穿戴式髋关节外骨骼康复装置制造方法及图纸

穿戴式髋关节外骨骼康复装置，涉及下肢助力器械领域；包括腰部结构、连杆部分和大腿结构；其中，腰部结构为中空圆筒结构；实现套装在人体的腰部；大腿结构为中空圆筒结构；实现套装在人体的大腿位置；腰部结构水平放置；2个大腿结构水平设置在腰部结构的下方；2个大腿结构的外侧均通过连杆部分与腰部结构水平两端外侧固定连接；本发明专利技术采用串联式机构设计，运用人机运动相容理论，构造恰约束人机关节闭链，减少人机之间的阻碍内力，同时简化机构形式，减小装置整体体积与质量。

A wearable hip exoskeleton rehabilitation device

A wearable hip exoskeleton rehabilitation device involving the field of lower extremities; including the waist structure, the connecting rod and the thigh structure; in which the waist structure is a hollow cylinder; the waist of the body is made; the thigh is a hollow cylinder structure; the position of the thigh set in the body; the level of the waist structure; The structure of the 2 thighs is set at the bottom of the waist structure; the outside of the 2 thigh structure is fixed to the lateral side of the waist structure by the connecting rod part. The invention adopts a series mechanism design and uses the compatibility theory of man-machine motion to constrain the closed chain of human body joint and reduce the hindrance of the internal force between the man and machine. At the same time, simplify the mechanism form and reduce the overall volume and quality of the device.

