[发明专利]一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置

摘要

本发明公开了一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置，具体涉及一种用于辅助行走的下肢外骨骼机器人，所述交互力参数测量依靠交互力传感器完成，包括大腿交互力传感器和小腿交互力传感器。以大腿为例，传感器一面固定在大腿的内侧，传感器另一面的测量区固定有柔性绑带，柔性绑带用来固定下肢伤者的大腿，在外骨骼带动患者运动时，即可测量人与外骨骼之间的交互力。交互力信息与关节角度信息和足底压力信息都将作为外骨骼的控制数据集中处理，对不同的患者以及不同的情况，进行外骨骼的调整，使患者穿戴本辅助行走外骨骼更加舒适，也方便掌握了解患者的身体状况，为康复训练提供方便。

主权项

一种适用于下肢康复外骨骼机器人的具有交互力参数测量的腿部装置，其特征在于：腿部装置包括左腿组件与右腿组件。右腿组件包括右髋关节(13A)、右大腿(10A)、右膝关节(15A)、右小腿(8A)、右踝关节和右足部(9A)。右大腿(10A)通过右髋关节(13A)与右腰部弯曲板(6A)连接，右髋关节(13A)通过转轴连接，可以实现右大腿(10A)的前后摆动，同时右髋关节轴连接电位计，可以获得右髋关节(13A)的角度参数，右髋关节(13A)通过右髋关节液压缸(7A)进行驱动，右髋关节液压缸(7A)一端固定在右腰部弯曲版(6A)，另一端固定在右大腿(10A)，右大腿伸缩杆的长度调整可以实现右大腿(10A)的长度调整，右大腿(10A)内侧固定有右大腿交互力传感器(11A)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的大腿，实现右大腿(10A)处交互力的测量，右大腿(10A)与右小腿(8A)通过右膝关节(15A)连接，实现右小腿(8A)相对于右大腿(10A)的前后摆动，同时右膝关节轴连接电位计，可以获得右膝关节(15A)的角度参数，右膝关节(15A)通过右膝关节液压缸(14A)进行驱动，右膝关节液压缸(14A)一端固定在右大腿(10A)，另一端固定在右小腿(8A)，右小腿(8A)内侧固定有右小腿交互力传感器(12A)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的小腿，实现右小腿(8A)处交互力的测量，右小腿(8A)下端伸缩杆的长度调整可以实现右小腿(8A)的长度调整，右小腿(8A)与右踝关节和足部为固定连接，即右踝关节不设自由度，右足部脚掌与足底分开设计，中间嵌有压力传感器，可以获得下肢患者的右足底压力信号，右足底为橡胶材料。左腿组件包括左髋关节(13B)、左大腿(10B)、左膝关节(15B)、左小腿(8B)、左踝关节和左足部(9B)。左大腿(10B)通过左髋关节(13B)与左腰部弯曲板(6B)连接，左髋关节(13B)通过转轴连接，可以实现左大腿(10B)的前后摆动，同时左髋关节轴连接电位计，可以获得左髋关节(13B)的角度参数，左髋关节(13B)通过左髋关节液压缸(7B)进行驱动，左髋关节液压缸(7B)一端固定在左腰部弯曲版(6B)，另一端固定在左大腿(10B)，左大腿伸缩杆的长度调整可以实现左大腿(10B)的长度调整，左大腿(10B)内侧固定有左大腿交互力传感器(11B)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的大腿，实现左大腿(10B)处交互力的测量，左大腿(10B)与左小腿(8B)通过左膝关节(15B)连接，实现左小腿(8B)相对于左大腿(10B)的前后摆动，同时左膝关节轴连接电位计，可以获得左膝关节(15B)的角度参数，左膝关节(15B)通过左膝关节液压缸(14B)进行驱动，左膝关节液压缸(14B)一端固定在左大腿(10B)，另一端固定在左小腿(8B)，左小腿(8B)内侧固定有左小腿交互力传感器(12B)，交互力传感器表面的测量区固定柔性绑带，绑带固定下肢伤者的小腿，实现左小腿(8B)处交互力的测量，左小腿(8B)下端伸缩杆的长度调整可以实现左小腿(8B)的长度调整，左小腿(8B)与左踝关节和足部为固定连接，即左踝关节不设自由度。左足部脚掌与足底分开设计，中间嵌有压力传感器，可以获得下肢患者的左足底压力信号，左足底为橡胶材料。