[發(fā)明專利]一種下肢康復(fù)機(jī)器人的機(jī)械腿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710251167.9
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107174476B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王洪波;嚴(yán)浩;翟清海;張亞軍;陳菲;張雷雷;田宇;吳少振
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

1.一種下肢康復(fù)機(jī)器人的機(jī)械腿，其包括髖關(guān)節(jié)傳動組件(1)、大腿調(diào)長組件(2)、膝關(guān)節(jié)傳動組件(3)、小腿調(diào)長組件(4)、踝關(guān)節(jié)傳動組件(5)和足底傳感組件(6)；所述髖關(guān)節(jié)傳動組件(1)包括髖關(guān)節(jié)支架(101)、設(shè)置在所述髖關(guān)節(jié)支架(101)底部的髖關(guān)節(jié)電機(jī)(102)、均與所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)(102)同軸連接的髖主動帶輪(104)和髖計量主動帶輪(105)、與所述髖計量主動帶輪(105)通過帶傳動連接的髖計量從動帶輪(106)、與所述髖計量從動帶輪(106)同軸設(shè)置的髖編碼器(103)、設(shè)置在所述髖關(guān)節(jié)支架(101)上部的髖從動帶輪(107)、與所述髖從動帶輪(107)同軸連接的髖減速器(108)、髖傳動軸(116)、連接在所述髖減速器(108)的輸出軸和髖傳動軸(116)之間的第一扭矩傳感器(115)以及與所述髖傳動軸(116)固定連接的髖旋轉(zhuǎn)板(111)；所述髖主動帶輪(104)與所述髖從動帶輪(107)通過帶傳動連接；所述大腿調(diào)長組件(2)包括：大腿支架(301)和第三電動推桿(210)，所述第三電動推桿(210)的固定端固定在大腿支架(301)上，輸出端與所述髖旋轉(zhuǎn)板(111)固定連接；所述膝關(guān)節(jié)傳動組件(3)包括：膝關(guān)節(jié)電機(jī)(313)、與所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)(313)同軸連接的膝主動帶輪(311)、通過同步帶傳動與所述膝主動帶輪(311)連接的膝從動帶輪(302)、與同步帶嚙合的膝計量帶輪(314)、與所述膝計量帶輪(314)同軸連接的膝編碼器(315)、與所述膝從動帶輪(302)同軸連接的膝減速器(303)、膝傳動軸(319)以及與連接在所述膝減速器(303)和所述膝傳動軸(319)之間的第二扭矩傳感器(320)；所述小腿調(diào)長組件(4)包括：與所述膝傳動軸(319)固定連接的小腿上支架(401)、可相對所述小腿上支架(401)移動的小腿下支架(405)、第二電動推桿(403)和電子尺(408)，所述第二電動推桿(403)的固定端和輸出端分別連接小腿上支架(401)和小腿下支架(405)，所述電子尺(408)的固定端和檢測端分別連接小腿上支架(401)和小腿下支架(405)；所述踝關(guān)節(jié)傳動組件(5)包括：與所述小腿下支架(405)固定連接的踝關(guān)節(jié)定子外套(508)、與所述踝關(guān)節(jié)定子外套(508)固定連接的踝減速器(510)、無框電機(jī)(504)和踝編碼器(501)，所述無框電機(jī)(504)的無框電機(jī)軸(507)與踝減速器(510)的輸入軸同軸連接，所述踝編碼器(501)與所述無框電機(jī)軸(507)同軸設(shè)置；所述足底傳感組件(6)包括：與踝減速器(510)連接的踝關(guān)節(jié)支架(601)、連接在所述踝關(guān)節(jié)支架(601)底部的踝關(guān)節(jié)底板(603)、腳踏板(605)和設(shè)置在所述踝關(guān)節(jié)底板(603)和腳踏板(605)之間的六維力傳感器(604)；

所述髖減速器(108)安裝在髖減速器座(109)內(nèi)，髖減速器(108)的輸出軸上同軸連接有髖定位板(114)，髖定位板(114)與第一扭矩傳感器(115)的內(nèi)圈固定連接，髖傳動軸(116)與第一扭矩傳感器(115)的外圈相連，髖傳動軸(116)通過軸承架設(shè)在髖傳動軸承座(110)上，髖旋轉(zhuǎn)板(111)上固定有髖關(guān)節(jié)滑軌(117)，與所述髖關(guān)節(jié)滑軌(117)相適配的髖關(guān)節(jié)滑塊與大腿支架(301)相固連；

所述膝關(guān)節(jié)傳動組件(3)還包括：用來張緊同步帶的第一張緊輪(304)和第二張緊輪(325)，所述第一張緊輪(304)和第二張緊輪(325)分別設(shè)置在高輪架(308)和矮輪架(310)上，所述膝減速器(303)的輸出軸固定連接有膝定位板(323)，所述第二扭矩傳感器(320)的外圈與所述膝定位板(323)固定，內(nèi)圈與所述膝傳動軸(319)固定；

所述小腿調(diào)長組件(4)還包括：固定在所述小腿上支架(401)上的滑軌和固定在所述小腿下支架(405)上的滑塊；

所述膝關(guān)節(jié)傳動組件(3)和所述踝關(guān)節(jié)傳動組件(5)均設(shè)有機(jī)械限位機(jī)構(gòu)和電氣限位機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述機(jī)械腿還包括髖關(guān)節(jié)變限位組件，所述髖關(guān)節(jié)變限位組件包括安裝在髖減速器(108)外殼上的定位環(huán)(201)、安裝在髖減速器(108)輸出軸上的髖定位板(114)、安裝在髖定位板(114)上的髖定位塊(204)和信號板(205)、可相對定位環(huán)(201)同軸滑動的止動環(huán)(208)和第三電動推桿(210)，所述定位環(huán)(201)與所述髖減速器(108)同軸心設(shè)置，所述定位環(huán)(201)上安裝有第一接近開關(guān)(202)，所述止動環(huán)(208)上安裝有第二接近開關(guān)(206)，所述第三電動推桿(210)的固定端連接在髖關(guān)節(jié)支架(101)上，輸出端與所述止動環(huán)(208)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下肢康復(fù)機(jī)器人的機(jī)械腿，其特征在于：所述踝關(guān)節(jié)傳動組件(5)還包括：與所述無框電機(jī)軸(507)同軸連接的電機(jī)出軸(503)和電機(jī)軸套(505)，所述無框電機(jī)(504)的定子通過膠粘與所述踝關(guān)節(jié)定子外套(508)固定，無框電機(jī)(504)的兩側(cè)還分別設(shè)置有非金屬件無框電機(jī)壓板(502)和絕緣板(506)；所述踝編碼器(501)設(shè)置在所述電機(jī)出軸(503)上；所述踝減速器(510)的輸出軸固定連接有踝定位板(511)上，踝定位板(511)與所述踝關(guān)節(jié)支架(601)固定連接。