[發明專利]一種便攜式可穿戴下肢外骨骼機器人

在審

• 申請號: 201810478312.1
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108578174A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 潘正源;王浩平;劉景逸;陳毅;韓帥帥
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種便攜式可穿戴下肢外骨骼機器人，包括腰部支撐板，髖關節組件、大腿支撐桿、膝關節組件、小腿支撐桿、足底支撐板；髖關節組件包括第一驅動電機、第一法蘭盤、第一減速器；支撐板下端兩側連接有第一法蘭盤；腰部支撐板與第一法蘭盤固連；第一驅動電機與第一法蘭盤外端面固連第一驅動電機與第一減速器相連；第一減速器固定在第一法蘭盤內；大腿支撐桿上端固連有第一轉盤，第一轉盤與第一減速器相連；第一驅動電機通過第一減速器帶動大腿支撐桿擺動；膝關節組件連接及工作方式與髖關節組件相似；大腿支撐桿、小腿支撐桿上均設有綁定機構；小腿支撐桿下端通過第一轉軸與足底支撐板相連，小腿支撐桿擺動帶動腳步擺動。本發明便攜性好、功能性強。

技術領域

本發明屬于醫療康復訓練機器人領域，特別是一種便攜式可穿戴下肢外骨骼機器人。

背景技術

我國人口老齡化問題日益嚴重，已成為老齡人口最多的國家，也是人口老齡化速度最快的國家之一，據聯合國統計，至本世紀中葉將有5億中國人口超過60歲，中國家庭和政府將面臨空前嚴峻的養老和醫療護理壓力。高齡人群由于機能老化，下肢行走能力衰退，給日常生活造成不便，偏癱、中風等疾病也會導致老年人行走障礙。從當代醫學理論和臨床醫學實踐證明，對肢體運動功能的恢復和提高，除了必要的醫療手段外，給予科學正確的康復性訓練相當重要。下肢外骨骼機構能夠有效地輔助患有以上疾病的患者進行康復性訓練，同時也能為下肢行動不便的老年人提供助力。

然而現存的下肢外骨骼機器人大多結構復雜且裝置笨重，同時其采用的動力源和傳感器設備眾多，導致控制難度大，穿戴不便，且不易攜帶，市場推廣性較差。專利申請號：201710405910.1公開了一種可穿戴下肢外骨骼機器人，該裝置卸下以后占據空間較大且不易放置，無法自主支撐，便攜性較差。專利申請號：201620012709.8公開了一種可折疊便攜式下肢外骨骼，由于該裝置采用了液壓驅動方式，而液壓缸具有容易泄露的缺點，同時零件較多，裝配復雜，不利于老年人使用，并且該可折疊外骨骼主要設計用于單兵作戰而不是日常助力，故不適于投入市場。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種便攜式可穿戴下肢外骨骼機器人，以解決現有機器人結構復雜，不便于穿戴、無法自主支撐且不便攜帶的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種便攜式可穿戴下肢外骨骼機器人，包括腰部支撐板，髖關節組件、大腿支撐桿、膝關節組件、小腿支撐桿、足底支撐板；

所述髖關節組件包括第一驅動電機、第一法蘭盤、第一減速器；所述支撐板下端兩側對稱連接有第一法蘭盤；所述腰部支撐板與第一法蘭盤固連；所述第一驅動電機與第一法蘭盤外端面固連；所述第一驅動電機與第一減速器相連；所述第一減速器固定在第一法蘭盤內；所述大腿支撐桿上端固連有第一轉盤，所述第一轉盤與第一減速器相連；所述第一驅動電機通過第一減速器帶動大腿支撐桿擺動；

所述膝關節組件包括第二驅動電機、第二法蘭盤、第二減速器；所述大腿支撐桿下端與第二法蘭盤固連；所述第二驅動電機與第二法蘭盤外端面固連；所述第二驅動電機與第二減速器相連；所述第二減速器固定在第二法蘭盤內；所述小腿支撐桿上端固連有第二轉盤，所述第二轉盤與第二減速器相連；所述第二驅動電機通過第二減速器帶動小腿支撐桿擺動；

所述大腿支撐桿、小腿支撐桿上均設有綁定機構；所述小腿支撐桿下端通過第一轉軸與足底支撐板相連，小腿支撐桿擺動，帶動腳步擺動。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

(1)本發明的便攜式可穿戴下肢外骨骼機器人，支撐架上設有安裝孔，以便將整個機器人與外部固定架固定，起支撐作用，同時也可便于患者直立狀態進行康復訓練。

(2)本發明結構設計簡潔，并具有模塊化的特點，大腿與小腿組件均可獨立拆卸并穿戴，相比現有的外骨骼機器人，結構上更加輕便，并且更易于對電機獨立控制。