[發明專利]一種輕量化腰椎輔助康復外骨骼機器人

有效

• 申請號: 201910332513.5
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110101544B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 遠桂方;鄭繼貴;郭喜彬;陳靚;李鵬飛;趙青
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種輕量化腰椎輔助康復外骨骼機器人，其特征在于：包括背部脊椎牽引機構(1)、腰部曲線牽引機構、腹部固定支撐機構(4)、脊椎康復外骨骼腿固定機構(5)、背部支撐機構(6)、脊椎外骨骼手持終端(8)和驅動控制盒(9)；

其中，腰部曲線牽引機構包括脊椎腰部仿生機構(2)、脊椎腰部驅動機構(7)及智能可調松緊腰帶(3)；背部支撐機構(6)自上而下設置有兩個滑動槽，背部脊椎牽引機構(1)滑動安裝于背部支撐機構(6)的上滑動槽中，脊椎腰部驅動機構(7)的上端滑動安裝于背部支撐機構(6)的下滑動槽中，脊椎腰部驅動機構(7)的下端固定在背部支撐機構(6)上；

智能可調松緊腰帶(3)固定在背部支撐機構(6)上，脊椎腰部仿生機構(2)頂端軸與脊椎腰部驅動機構(7)鉸接，脊椎腰部驅動機構(7)在驅動控制盒(9)的控制下，沿背部支撐機構(6)運動，引起脊椎腰部仿生機構(2)仿生變形，帶動穿戴者實現腰椎前后屈伸牽引運動訓練；

腹部固定支撐機構(4)與背部支撐機構(6)固連，脊椎康復外骨骼腿固定機構(5)對稱鉸接于腹部固定支撐機構(4)的左右兩側，脊椎外骨骼手持終端(8)掛在腹部固定支撐機構(4)的一側，驅動控制盒(9)安裝于腹部固定支撐機構(4)的背部；

背部脊椎牽引機構(1)在驅動控制盒(9)的控制下上下移動，實現腰椎以上人體載荷經過背部支撐機構(6)、腹部固定支撐機構(4)傳遞到脊椎外骨骼腿部固定機構(5)，對穿戴者實現腰椎上下牽引康復訓練。

2.根據權利要求1所述的一種輕量化腰椎輔助康復外骨骼機器人，其特征在于：背部脊椎牽引機構(1)包括肩膀固定帶(101)和肩膀固定帶牽引機電系統；

肩膀固定帶牽引機電系統包括第一驅動電機(102)、第一卷揚繩(103)和支撐彈簧(104)和第一拉壓傳感器(105)；其中第一驅動電機(102)安裝于腹部固定支撐機構(4)的背部；

第一卷揚繩(103)一端連接支撐彈簧(104)，另一端連接第一驅動電機(102)輸出端；支撐彈簧(104)的另一端和第一拉壓傳感器(105)一端連接，第一拉壓傳感器(105)另一端固定在背部支撐機構(6)上，第一卷揚繩(103)與支撐彈簧(104)連接后通過軸滑動安裝在背部支撐機構(6)上的上滑動槽內，軸兩端鉸接肩膀固定帶(101)，第一驅動電機(102)在驅動控制盒(9)的驅動指令控制下正反轉，帶動肩膀固定帶(101)上下移動，實現腰椎以上人體載荷經過背部支撐機構(6)、腹部固定支撐機構(4)傳遞到脊椎外骨骼腿部固定機構(5)，對穿戴者實現腰椎上下牽引康復訓練。

3.根據權利要求1所述的一種輕量化腰椎輔助康復外骨骼機器人，其特征在于：脊椎腰部仿生機構(2)包括仿生護腰版(201)、仿生腰椎體(202)、仿生椎間彈性體(203)和仿生骶骨(204)；

五塊仿生腰椎體(202)首尾鉸接串聯，相鄰兩個仿生腰椎體(202)之間放置仿生椎間彈性體(203)，位于底部的仿生腰椎體(202)鉸接有仿生骶骨(204)，所述仿生骶骨(204)鉸接在背部支撐機構(6)底部，仿生護腰版(201)貼于五塊首尾串聯的仿生腰椎體(202)表面，五塊首尾串聯的仿生腰椎體(202)通過頂端銷軸與脊椎腰部驅動機構(7)鉸接，且該頂端銷軸滑動安裝在背部支撐機構(6)的下滑動槽內。

4.根據權利要求3所述的一種輕量化腰椎輔助康復外骨骼機器人，其特征在于：所述脊椎腰部仿生機構(2)能夠在穿戴者帶動下實現左右展運動。