膝关节助行机器人及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种膝关节助行机器人及控制方法，属于康复医疗器械技术领域，包括上壳体、下壳体、铰接设置在上壳体上的液压杆、滑动套装在液压杆的外侧且与下壳体铰接的液压缸、设置液压缸内部的自由活塞以及内弹簧，液压缸的端部设有缸端盖，液压杆的端部固定设有第一挡片，第一挡片与缸端盖之间构成用于容纳液体的第一腔体，第一挡片与自由活塞之间构成用于容纳液体的第二腔体，第一挡片上设有至少一个第一通孔，液压杆上设有流量调节装置。本发明专利技术提供的膝关节助行机器人及控制方法，并根据不同的行走状态，控制不同的阻尼力，大大缩短了膝关节康复训练的时间，提高了效率，恢复效果更好。

【技术实现步骤摘要】
膝关节助行机器人及控制方法
本专利技术属于康复医疗器械
，更具体地说，是涉及一种膝关节助行机器人及该膝关节助行机器人的控制方法。
技术介绍
现有的膝关节康复训练器均是简单的通过大腿支架和小腿支架将训练器固定在大腿及小腿上，而且通过在大腿支架与小腿支架之间设置弹簧或液压缸提供一定的阻尼力，但是在使用过程中由于阻尼力无法控制，存在膝关节在康复训练时产生机械损伤的风险，造成康复训练效果差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种膝关节助行机器人，旨在解决现有技术中的康复膝关节康复训练器在使用过程中阻尼力无法控制，存在膝关节在康复训练时产生机械损伤的风险，造成康复训练效果差的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种膝关节助行机器人，包括用于固定在大腿上的上壳体、与所述上壳体铰接且用于固定在小腿上的下壳体、铰接设置在所述上壳体上的液压杆、滑动套装在所述液压杆的外侧且与所述下壳体铰接的液压缸、设置所述液压缸内部的自由活塞以及分别与所述自由活塞和所述液压缸的底部抵接的内弹簧，所述液压缸的端部设有与所述液压杆滑动连接的缸端盖，其特征在于：所述液压杆位于所述液压缸内的端部固定设有与所述液压缸的内壁滑动配合的第一挡片，所述第一挡片与所述缸端盖之间构成用于容纳液体的第一腔体，所述第一挡片与所述自由活塞之间构成用于容纳液体的第二腔体，所述第一挡片上设有至少一个用于连通所述第一腔体和所述第二腔体的第一通孔，所述液压杆上设有用于控制所述第一通孔是否开闭和流经所述第一通孔液体的流速的流量调节装置。进一步地，所述流量调节装置包括与所述第一挡片转动连接的第二挡片、设置在所述第二挡片上且用于与所述第一通孔连通的第二通孔以及设置在所述液压杆上的用于驱动所述第二挡片转动并控制所述第一通孔和所述第二通孔是否连通以及控制所述第一通孔和所述第二通孔的重合度的驱动机构。进一步地，所述驱动机构包括设置在所述液压杆外端部的驱动电机以及用于连接所述驱动电机的电机轴及所述第二挡片的驱动轴，第二挡片位于第一挡片和自由活塞之间。进一步地，所述液压杆的端部设有用于容纳所述驱动电机的容纳槽，所述驱动电机的端部设有用于封盖所述容纳槽的杆端盖。进一步地，所述杆端盖的外端与所述上壳体铰接。进一步地，所述第二挡片与所述液压杆的内壁之间设有滑动轴承。进一步地，所述液压杆上螺纹连接有调节螺母，所述液压杆的外周套装有外弹簧，所述外弹簧的一端与所述调节螺母抵接，所述外弹簧的另一端与所述缸端盖抵接。进一步地，所述液压缸底部的外侧面上设有与所述下壳体铰接的铰接部。进一步地，还包括固设于所述下壳体上的弹性板以及固设在所述弹性板上的脚掌板。。本专利技术提供的膝关节助行机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术膝关节助行机器人，通过上壳体固定在大腿上，下壳体固定在小腿上，上壳体与下壳体铰接并通过液压杆及液压缸连接，能够提供膝关节康复训练用的阻尼力，通过在液压杆上的第一挡片上设置用于连通第一腔体和第二腔体的第一通孔，通过流量调节装置控制第一通孔通过的液体流量达到控制第一腔体和第二腔体的液体转换速度的效果，从而可以控制液压杆与液压缸之间的阻尼力，并根据不同的行走状态，控制不同的阻尼力，大大缩短了膝关节康复训练的时间，提高了效率，恢复效果更好。