[發明專利]氣動肌肉驅動下肢康復外骨骼及其康復工作控制方法

有效

• 申請號: 202011036150.X
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112315734B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 黎波;程俊;劉家紅;劉閩超;秦小東;周杰
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

1.氣動肌肉驅動下肢康復外骨骼，其特征在于，包括開口向前且整體呈U型結構的臀部組件，所述臀部組件用于與人體的臀部位置相適應，所述臀部組件的內側面設有腰部組件，所述腰部組件用于纏繞在人體的腰部位置，所述臀部組件U型結構的開口兩端對稱設有腿部組件，所述臀部組件與對應位置的腿部組件轉動連接，以與人體髖關節的前屈和后伸運動相適應，所述腿部組件包括轉動連接的大腿桿和小腿桿，以與人體膝關節的前屈和后伸運動相適應，所述腿部組件還包括腿部綁縛機構，所述腿部綁縛機構分別與所述大腿桿和所述小腿桿連接，以將該外骨骼穿戴在人體腿部，所述小腿桿遠離其連接所述大腿桿的一端還轉動連接有腳部組件，所述腳部組件用于與人體的腳部進行連接并與人體腳部的趾曲和背伸運動相適應；

在所述大腿桿的前側設有第一氣動肌肉，所述第一氣動肌肉的兩端分別連接在對應位置的臀部組件和大腿綁縛機構上，所述第一氣動肌肉在充氣縮短時能夠通過大腿綁縛機構帶動所述大腿桿繞所述臀部組件向前轉動，以與人體髖關節的前屈運動相適應，且所述第一氣動肌肉在放氣變長時還能通過大腿綁縛機構帶動所述大腿桿繞所述臀部組件向后轉動到初始狀態時的位置；

在所述大腿桿的后側設有第二氣動肌肉，所述第二氣動肌肉的兩端分別連接在對應位置的臀部組件和大腿綁縛機構上，且所述第二氣動肌肉在充氣縮短時能夠通過大腿綁縛機構帶動所述大腿桿繞所述臀部組件向后轉動，以與人體髖關節的后伸運動相適應，且所述第二氣動肌肉在放氣變長時還能通過大腿綁縛機構帶動所述大腿桿繞所述臀部組件向前轉動到初始狀態時的位置；

在所述小腿桿的后側設有第三氣動肌肉，所述第三氣動肌肉的兩端分別連接在對應位置的大腿桿和小腿綁縛機構上，且所述第三氣動肌肉在充氣縮短時能夠通過小腿綁縛機構帶動所述小腿桿繞所述大腿桿向后轉動，以與人體膝關節的后伸運動相適應，且所述第三氣動肌肉在放氣變長時還能通過小腿綁縛機構帶動所述小腿桿繞所述大腿桿向前轉動到初始狀態時的位置；

所述腿部綁縛機構包括綁縛外殼，所述綁縛外殼包括連接部和弧形安裝部，所述連接部用于固定連接在所述大腿桿和所述小腿桿上，所述弧形安裝部上滑動連接有滑塊，所述滑塊豎向方向的上下端面均開設有第一導軌，所述弧形安裝部上與所述第一導軌對應的位置開設有第一滑槽，所述第一滑槽內固定連接有鋼珠保持架，所述鋼珠保持架上沿其長度方向轉動連接有多個鋼珠，所述鋼珠凸出對應位置的所述鋼珠保持架并滑動連接在所述滑塊的第一導軌處，以使得所述滑塊能夠沿所述弧形安裝部滑動；

在所述弧形安裝部相對于所述滑塊滑動方向的兩端還對稱設有限位擋塊，所述限位擋塊上固定連接有朝向所述弧形安裝部的內側且與所述弧形安裝部的弧度相適應的彈簧導套，所述彈簧導套沿其長度開設有貫穿所述彈簧導套的第二導軌，在所述滑塊滑動方向的兩端對稱布置有彈簧滑桿，所述彈簧滑桿靠近所述滑塊的一端設有安裝凸起，所述安裝凸起與對應位置的所述滑塊固定連接，且所述彈簧滑桿靠近所述彈簧導套的一端滑動伸入到所述第二導軌內，以使得所述滑塊沿所述弧形安裝部滑動時，所述彈簧滑桿能夠同步沿所述第二導軌滑動，在所述彈簧滑桿上還設有復位彈簧，所述復位彈簧的兩端分別與所述安裝凸起和所述限位擋塊相抵，且所述復位彈簧在所述滑塊沿所述安裝部滑動時能夠被壓縮或拉伸。

2.根據權利要求1所述的氣動肌肉驅動下肢康復外骨骼，其特征在于，所述第一氣動肌肉的一端通過第一彈簧與所述臀部組件或所述大腿綁縛機構連接，所述第一彈簧的另一端與所述大腿綁縛機構或所述臀部組件連接，且所述第一彈簧在初始狀態時處于自由伸長狀態；

所述第二氣動肌肉的一端通過第二彈簧與所述臀部組件或所述大腿綁縛機構連接，所述第二彈簧的另一端與所述大腿綁縛機構或所述臀部組件連接，且所述第二彈簧在初始狀態時處于自由伸長狀態；

在小腿桿的前端還設有第三彈簧，所述第三彈簧的兩端分別連接在所述大腿桿和所述小腿綁縛機構上，且所述第三彈簧在初始狀態時處于自由伸長狀態。