[發明專利]一種外骨骼可穿戴式下肢康復訓練機器人裝置

無效

• 申請號: 201210168601.4
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102670377A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 王強;石磊;宋利平;秦小嶼;王和順;周平;張詩德
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: A61H1/00
• 分類號: A61H1/00;A61H1/02;A63B23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種醫療康復訓練機器人裝置，特別是涉及一種外骨骼可穿戴式下肢康復訓練機器人裝置。

背景技術

?據統計，我國60歲以上的老年人已有1.2億，占全國人口的10%。伴隨老齡化過程中明顯的生理衰退，老年人四肢的靈活性將不斷下降，進而對日常生活產生了種種不利的影響。此外，由于戰爭、工傷、交通事故、疾病、災難等原因造成神經損傷或者肢體損傷的患者也在顯著增加。與之相對的是：人工護理成本逐年增加；用于醫療康復的設備功能單一，價格昂貴。醫療康復設備與患者需求之間的矛盾已日漸突出。因此，服務于四肢的康復設備的研究和應用有著廣闊的發展前景。

下肢康復訓練機器人是根據康復醫學理論和人機合作機器人原理，通過一套計算機控制下的走步狀態控制系統，使患者模擬正常人的步伐規律作康復訓練運動，鍛煉下肢的肌肉，恢復神經系統對行走功能的控制能力，達到恢復走路機能的目的。雖然已經出現了一些下肢康復機器人，但大多存在一些缺陷。現有的下肢康復機器人存在的主要缺陷有：結構復雜，體積龐大，過于笨重，而且功能單一，價格昂貴，不能很好地滿足實際應用的需要，不利于康復訓練技術的推廣。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種醫療康復訓練機器人裝置，特別是涉及一種外骨骼可穿戴式下肢康復訓練機器人裝置。該裝置結構簡單，體積小，功能全，成本低，安全舒適，訓練效率高，能起到理療和康復下肢髖、膝、踝關節的作用。

本發明的技術方案：一種醫療康復訓練機器人裝置，特別是涉及一種外骨骼可穿戴式下肢康復訓練機器人裝置。本裝置的機構為可調機構，且基于擬人化設計，能模擬人體下肢的運動方式，能調整構件尺寸以適應人體下肢的長短差異。本裝置主要包括左支撐架、右支撐架、前夾腰板、后夾腰板、大腿外套、小腿外套、連接板、腳踏板、腳趾板、氣缸、銷軸、緊定螺釘、螺栓、彈簧片等，其特征在于：前夾腰板、后夾腰板與大腿外套構成3-RPS并聯機構，小腿外套與腳踏板構成2自由度空間六桿機構，整個裝置是通過大腿外套與小腿外套之間的轉動副將兩部分串聯而成的串并混聯機構。由于前夾腰板、后夾腰板與大腿外套構成了3-RPS并聯機構，能夠實現大腿在一定范圍內到任意位置運動的康復訓練。人體穿上本裝置后，單側下肢可實現7個自由度的運動，即實現髖關節3個轉動、膝關節1個轉動、踝關節2個轉動、腳趾關節1個轉動，其中腳趾關節為隨動，其余為助動。左、右支撐架上均有多孔，便于吊起該裝置、連接控制系統等。左支撐架與右支撐架之間、右支撐架與后夾腰板之間、前夾腰板與后夾腰板之間，均采用緊定螺釘連接與調節，以實現無級調距，以適應不同的人體的背部、腰部尺寸，提高舒適度等。大腿外套與小腿外套之間通過連接板和螺栓來連接，通過改變螺栓在連接板上的位置來調節大腿外套與小腿外套之間的距離，以適應不同人體的腿部尺寸。根據人體步行特征，腳踏板與腳趾板之間通過銷軸連接，且腳踏板與腳趾板裝有彈簧片，以提高裝置的擬人化程度。

?有益效果：本裝置主要包括左支撐架、右支撐架、前夾腰板、后夾腰板、大腿外套、小腿外套、連接板、腳踏板、腳趾板、氣缸、銷軸、緊定螺釘、螺栓、彈簧片等。前夾腰板、后夾腰板與大腿外套構成3-RPS并聯機構，小腿外套與腳踏板構成2自由度空間六桿機構，整個裝置是通過大腿外套與小腿外套之間的轉動副將兩部分串聯而成的串并混聯機構。本裝置結構簡單，體積小，功能全，成本低，安全舒適，訓練效率高，能起到理療和康復下肢髖、膝、踝關節的作用。本裝置可用于神經損傷或者肢體損傷的患者做下肢體康復訓練，也可用于健康老年人的體育鍛煉。

附圖說明

圖1?外骨骼可穿戴式下肢康復訓練機器人裝置結構圖

1-左支撐架，2-緊定螺釘，3-右支撐架，?4、5-緊定螺釘，6-后夾腰板，7、8、9-銷軸，10-氣缸，11-銷軸，12-氣缸，13-銷軸，14-連接板，15-螺栓，16-銷軸，17-氣缸，18-腳踏板，19-銷軸，20-腳趾板，21-氣缸，22-小腿外套，?23?-螺栓，24-連接板，25-銷軸，26-大腿外套，27、28-氣缸，29-緊定螺釘，30-前夾腰板。

圖2左支撐架、右支撐架與后夾腰板連接三維局部圖。

圖3?前夾腰板和后夾腰板連接三維局部圖。

圖4大腿外套與小腿外套連接三維局部圖。

圖5?腳踏板與腳趾板連接三維局部圖

31-彈簧片。

?具體實施方式