[發明專利]一種可調心的球面髖關節并聯康復機器人

有效

• 申請號: 202010964051.1
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN111973407B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 趙耀虹;王吉昌;龐國旺;李龍飛
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;A61H1/02
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 程小娟

1.一種可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，包括用于套設在人體腰部的腰部固定部、用于套設在人體腿部的腿部固定部、球心調節機構和髖關節康復機構；

所述腿部固定部、球心調節機構和髖關節康復機構均以人體正中矢狀面對稱布置；

所述髖關節康復機構包括上平臺、下平臺、驅動支鏈和球面組件；

所述上平臺和下平臺均為圍合在髖關節外的弧形平臺，下平臺和腿部固定部之間通過移動副連接；

所述驅動支鏈包括上驅動桿、下驅動桿和驅動源，上驅動桿的頂端和上平臺之間通過球副連接，下驅動桿的底端和下平臺之間通過球副連接，上驅動桿和下驅動桿之間通過移動副連接，驅動源驅動上驅動桿和下驅動桿相對移動；

所述球面組件包括四個曲率半徑完全相同的弧桿，四個弧桿首尾依次通過轉動副連接構成四邊形機構，兩個上弧桿的頂端和上平臺的中心之間通過轉動副連接，兩個下弧桿的底端和下平臺的中心之間通過轉動副連接，四個弧桿的曲率中心為人體髖關節的轉動中心；

兩組驅動支鏈對稱設置在球面組件兩側；

所述球心調節機構包括通過移動副連接的上調節桿和下調節桿，上調節桿的頂端和腰部固定部之間通過球副連接，下調節桿的底端和上平臺之間通過球副連接，構成SPS支鏈；

在進行康復運動時，腰部固定部固定在人體腰部，腿部固定部固定在人體腿部，使人體髖關節部位于上平臺和下平臺內，驅動源驅動上驅動桿和下驅動桿相對移動，使該康復機器人帶動人體髖關節進行康復訓練；

由于人體在行走過程當中，人體骨盆移動會使髖關節轉動中心發生偏移，在髖關節轉動中心偏移的同時，人體帶動固定在髖關節上的SPS支鏈中球副的旋轉以及移動副的移動及時調節康復機器人的轉動中心，使康復機器人的轉動中心與髖關節轉動中心發生相同的偏移，從而使康復機器人轉動中心與人體髖關節轉動中心始終重合。

2.根據權利要求1所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，驅動支鏈的兩端分別與上平臺和下平臺的端部連接。

3.根據權利要求2所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，球心調節機構與驅動支鏈和球面組件對應設置。

4.根據權利要求3所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，腰部固定部為環狀腰帶，環狀腰帶包括中間段以及位于中間段兩側的弧形段，弧形段的兩端通過移動副與兩節中間段分別連接，移動副上設置有用于固定環形腰帶的鎖緊件。

5.根據權利要求4所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，環狀腰帶和上平臺上均設置有調節桿安裝孔，調節桿安裝孔為球面孔，上調節桿的頂端和下調節桿底端均設置有與調節桿安裝孔配合的球頭。

6.根據權利要求5所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，上平臺和下平臺上均設置有驅動桿安裝孔，驅動桿安裝孔為球面孔，上驅動桿的頂端和下驅動桿的底端均設置有與驅動桿安裝孔配合的球頭。

7.根據權利要求6所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，上驅動桿、下驅動桿、上調節桿和下調節桿的截面均為方形，上驅動桿滑動插設在下驅動桿內，上調節桿滑動插設在下調節桿內。

8.根據權利要求7所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，下平臺上設置有圓柱；

腿部固定部包括綁縛帶以及設置在綁縛帶上的套筒；

圓柱和套筒構成移動副。

9.根據權利要求8所述的可調心的球面髖關節并聯康復機器人，其特征在于，環狀腰帶和綁縛帶均由柔性材料制成。