[發明專利]一種剛柔耦合的下肢外骨骼的穿戴康復機器人

在審

• 申請號: 202110391375.5
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112999019A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 劉克平;滕召緯;孫中波;金龍;李巖;廉宇峰;劉帥師
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B22/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本文提出一種剛柔耦合的下肢外骨骼穿戴式康復機器人，主要由兩個對稱的髖部裝置、膝部裝置、踝部裝置以及外框架和跑步機五部分組成，主要針對下肢運動障礙人員后期康復應用。本文所提剛柔耦合的下肢外骨骼穿戴式康復機器人除了具備人體下肢三關節相應自由度運動意外，還特意在下肢三關節提出了柔性結構進行上下肢體的連接，通過相應關節的彈簧結合減震器進行關節壓力減小，用以模擬人體運動時關節軟骨所起到的緩沖作用，除此以外還進行了相應的肢體延展設計用以適應不同身高的人進行相應訓練。

技術領域

本發明涉及到一種康復醫療器械，具體的說是一種結構簡單、符合人體結構、使用方便的穿戴式下肢康復機器人。

背景技術

眾所周知，我國人口的老齡化日益加劇，而且各種心腦血管疾病的發病率的大幅度上升導致患者在康復之后存在不同程度的肢體癱瘓，尤其是偏癱患者所占比重較大；伴隨著我國經濟水平的提高，人們的生活水平日益提高，家有汽車的數量不斷上升，從而導致交通事故的發生率不斷增高，因交通事故導致肢體不能正常行走的人數越來越多。目前傳統的治療方式是一名治療師只能同時對一名患者進行康復訓練,整個訓練過程是建立在康復護理人員觀察的基礎上, 既不能保證訓練效果,也無法滿足患者的康復需求。

康復機器人是輔助肢體運動功能障礙患者完成臨床上要求的康復訓練內容,并能向患者和治療師提供反饋信息的輔助康復治療自動化設備。機器人與人在同一個作業空間內帶動患肢完成各種運動功能的康復訓練,使患肢逐漸恢復失去的運動功能。

盡管現在已經出現了各種各樣的下肢康復機器人，但是仍然存在下列的缺點和不足：(1)下肢康復機器人的結構不符合人體實際結構、不同體型的人穿戴之后的舒適度；(2)下肢康復機器人的功能單一，造價昂貴；(3)下肢康復機器人在康復過程中不考慮康復的合理性，容易對患肢造成二次傷害。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種剛柔耦合的穿戴式下肢康復機器人。

針對相應的技術問題提出的解決方案是：一種下肢外骨骼的穿戴式康復機器人，分別由兩個對稱的髖部裝置、膝部裝置、踝部裝置以及外框架和跑步機組成。

所述髖部裝置包括第一腿部驅動裝置、第二腿部驅動裝置、大腿部件、腰部部件；所述髖部裝置上端與腰部的兩個連髖部件鉸接，所述髖部裝置下端分別和大腿鉸接，鉸接處安裝第一腿部驅動裝置和第二腿部驅動裝置，驅動大腿部件沿大腿部件長度方向扭轉。

所述膝部裝置包括第三腿部驅動裝置、第四腿部驅動裝置、小腿部件；所述膝部裝置上端和大腿下端鉸接，鉸接位置那幢第三腿部驅動裝置和第四腿部驅動裝置，驅動小腿部件沿小腿部件長度方向扭轉，所述膝部裝置下端和小腿上端剛接。

所述踝部裝置包括腳部驅動裝置、底座、底板；所述底座和底板固定，底座與踝部裝置下端鉸接，鉸接處安裝腳部驅動裝置驅動腳部轉動，踝部裝置上端與小腿下端剛接。

所述外框架中間連桿下端與腰部部件剛接，跑步機位于腳部下面。

與現有技術相比，本發明的顯著優勢是：

(1)本發明可針對不同的穿戴者具有良好的適應性：通過大小腿部件的調節可以滿足不同大小腿長度的穿戴者對于舒適度的需要；

(2)本發明髖部裝置模擬人體髖關節轉動時人大腿在矢狀面內的運動，同時在髖部裝置上設計的減震機構用來模擬髖關節上關節軟骨的減震作用，使本機構更加擬人化，同時提高整個機構的合理性；

(3)本機構將髖、膝、踝三個下肢關節全部考慮到，對三個關節都設計了相應的減震機構用來模擬人體相對應的關節軟骨，致使運動的時候更加有利用人體康復；

(4)本發明結構簡單，容易實現，具有實際的應用價值。

附圖說明

圖1是本發明的剛柔耦合的穿戴式下肢康復機器人的結構示意圖。