[發明專利]便攜式可穿戴下肢康復及助行外骨骼機器人

有效

• 申請號: 201210370541.4
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102846448A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 王燦;彭安思;劉園園;正端;吳新宇;徐揚生
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，特別是涉及一種便攜式可穿戴下肢康復及助行外骨骼機器人。

背景技術

目前針對下肢功能障礙的康復治療主要依賴于治療師一對一或多對一的徒手訓練，難以實現高強度、有針對性和重復性的康復訓練要求，人工訓練的成本很高。

目前有關下肢康復訓練的機器人，就康復訓練模式主要有吊掛跑步式、坐臥式。就關節運動的驅動模式而言，主要有鏈條驅動式、氣動式、液壓驅動式等機械驅動模式。這些訓練模式或驅動模式，一個共同的特點是驅動機構體積龐大，不適合穿戴，更不具有便攜功能，且同時需要多位輔助人員進行輔助。例如，有些機器人在髖關節部件處采用四桿機構進行聯動，利用液壓缸進行驅動，這種髖關節部件的驅動機構體積龐大，不適合穿戴。

發明內容

基于此，有必要針對傳統下肢康復訓練的機器人的髖關節部件的驅動機構體積龐大不適合穿戴的問題，提供一種髖關節部件的驅動機構輕巧、適合穿戴、便于攜帶的便攜式可穿戴下肢康復及助行外骨骼機器人。

一種便攜式可穿戴下肢康復及助行外骨骼機器人，包括依次連接的髖關節部件、大腿支撐部件、膝關節部件、小腿支撐部件和踝關節腳部部件，其中所述髖關節部件包括髖關節支撐件、第一螺旋副組件、髖關節運動件、腿部運動件、第一連桿及第一驅動電機，所述第一螺旋副組件包括第一螺旋軸和與第一螺旋軸螺旋連接的第一螺旋滑塊，所述第一螺旋軸的一端安裝在髖關節支撐件中，所述第一螺旋軸的另一端與第一驅動電機的輸出軸連接，所述第一螺旋滑塊與第一連桿轉動連接，所述第一連桿同時與髖關節運動件轉動連接，并且所述髖關節支撐件、髖關節運動件及腿部運動件依次轉動連接；所述大腿支撐部件固定在所述腿部運動件上。

在其中一個實施例中，還包括與所述第一螺旋滑塊滑動連接的第一導桿，所述第一導桿固定在所述髖關節支撐件上。

在其中一個實施例中，所述髖關節運動件與所述髖關節支撐件轉動連接形成允許大腿向前擺動的自由度，所述腿部運動件與所述髖關節運動件轉動連接形成允許大腿側向擺動的自由度。

在其中一個實施例中，還包括髖關節轉動軸和腿部運動件轉動軸，其中所述髖關節支撐件的底部設有第一樞接空腔，所述髖關節運動件的上部容納在第一樞接空腔中并通過所述髖關節轉動軸與所述髖關節支撐件轉動連接；所述髖關節運動件的底部設有第一樞接槽，側部開設有第二樞接槽，所述腿部運動件設有容納在第一樞接槽中的凸臺，所述腿部運動件轉動軸穿過第二樞接槽將所述髖關節運動件與所述腿部運動件的凸臺轉動連接在一起。

在其中一個實施例中，還包括第一軸承、第一聯軸器、第一電機座及第二軸承，所述第一軸承和所述第一聯軸器安裝在第一電機座中，所述第二軸承安裝在所述髖關節支撐件中，所述第一螺旋軸的兩端分別安裝在所述第一軸承和所述第二軸承中。

在其中一個實施例中，所述第一電機座固定在所述髖關節支撐件上，所述第一螺旋滑塊和所述第一連桿位于所述髖關節支撐件內部。

在其中一個實施例中，還包括手柄、卡扣軸及彈簧，所述腿部運動件具有正面、側面及底面，其中所述側面和大腿向前的方向對應，所述側面上開設有側面凹槽，所述正面上開設有與所述側面凹槽連通的正面槽孔，所述底面上開設有底面安裝孔，其中卡扣軸可滑動地安裝在所述正面槽孔中，所述彈簧的一端固定在側面凹槽中，所述彈簧的另一端扣在所述卡扣軸上，所述手柄可轉動地安裝在所述腿部運動件上，所述手柄具有分別位于所述側面凹槽內外的推拉部及操作部，所述推拉部與所述彈簧相抵接；所述大腿支撐部件包括一端插入到所述底面安裝孔中的大腿支撐桿，所述大腿支撐桿上開設有與所述卡扣軸卡扣配合的防脫槽，所述手柄轉動時壓縮彈簧并帶動所述卡扣軸與所述防脫槽達成或解除卡扣配合，所述大腿支撐桿的另一端與所述膝關節部件固定連接。

在其中一個實施例中，還包括手柄轉軸和彈簧軸，所述正面上還開設有正面固定孔，所述手柄通過所述手柄轉軸與所述正面固定孔的配合可轉動地安裝在所述腿部運動件上，所述彈簧軸固定在所述側面凹槽中，所述彈簧的兩端分別扣住所述卡扣軸和所述彈簧軸。

在其中一個實施例中，所述推拉部上設有開槽，所述彈簧的一端穿過所述開槽并扣在所述卡扣軸上。

在其中一個實施例中，所述大腿支撐桿還設有與所述手柄的操作部卡扣配合的止轉槽。

上述便攜式可穿戴下肢康復及助行外骨骼機器人，髖關節部件采取電機驅動螺旋副帶動連桿的方式，進而帶動關節運動，電機及螺旋副組成的驅動機構體積輕巧，適合穿戴且便于攜帶。

附圖說明