[發明專利]一種連桿式下肢外骨骼康復機器人

有效

• 申請號: 201710365590.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107260483B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 黃劍;黃章波;涂細凱;張海濤;熊蔡華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

1.一種連桿式下肢外骨骼康復機器人，包括跑步機(4)、氣動肌肉框架(1)、傳動裝置(2)和下肢外骨骼(3)，其特征在于；

所述氣動肌肉框架(1)設置于所述跑步機(4)的兩側，包括大腿轉軸(1-2)、小腿轉軸(1-3)、髖關節軸(1-4)、氣動肌肉(1-5)和支撐架(1-6)，所述支撐架(1-6)通過螺栓與所述跑步機(4)連接，所述大腿轉軸(1-2)通過兩個軸承座固定于所述支撐架(1-6)頂部橫梁的一側，所述小腿轉軸(1-3)通過兩個軸承座固定于支撐架(1-6)頂部橫梁的另一側，所述大腿轉軸(1-2)和小腿轉軸(1-3)的中間位置均設有氣動肌肉轉臂(1-1)，所述氣動肌肉轉臂(1-1)兩端各鉸接有一根氣動肌肉(1-5)，所述髖關節軸(1-4)通過軸承座固定于所述支撐架(1-6)的外側；

所述傳動裝置(2)包括大腿傳動機構和小腿傳動機構，所述大腿傳動機構由大腿轉臂(2-1)、大腿連桿(2-2)和大腿骨架(2-7)構成平行四連桿機構；所述小腿傳動機構包括兩個四連桿機構，第一四連桿機構包括小腿轉臂(2-3)、第一小腿連桿(2-4)和三角塊(2-5)，第二四連桿機構包括三角塊(2-5)、第二小腿連桿(2-6)、膝關節短連桿(2-8)和大腿骨架(2-7)；

所述下肢外骨骼(3)通過所述傳動裝置(2)與所述氣動肌肉框架(1)實現連接，包括大腿部分、膝關節和小腿部分，用于與穿戴者的大腿和小腿部分固定，所述氣動肌肉(1-5)充氣拉緊并根據穿戴者運動意圖帶動所述大腿轉軸(1-2)和小腿轉軸(1-3)轉動，進而帶動所述髖關節軸(1-4)和膝關節轉動，實現行走康復的動作。

2.根據權利要求1所述的一種連桿式下肢外骨骼康復機器人，其特征在于，所述大腿部分和所述小腿部分結構相同，包括大腿骨架(3-1)、滑軌(3-2)、滑塊(3-3)、傳感器固定座(3-4)和小腿骨架(3-7)；

其中，所述大腿骨架(3-1)與所述髖關節軸(1-4)過盈配合，所述滑軌(3-2)通過螺釘固定于大腿骨架(3-1)和小腿骨架(3-7)上，所述滑塊(3-3)設于所述滑軌(3-2)的表面上，并穿過所述傳感器固定座(3-4)，用于帶動所述傳感器固定座(3-4)在所述滑軌(3-2)上滑動。

3.根據權利要求1或2所述的一種連桿式下肢外骨骼康復機器人，其特征在于，所述膝關節包括兩個平行四連桿機構，所述平行四連桿機構包括多個膝關節長連桿(3-6)，所述平行四連桿機構之間設有膝關節三角塊(3-5)，所述膝關節三角塊(3-5)通過所述平行四連桿機構與所述大腿骨架(3-1)和小腿骨架(3-7)實現連接。

4.根據權利要求2所述的一種連桿式下肢外骨骼康復機器人，其特征在于，所述傳感器固定座(3-4)的一側通過螺釘與懸臂梁傳感器(3-9)連接，所述懸臂梁傳感器(3-9)的端部設有導柱固定座(3-11)，所述導柱固定座(3-11)開有通孔，用于安放導柱(3-8)，所述導柱(3-8)為圓柱形結構，用于將綁帶滑塊(3-10)套設于其上，所述綁帶滑塊(3-10)可在導柱(3-8)上滑動。

5.根據權利要求1或2所述的一種連桿式下肢外骨骼康復機器人，其特征在于，所述三角塊(2-5)和第二小腿連桿(2-6)之間、大腿骨架(2-7)和小腿長連桿(2-8)之間以及所述大腿連桿(2-2)與大腿轉臂(2-1)之間均安裝有角度傳感器(4-3)。

6.根據權利要求5所述的一種連桿式下肢外骨骼康復機器人，其特征在于，所述角度傳感器(4-3)的外殼通過螺釘與傳感器支架(4-2)連接，所述傳感器支架(4-2)用于與所述大腿連桿(2-2)、大腿骨架(2-7)或三角塊(2-5)實現連接；所述角度傳感器(4-3)的轉軸通過銷軸與所述大腿轉臂(2-1)、小腿長連桿(2-8)或第二小腿連桿(2-6)實現連接。

7.根據權利要求1或2所述的一種連桿式下肢外骨骼康復機器人，其特征在于，所述氣動肌肉轉臂(1-1)和底板(1-9)上對應每根所述氣動肌肉(1-5)都留有三個安裝孔位，用于調節所述氣動肌肉(1-5)與對應轉軸的轉動力臂。