[發明專利]一種多自由度下肢康復外骨骼機構

在審

• 申請號: 202111543289.8
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114028176A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 梁輝;王輝;矯恒安;陳龍;汪傳生
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 孟琦

本發明提供了一種多自由度下肢康復外骨骼機構，它主要由下肢小腿部分組件、下肢大腿部分組件、髖關節傳動部分組件、髖關節后部組件、電源及控制系統部分、腰部調節護板、髖關節輸出聯接板、大腿固定件、膝關節輸出聯接板、小腿固定件、踝關節輸出聯接板、踝關節康復部分組件、拐杖、腳部固定底座組成；患者下肢固定在機構中，尺寸適合大多數人群的康復訓練，實用性較強，能夠實現患者的被動和主動訓練；通過控制電機的正反轉，可以實現髖關節的內收外展以及前屈后伸動作，膝關節的前屈后伸和踝關節的前屈后伸、內翻外翻動作，實現下肢多個自由度的運動。本發明實用性強，經濟性好，適用于中風偏癱患者和肢體損傷患者的康復鍛煉。

技術領域

本發明涉及醫療康復器械技術領域，特別涉及一種多自由度下肢康復外骨骼機構。

背景技術

根據中國老齡人口研究報告，到2018年底，我國人口總數約為13.9008億，我國60歲及以上人口數目為2.495億，占18.0％，其中，60歲及以上需要康復的人口為1.6658億，占11.9％，5名老年人中約2名需要康復醫療，在2020年老年人口總量將上升到2.58億。60歲及以上的老年人骨骼的彈性和韌性隨年齡增長會逐步降低，這導致其四肢的靈活性不斷下降，在日常生活中會有很多的不便；而且高血壓、腦血栓、腦卒中等病狀也會引起下肢運動障礙。傳統康復方法存在康復醫師專業性強、數量少、康復價格昂貴、周期長等問題，而本發明的出現會有效地解決上述問題。專利CN113545965A介紹了一種輔助下肢康復訓練用外骨骼機器人，該機器人包括腰部、髖部、大腿、小腿、驅動等組件，結構簡單，負載較小，腰部組件的寬度和大、小腿組件的長度都可以調整來適應不同身材的使用者，拐杖和腰部支架提供了一定的安全性，它可以實現行走康復。專利CN113440386A介紹了一種可穿戴下肢康復外骨骼裝置，包括控制系統、執行系統及結構本體，也可以調節尺寸適應不同患者的使用要求，有效提高了整個裝置與患者的適配性，減小了對患者康復效果的影響。專利CN11332100A介紹了一種多姿態多自由度的下肢康復機器人，包括支撐機構、安裝在上面的懸吊機構以及其他結構組件，不同身高的患者都可以在固定平臺上進行坐、躺以及站三種姿態的康復訓練，結構簡單易于控制。但是現有的下肢康復裝置能夠康復的自由度數量較少，實現的姿態康復比較簡單，只能實現單一的被動康復，無法實現較為人性化的多姿態主動康復，且在舒適性和安全性等方面還有待加強。

發明內容

為了滿足康復患者在康復過程中的舒適度和安全性，使康復患者的下肢得到良好的康復效果。本發明提出了一種多自由度下肢康復外骨骼機構。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種多自由度下肢康復外骨骼機構，包括下肢小腿部分組件、下肢大腿部分組件、髖關節傳動部分組件、髖關節后部組件、電源及控制系統部分、腰部調節護板、髖關節輸出聯接板、大腿固定件、膝關節輸出聯接板、小腿固定件、踝關節康復部分組件、拐杖。

優選地，所述下肢小腿部分組件由外殼一、膝關節滾動軸承、膝關節輸出法蘭盤、機械限位塊一、膝關節減速器、小腿板、膝關節輸出電機組成，其中膝關節輸出電機配合在膝關節減速器中并且用螺釘固定在膝關節減速器上，膝關節減速器用螺栓固定在小腿板上，電機輸出的動力經過減速器輸出到膝關節輸出法蘭盤，膝關節輸出法蘭盤與膝關節減速器之間安裝有膝關節滾動軸承，膝關節輸出法蘭盤上用螺釘固定有機械限位塊一，保障康復患者的安全性，外殼一用螺釘固定在小腿板上，防止灰塵。同理，下肢中的大腿部分組件與小腿部分組件的安裝原理相同，區別在于電機的輸出轉矩不同。

優選地，所述髖關節傳動部分組件由支撐殼體、髖關節固定板、髖關節后部輸出軸軸承、軸承定位端蓋組成，其中髖關節后部輸出軸軸承安裝在支撐殼體的兩側位置，軸承定位端蓋通過螺栓固定在支撐殼體的軸承孔外，支撐殼體通過螺釘固定在髖關節固定板上，髖關節固定板再通過螺栓固定在腰部調節護板上，通過螺栓固定的位置調節該部分組件的前后位置。