[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: 201210370645.5
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102846449A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 劉園園;彭安思;王燦;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，有些機器人的膝關節部件的驅動結構采用諧波減速器和盤式電機，這種膝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膝關節部件的驅動機構體積龐大不適合穿戴的問題，提供一種膝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，其中所述膝關節部件包括膝關節支撐件、固定在所述膝關節支撐件上且與所述大腿支撐部件固定連接的大腿連接件、第二驅動電機、第二螺旋副組件、第二連桿及與所述膝關節支撐件轉動連接的膝關節運動件，其中所述第二螺旋副組件包括第二螺旋軸和與第二螺旋軸螺旋連接的第二螺旋滑塊，所述第二螺旋軸的一端安裝在所述膝關節支撐件上，所述第二螺旋軸的另一端與所述第二驅動電機的輸出軸連接，所述第二連桿的兩端分別與所述第二螺旋滑塊和所述膝關節運動件轉動連接，所述膝關節運動件與所述小腿支撐部件固定連接。

在其中一個實施例中，還包括與所述第二螺旋滑塊滑動連接的第二導桿，所述第二導桿的一端固定在所述膝關節支撐件上。

在其中一個實施例中，還包括第三軸承、第二聯軸器、第二電機座及第四軸承，所述第三軸承和所述第二聯軸器安裝在第二電機座中，所述第四軸承安裝在所述膝關節支撐件中，所述第二螺旋軸的兩端分別安裝在第三軸承和第四軸承中。

在其中一個實施例中，所述第二電機座固定在所述膝關節支撐件的頂部，所述第二螺旋滑塊和所述第二連桿位于所述膝關節支撐件內部。

在其中一個實施例中，還包括與所述第二螺旋滑塊滑動連接的第二導桿，所述第二導桿的兩端分別固定在所述膝關節支撐件和所述第二電機座上。

在其中一個實施例中，還包括將所述第二螺旋滑塊與所述第二連桿轉動連接的第三連桿軸。

在其中一個實施例中，還包括第四連桿軸和膝關節運動件轉動軸，其中所述膝關節支撐件的底部設有第二樞接空腔，所述膝關節運動件的上部設有兩個樞接部，所述樞接部上分別設有通孔，所述兩個樞接部容納在所述第二樞接空腔中，所述第四連桿軸穿過其中一個樞接部上的通孔并將所述膝關節運動件與所述第二連桿轉動連接，所述膝關節運動件轉動軸穿過另一個樞接部上的通孔并將所述膝關節運動件與所述膝關節支撐件轉動連接。

在其中一個實施例中，還包括限位桿，所述膝關節支撐件的底部上開設有與所述樞接空腔連通的限位孔，所述限位桿定位在所述限位孔中并位于所述兩個樞接部之間。

在其中一個實施例中，還包括第一喉箍，所述大腿連接件呈管狀，所述大腿支撐部件包括插入到所述大腿連接件中的大腿支撐桿，所述第一喉箍將所述大腿連接件和所述大腿支撐桿固定在一起。

在其中一個實施例中，還包括第二喉箍，所述膝關節運動件的底部設有管狀部分，所述小腿支撐部件包括插入到所述管狀部分中的小腿支撐桿，所述第一喉箍將所述膝關節運動件和所述小腿支撐桿固定在一起。

上述便攜式可穿戴下肢康復及助行外骨骼機器人，其膝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

圖1為本實施方式外骨骼機器人的分解圖；

圖2至圖3為髖關節部件分解后各元件的結構示意圖；

圖4為髖關節部件中的腿部運動件與大腿支撐部件連接狀態的剖視圖；

圖5為髖關節部件組合后的剖視圖；

圖6為大腿支撐部件的分解圖；

圖7為大腿支撐桿的局部放大圖；

圖8至圖9為膝關節部件分解后各元件的結構示意圖；

圖10為膝關節部件組合后的剖視圖；

圖11為小腿支撐部件的分解圖；