[發明專利]一種單側下肢殘疾人士專用助力康復機器人

有效

• 申請號: 201710607664.8
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107411939B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 史小華;李澤宇;林賽;朱家增;廖梓宇
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;A61H3/00;A61H1/02;A63B23/04
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

本發明公開了一種單側下肢殘疾人士專用助力康復機器人，所述助力康復機器人具有被動模式、主動模式和阻抗模式三種操控模式；所述助力康復機器人包括腰帶部件、大腿套環、小腿套環、腳板部件、大腿部件、小腿部件、膝關節電機裝置、踝關節電機裝置、手柄部件、手柄連桿、手柄電機裝置、第一腿部連桿和第二腿部連桿；核心部分是由連桿部件和固定部件中的手柄部件、大腿部件、小腿部件、腰帶部件、腳板部件、第一腿部連桿和第二腿部連桿共同構成的一多連桿機構。本發明制作成本低，輕便并可用于鍛煉，適用于更多人群；在結構方面有較好的穩定性和安全性，設有限位裝置，可有效防止意外發生。

技術領域

本發明屬于醫療設備領域，涉及一種下肢康復用品，尤其是一種單側下肢殘疾人士專用助力康復機器人。

背景技術

國外最初進行外骨骼研究的主要目的是增強士兵的單兵作戰能力及負重能力等，以便減輕士兵的疲勞感等。后來逐漸在助行助力、輔助醫療等領域有了一定的發展。穿戴式下肢助力機器人是一種融合了機械設計、傳感技術以及控制技術等多學科的復雜系統，它不僅可以保護人體、支撐身體，還可以完成一定的任務，比如增強人體的運動機能等。與輪椅僅僅作為代步工具不同，助力機器人可用于輔助患有心腦血管疾病或神經系統疾病的患者進行康復訓練，幫助他們重新獲得步行能力。它可以在醫療機構甚至家中使用，能使患者盡早獲得獨立生活的能力。穿戴式助力機器人是助力外骨骼的一種，它可以使人和外骨骼協同工作，將人體的智力和機器的協調控制相結合，將人的智力控制加入到外骨骼的助力控制中，通過對外骨骼的助力控制與人的意識相結合，就可以完成人體自身很難完成或無法完成的動作。

現在鮮有針對單側下肢殘疾人士專用的可穿戴式下肢助力機器人。同時，由于可穿戴式下肢助力機器人的機械結構存在著體積和重量均偏大的問題，這在一定程度上影響了穿戴式下肢助力機器人的應用。現有穿戴式下肢助力機器人往往單純采用電力驅動或液壓驅動，模式單一，無法滿足不同殘疾程度人群的需要。因此，亟需研制用于單側下肢殘疾人士專門使用的穿戴式下肢助力機器人。

發明內容

本發明針對上述助力機器人的矯正功能和安全性能以及單側下肢殘疾人的迫切需求等急需解決的問題，旨在提供一種可通過多種控制模式的下肢助力康復機器人。針對驅動方法采用了包括被動模式、主動模式和阻抗模式在內的共計3種驅動方式，設計了一種單側下肢殘疾人士專用助力康復機器人。

本發明采用的技術方案如下：

一種單側下肢殘疾人士專用助力康復機器人，所述助力康復機器人具有被動模式、主動模式和阻抗模式三種操控模式；所述助力康復機器人由固定部件和連桿部件組成；所述固定部件包括腰帶部件1、大腿套環4、小腿套環7和腳板部件9，所述連桿部件包括大腿部件3、小腿部件6、膝關節電機裝置5、踝關節電機裝置8、手柄部件2、手柄連桿13、手柄電機裝置14、第一腿部連桿 11和第二腿部連桿12；核心部分是由連桿部件和固定部件中的手柄部件2、大腿部件3、小腿部件6、腰帶部件1、腳板部件9、第一腿部連桿11和第二腿部連桿12共同構成的一多連桿機構；

所述腰帶部件1與手柄部件2的一端以及大腿部件3的上端三者相鉸接于第一鉸接點；所述大腿部件3的下端與小腿部件6的上端相鉸接于第二鉸接點；所述小腿部件6的下端與所述腳板部件9相鉸接于第三鉸接點；所述手柄部件2 的另一端與手柄連桿13的一端鉸接，所述手柄連桿13的另一端和第二腿部連桿12鉸接，所述第一腿部連桿11嵌套在第二腿部連桿12的底部構成移動副；所述大腿部件3內側設有一滑道，所述第二腿部連桿12上設有一滑塊，與大腿部件3上的滑道構成移動副，所述滑塊鉸接于第二腿部連桿12；所述第一腿部連桿11、小腿部件6和腳板部件9鉸接于第三鉸接點；所述大腿部件3和小腿部件6上面分別設有大腿套環4和小腿套環7用于將人體下肢固定在機器人大腿部件3和小腿部件6上，在套環的內側設有彈性綁帶，用以提供約束力。