件(8‑1)和第二连腿件(8‑2)铰接，铰接处安装第二腰部驱动装置(5‑2)和第三腰部驱动装置(5‑3)，驱动第一连腿件(8‑1)和第二连腿件(8‑2)转动；所述腰部运动部件(6)包括小锥齿轮(6‑1)、大锥齿轮轴(6‑2)、滑动头(6‑3)、后嵌套(6‑4)、连杆(6‑5)、中心移动件(6‑6)、连接件(6‑7)、小锥齿轮轴(6‑8)、第一滑动杆(6‑9)、第二滑动杆(6‑10)、第一嵌套(6‑11)和第二嵌套(6‑12)；所述腰部运动部件(6)通过中心移动件(6‑6)与中间支撑件(4‑1)滑动连接，第一腰部驱动装置(5‑1)安装在小锥齿轮(6‑1)上，小锥齿轮(6‑1)与大锥齿轮轴(6‑2)啮合，滑动头(6‑3)与大锥齿轮轴(6‑2)的曲柄滑动连接，后嵌套(6‑4)由滑动头(6‑3)带动作左右平动，通过与中间支撑件(4‑1)滑动连接的连杆(6‑5)将平动传递给与连杆(6‑5)铰接的中心移动件(6‑6)，中心移动件(6‑6)在中间支撑件(4‑1)的滑槽内左右滑动，所述小锥齿轮轴(6‑8)与连接件(6‑7)铰接，同时还与大锥齿轮轴(6‑2)啮合，所述第一滑动杆(6‑9)和第二滑动杆(6‑10)均与小锥齿轮轴(6‑8)滑动连接，小锥齿轮轴(6‑8)分别带动第一滑动杆(6‑9)和第二滑动杆(6‑10)转动，第一嵌套(6‑11)和第二嵌套(6‑12)分别由第一滑动杆(6‑9)和第二滑动杆(6‑10)带动作上下平动；所述腰带(7)与中心移动件(6‑6)通过圆柱副连接，并由第一嵌套(6‑11)和第二嵌套(6‑12)的上端支撑，腰带(7)通过柔性绑带系在人体腰间部位。