【技术实现步骤摘要】
穿戴式髋关节外骨骼康复装置
本专利技术涉及一种下肢助力器械领域，特别是一种穿戴式髋关节外骨骼康复装置。
技术介绍
下肢助力器械是一种可穿戴式机械系统，通过机械结构连接人体腰部与腿部，再利用驱动器对人体关节提供助力或康复力/力矩。髋关节式人体称重关节，参与步行、跑步等运动，极易造成损伤。损伤后的髋关节将严重影响患者的行走功能。目前，穿戴式髋关节外骨骼康复机器人研究尚处于起步阶段，从机械结构上主要可分成并联式与串联式两大类。其中：并联式设计方案可以灵活助力康复髋关节三自由度的运动功能，但是通常连杆排布不够紧凑，体积重量较大，穿戴于患者时会造成较大负重；串联式设计方案体积较小，但是尚未考虑如何消除因人机关节转轴不对齐而引发人机之间的阻碍内力，这种阻碍内力会在使用过程中引发穿戴的不适感。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供穿戴式髋关节外骨骼康复装置，采用串联式机构设计，运用人机运动相容理论，构造恰约束人机关节闭链，减少人机之间的阻碍内力，同时简化机构形式，减小装置整体体积与质量。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：穿戴式髋关节外骨骼康复装置，包括腰部结构、连杆部分和大腿结构；其中，腰部结构为中空圆筒结构；实现套装在人体的腰部；大腿结构为中空圆筒结构；实现套装在人体的大腿位置；腰部结构水平放置；2个大腿结构水平设置在腰部结构的下方；2个大腿结构的外侧均通过连杆部分与腰部结构水平两端外侧固定连接。在上述的穿戴式髋关节外骨骼康复装置，所述的腰部结构包括2个电机、2个轴承和腰部绑带；其中，腰部绑带为圆环结构；2个轴承分别固定安装在腰部绑带的两侧；2个电机沿轴向分别对应与2个轴承连接；实现电机绕腰部绑带转动。在上述的穿戴式髋关节外骨骼康复装置，所述的连杆部分包括上支撑筒、电推杆和下支撑筒；其中，上支撑筒和下支撑筒均为中空矩形筒状结构；且上支撑筒固定安装在下支撑筒的上端；电推杆为竖直杆状结构；电推杆沿轴向伸入上支撑筒和下支撑筒的内部，且电推杆顶端与电机固定连接。在上述的穿戴式髋关节外骨骼康复装置，所述连杆部分还包括十字铰接轴十字铰接轴固定安装在电推杆的底端。在上述的穿戴式髋关节外骨骼康复装置，所述大腿结构包括大腿绑带和连接装置；其中，大腿绑带为矩形柱状结构，大腿绑带的中部沿竖直方向设置有通孔，实现人体腿部的穿过；连接装置固定安装在大腿绑带的外侧壁。在上述的穿戴式髋关节外骨骼康复装置，所述连接装置与十字铰接轴固定连接。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术采用了串联式连杆机构，使机构整体较为紧凑，但与其它串联式连杆机构不同之处在于不需要人机关节轴线完全对齐的限制，减少了人机之间的阻碍内力；(2)本专利技术基于两自由度空间六杆机构，使人体与机械系统构成的人机闭链自由度分别对应髋关节的屈伸运动和收展运动。不对髋关节的内外旋运动助力，但不限制此自由度的运动，其中，以人体解剖位置时大腿位置为起始点，屈伸运动范围可达到±150°，收展运动范围可达到±60°，完全满足人体髋关节活动范围需要；(3)本专利技术采用电推杆和电机驱动，分别提供屈伸、收展运动的驱动力，使人机闭链整体构成恰约束机构。附图说明图1为本专利技术外骨骼康复装置正视图；图2为本专利技术外骨骼康复装置侧视图；图3为本专利技术腰部结构分解示意图；图4为本专利技术连杆部分分解示意图；图5为本专利技术大腿结构分解示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术提供一种穿戴式髋关节外骨骼康复装置，包括腰部结构、连杆部分和大腿结构。所述腰部结构通过绑带与粘扣固定于人体腰部位置，所述大腿结构通过连杆部分与大腿结构连接，并通过绑带与粘扣固定于人体大腿上。本专利技术要解决的技术问题是提供一种穿戴式髋关节外骨骼康复装置，采用串联式结构设计，运用人机运动相容理论，构造恰约束人机关节闭链，减少人机之间的阻碍内力，同时简化结构形式，减小装置整体体积与质量。如图1所示为外骨骼康复装置正视图，如图2所示为外骨骼康复装置侧视图，由图可知，穿戴式髋关节外骨骼康复装置，包括腰部结构1、连杆部分2和大腿结构3；其中，腰部结构1为中空圆筒结构；实现套装在人体的腰部；大腿结构3为中空圆筒结构；实现套装在人体的大腿位置；腰部结构1水平放置；2个大腿结构3水平设置在腰部结构1的下方；2个大腿结构3的外侧均通过连杆部分2与腰部结构1水平两端外侧固定连接。腰部结构1通过绑带与粘扣固定于人体腰部，腰部结构1通过销钉销孔与连杆部分2连接，连杆部分2通过销钉销孔与大腿结构3连接，大腿结构3与人体大腿通过绑带与粘扣连接。如图3所示为腰部结构分解示意图，由图可知，腰部结构1包括2个电机1-1、2个轴承1-2和腰部绑带1-3；其中，腰部绑带1-3为圆环结构；2个轴承1-2分别固定安装在腰部绑带1-3的两侧；2个电机1-1沿轴向分别对应与2个轴承1-2连接；实现电机1-1绕腰部绑带1-3转动。如图4所示为连杆部分分解示意图，由图可知，连杆部分2包括上支撑筒2-1、电推杆2-2和下支撑筒2-3；其中，上支撑筒2-1和下支撑筒2-3均为中空矩形筒状结构；且上支撑筒2-1固定安装在下支撑筒2-3的上端；电推杆2-2为竖直杆状结构；电推杆2-2沿轴向伸入上支撑筒2-1和下支撑筒2-3的内部，且电推杆2-2顶端与电机1-1固定连接。连杆部分2还包括十字铰接轴2-4十字铰接轴2-4固定安装在电推杆2-2的底端。如图5所示为大腿结构分解示意图，由图可知，大腿结构3包括大腿绑带3-1和连接装置3-2；其中，大腿绑带3-1为矩形柱状结构，大腿绑带3-1的中部沿竖直方向设置有通孔，实现人体腿部的穿过；连接装置3-2固定安装在大腿绑带3-1的外侧壁。连接装置3-2与十字铰接轴2-4固定连接。本专利技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.穿戴式髋关节外骨骼康复装置，其特征在于：包括腰部结构(1)、连杆部分(2)和大腿结构(3)；其中，腰部结构(1)为中空圆筒结构；实现套装在人体的腰部；大腿结构(3)为中空圆筒结构；实现套装在人体的大腿位置；腰部结构(1)水平放置；2个大腿结构(3)水平设置在腰部结构(1)的下方；2个大腿结构(3)的外侧均通过连杆部分(2)与腰部结构(1)水平两端外侧固定连接。

【技术特征摘要】
1.穿戴式髋关节外骨骼康复装置，其特征在于：包括腰部结构(1)、连杆部分(2)和大腿结构(3)；其中，腰部结构(1)为中空圆筒结构；实现套装在人体的腰部；大腿结构(3)为中空圆筒结构；实现套装在人体的大腿位置；腰部结构(1)水平放置；2个大腿结构(3)水平设置在腰部结构(1)的下方；2个大腿结构(3)的外侧均通过连杆部分(2)与腰部结构(1)水平两端外侧固定连接。2.根据权利要求1所述的穿戴式髋关节外骨骼康复装置，其特征在于：所述的腰部结构(1)包括2个电机(1-1)、2个轴承(1-2)和腰部绑带(1-3)；其中，腰部绑带(1-3)为圆环结构；2个轴承(1-2)分别固定安装在腰部绑带(1-3)的两侧；2个电机(1-1)沿轴向分别对应与2个轴承(1-2)连接；实现电机(1-1)绕腰部绑带(1-3)转动。3.根据权利要求2所述的穿戴式髋关节外骨骼康复装置，其特征在于：所述的连杆部分(2)包括上支撑筒(2-1)、电推杆(2-2)和下支撑筒(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆晶，王福德，远桂方，郭雅静，邓烨，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11