[發(fā)明專利]人體下肢外骨骼助行康復(fù)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410827881.4
• 申請(qǐng)日: 2015-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN104490568A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳殿生;寧萌;張本光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H3/00
• 分類號(hào): A61H3/00;A61H1/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種下肢外骨骼助行康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，包括：外骨骼本體和拐杖模塊；其中，所述外骨骼本體包括腰部后背運(yùn)動(dòng)及支撐架模塊、髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊、膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊、踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊，其中：所述外骨骼下肢由髖部桿、大腿桿、小腿桿和足部桿依次串聯(lián)構(gòu)成，所述髖部桿和所述大腿桿鉸接構(gòu)成髖關(guān)節(jié)，所述大腿桿和所述小腿桿鉸接構(gòu)成膝關(guān)節(jié)，所述小腿桿和所述足部桿鉸接構(gòu)成踝關(guān)節(jié)；膝部電動(dòng)推桿的兩端分別與大腿下桿和所述小腿上桿鉸接，踝部電動(dòng)推桿的兩端分別與小腿下桿和足部桿的后端鉸接，拐杖模塊結(jié)構(gòu)上獨(dú)立于外骨骼本體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢外骨骼助行康復(fù)機(jī)器人，其特征是，所述的腰部后背運(yùn)動(dòng)模塊及支撐架模塊包括：腰部支撐、支架支撐板、支架立板、支架底板、伺服電機(jī)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、連桿、背部搖桿和定位螺栓，其中：背部曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的搖桿固定，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿往復(fù)擺動(dòng)，從而帶動(dòng)與該連桿相連的背部搖桿上下擺動(dòng)。同時(shí)背部搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)副還是空間四桿機(jī)構(gòu)的輸入端，從而實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)在矢狀面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。兩側(cè)機(jī)構(gòu)完全對(duì)稱，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)髖關(guān)節(jié)的往復(fù)交替運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢外骨骼助行康復(fù)機(jī)器人，其特征是，所述的髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊包括：髖關(guān)節(jié)、大腿桿件、大腿桿件尼龍綁帶、定位螺栓、髖關(guān)節(jié)限位機(jī)構(gòu)、髖關(guān)節(jié)角度傳感器、空間四連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、銷釘、大腿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其中：大腿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)大腿桿件對(duì)應(yīng)部分的長(zhǎng)度，并用定位螺栓鎖緊，髖關(guān)節(jié)上的限位機(jī)構(gòu)連接于髖關(guān)節(jié)上，通過(guò)限位機(jī)構(gòu)來(lái)限制髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的極限位置，銷釘用來(lái)定位髖關(guān)節(jié)限位機(jī)構(gòu)的位置，角度傳感器安裝在髖關(guān)節(jié)的外側(cè)，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度反饋值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢外骨骼助行康復(fù)機(jī)器人，其特征是，所述的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊包括：電動(dòng)推桿、膝關(guān)節(jié)、小腿桿件、小腿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、定位螺栓、小腿桿件尼龍綁帶、膝關(guān)節(jié)限位機(jī)構(gòu)、膝關(guān)節(jié)角度傳感器，其中：膝部電動(dòng)推桿的兩端分別與大腿下桿和所述小腿上桿鉸接，通過(guò)控制電動(dòng)推桿的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)膝關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)，小腿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)小腿桿件對(duì)應(yīng)部分的長(zhǎng)度，并用定位螺栓鎖緊，膝關(guān)節(jié)上的限位機(jī)構(gòu)連接于膝關(guān)節(jié)上，通過(guò)限位機(jī)構(gòu)來(lái)限制膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的極限位置，銷釘用來(lái)定位膝關(guān)節(jié)限位機(jī)構(gòu)的位置，角度傳感器安裝在膝關(guān)節(jié)的外側(cè)，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度反饋值，小腿桿件尼龍綁帶固定在小腿上，小腿的一端通過(guò)軸承連接與腳部相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢外骨骼助行康復(fù)機(jī)器人，其特征是，踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊包括：電動(dòng)推桿、踝關(guān)節(jié)、足托、足部桿件、足底拉簧、關(guān)節(jié)鉸鏈、銷軸、足底關(guān)節(jié)、定位螺栓、踝關(guān)節(jié)限位機(jī)構(gòu)、踝關(guān)節(jié)角度傳感器、足底壓力傳感器，其中：踝部電動(dòng)推桿的兩端分別與小腿下桿和踝部后端鉸接，通過(guò)控制電動(dòng)推桿的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)踝關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)，踝關(guān)節(jié)上的限位機(jī)構(gòu)連接于踝關(guān)節(jié)上，通過(guò)限位機(jī)構(gòu)來(lái)限制踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的極限位置，銷釘用來(lái)定位踝關(guān)節(jié)限位機(jī)構(gòu)的位置，角度傳感器安裝在踝關(guān)節(jié)的外側(cè)，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度反饋值，腳底壓力傳感器安裝于足托，用來(lái)檢測(cè)腳底壓力的變化情況，踝部尼龍綁帶固定在踝部桿件上，足底拉簧安裝在足部關(guān)節(jié)下面，用于足部關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生回復(fù)力，內(nèi)翻/外翻運(yùn)動(dòng)采用被動(dòng)自由度，通過(guò)鉸鏈和銷軸連接。