[發明專利]可折展的外骨骼輪椅一體化移動輔助機器人

有效

• 申請號: 201611071887.9
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106420203B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 宋智斌;嚴盼輝;胡延松;田傳印;賈朝瑾;鄧向東
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61G5/04
• 分類號: A61G5/04;A61G5/10;A61G5/12;A61G5/14;A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 張金亭

技術領域

本發明涉及一種移動輔助機器人，特別是涉及一種可折展的外骨骼輪椅一體化移動輔助機器人。

背景技術

隨著社會的發展，我國已步入老齡化的社會。截止2014年底，我國60歲以上老年人口已經達到2.12億，占總人口的15.5％。并且老年人多數存在關節力量不足、腿腳不便等問題，其日常生活需要人來照料。另外我國存在著較大一部分比重的腦血管疾病患者，他們通常伴有偏癱和截癱癥狀，嚴重影響著下肢肢體運動。醫學研究表明，腦血管患者在病情穩定后，受損的神經系統將會進行自動修復，但自然恢復過程比較緩慢，并且難以痊愈。但有效的康復訓練可以使得神經系統功能重組和代償，加速神經系統的修復，使患者恢復運動能力。

國內外眾多科研人員對下肢康復機器人開展了研究，主要致力于實現輔助行走和康復訓練功能。從使用者的日常生活需求考慮，為使用者提供坐姿狀態下快速移動、輔助使用者站立功能與前面兩種功能具有同等的地位。因此開發出一種融合坐姿狀態下快速移動、輔助站立和輔助行走功能于一體的外骨骼輪椅一體化移動輔助機器人顯得急為迫切。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種具備坐姿狀態下快速移動、輔助站立和輔助行走功能于一體的可折展的外骨骼輪椅一體化移動輔助機器人。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種可折展的外骨骼輪椅一體化移動輔助機器人，包括左右對稱的兩個腳踏板、兩個小腿桿、兩個大腿桿和兩個腰桿，所述腳踏板通過踝關節連接在所述小腿桿的內側，所述小腿桿的上端與所述大腿桿的下端通過膝關節連接在一起，所述大腿桿和所述小腿桿均設有驅動電機，所述大腿桿的上端與所述腰桿的下端通過髖關節連接在一起，在所述大腿桿和所述小腿桿上均連接有腿部固定帶，在所述腰桿上連接有腰部固定帶，所述大腿桿的驅動電機為直線電機，所述直線電機安裝在所述腰桿和傳動桿之間，所述傳動桿的后端鉸接在大腿桿滑塊的外側，所述大腿桿滑塊安裝在所述大腿桿的外側；所述小腿桿的驅動電機為旋轉電機，所述旋轉電機固定在底桿上，所述旋轉電機通過錐齒輪組驅動后輪軸，在所述后輪軸上固接有小齒輪，所述小齒輪和大齒輪嚙合，所述大齒輪固裝在膝關節的外端，在所述大齒輪的外側設有底桿，所述底桿的上端轉動連接在所述后輪軸上，所述小腿桿設置在所述底桿的內側，在所述底桿和所述小腿桿之間設有小連桿，所述小連桿的上端鉸接在小腿桿滑塊的外側，所述小腿桿滑塊安裝在所述小腿桿的外側，所述小連桿的下端與所述底桿鉸接，所述底桿的下端與所述小腿桿的下端通過踝關節連接；在所述底桿和所述連桿之間設有平行鎖固結構，所述大腿桿滑塊和所述小腿桿滑塊通過位于其外側的大連桿連接，在所述腰桿和所述大腿桿之間設有轉動鎖固結構，在所述小腿桿滑塊和所述踝關節之間設有上移鎖固結構，在所述底桿上安裝有前輪和后輪，在所述前輪的前方設有萬向輪，所述萬向輪通過輪架與所述小腿桿滑塊連接，在兩個所述腰桿之間連接有靠背板，在兩個所述大腿桿之間連接有柔性椅座墊。

所述轉動鎖固結構包括固接在所述大腿桿上端外側的鎖銷座和開設在所述腰桿下端前側的鎖口，在所述鎖銷座上設有滑道，在所述滑道內從上至下依次設有鎖銷、彈簧和限位板，所述彈簧夾壓在所述限位板和所述鎖銷之間，所述鎖銷采用柔性鋼絲繩連接在大腿桿滑塊上；當所述腰桿和所述大腿桿垂直時，所述鎖銷插裝在所述鎖口內。

所述上移鎖固結構包括固接在所述小腿桿滑塊下方的鎖殼，在所述鎖殼內設有可伸縮的鎖舌，所述鎖舌以所述踝關節作為鎖栓，在所述鎖舌的后部設有回拉環。

當輔助機器人處于輪椅狀態時，所述后輪著地，所述前輪和/或所述萬向輪著地，所述小齒輪與所述大齒輪脫離，所述上移鎖固結構處于鎖固狀態，所述轉動鎖固結構處于鎖固狀態。

當輔助機器人處于外骨骼機器人狀態時，所述直線電機通過所述傳動桿帶動所述大腿桿繞所述髖關節轉動；所述平行鎖固結構處于鎖固狀態，所述旋轉電機帶動所述小腿桿繞所述膝關節轉動；當輔助機器人處于輔助站立狀態時，所述直線電機通過所述傳動桿帶動所述大腿桿滑塊向所述膝關節移動，帶動所述大連桿繞所述小腿桿滑塊轉動，進而推動所述大腿桿繞所述膝關節轉動。