本专利技术还提供一种膝关节助行机器人控制方法，包括如下步骤：若为支撑控制，则控制所述流量调节装置关闭所述第一通孔；若为摆动控制，则控制所述流量调节装置打开所述第一通孔，当所述第一通孔打开时，通过所述流量调节装置控制第一通孔与第二通孔的重合度，从而调节流速。本专利技术提供的膝关节助行机器人控制方法的有益效果在于：与现有技术相比，通过流量调节装置控制第一通孔打开，并控制第一通孔的流速，能够实现膝关节康复机器人的摆动情况贴近自由状态下自由摆动，大大缩短了膝关节康复训练的时间，提高了效率，恢复效果更好。附图说明图1为本专利技术实施例提供的膝关节助行机器人的结构示意图；图2为本专利技术实施例所采用的液压杆和液压缸的装配剖视图；图3为本专利技术实施例所采用的第二挡片的仰视结构示意图；图4为本专利技术实施例所采用的第二挡片的俯视结构示意图；图5为本专利技术实施例所采用的第一挡片的俯视结构示意图；图6为本专利技术实施例所采用的弹性板的结构示意图；图7实测与无驱动膝关节摆动的对比曲线图。图中：1、上壳体；11、上加强板；2、下壳体；21、下加强板；3、液压杆；31、第一挡片；311、第一通孔；32、第二挡片；321、第二通孔；322、驱动轴安装孔；33、驱动电机；34、杆端盖；35、驱动轴；36、调节螺母；37、外弹簧；38、滑动轴承；4、液压缸；41、缸端盖；42、自由活塞；43、内弹簧；44、铰接部；45、第一腔体；46、第二腔体；5、弹性板；51、第一连接板；52、第二连接板；53、顶丝；6、脚掌板；7、安装块；8、控制开关。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请一并参阅图1至图5，现对本专利技术提供的膝关节助行机器人进行说明。所述膝关节助行机器人，包括用于固定在大腿上的上壳体1、与上壳体1铰接且用于固定在小腿上的下壳体2、铰接设置在上壳体1上的液压杆3、滑动套装在液压杆3的外侧且与下壳体2铰接的液压缸4、设置液压缸4内部的自由活塞42以及用于连接自由活塞42以及分别与自由活塞42和液压缸4的底部抵接的内弹簧43，液压缸4的端部设有与液压杆4滑动连接的缸端盖，液压杆3位于液压缸4内的端部固定设有与液压缸4的内壁滑动配合的第一挡片31，第一挡片31与缸端盖41之间构成用于容纳液体的第一腔体45，第一挡片31与自由活塞42之间构成用于容纳液体的第二腔体46，第一挡片31上设有至少一个用于连通第一腔体45和第二腔体46的第一通孔311，液压杆3上设有用于控制第一通孔311是否开闭和流经第一通孔311液体的流速的流量调节装置。本专利技术提供的膝关节助行机器人，与现有技术相比，通过上壳体1固定在大腿上，下壳体2固定在小腿上，上壳体1与下壳体2铰接并通过液压杆3及液压缸4连接，能够提供膝关节康复训练用的阻尼力，通过在液压杆3上的第一挡片31上设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
膝关节助行机器人，包括用于固定在大腿上的上壳体、与所述上壳体铰接且用于固定在小腿上的下壳体、铰接设置在所述上壳体上的液压杆、滑动套装在所述液压杆的外侧且与所述下壳体铰接的液压缸、设置所述液压缸内部的自由活塞以及分别与所述自由活塞和所述液压缸的底部抵接的内弹簧，所述液压缸的端部设有与所述液压杆滑动连接的缸端盖，其特征在于：所述液压杆位于所述液压缸内的端部固定设有与所述液压缸的内壁滑动配合的第一挡片，所述第一挡片与所述缸端盖之间构成用于容纳液体的第一腔体，所述第一挡片与所述自由活塞之间构成用于容纳液体的第二腔体，所述第一挡片上设有至少一个用于连通所述第一腔体和所述第二腔体的第一通孔，所述液压杆上设有用于控制所述第一通孔是否开闭和流经所述第一通孔液体的流速的流量调节装置。

【技术特征摘要】
1.膝关节助行机器人，包括用于固定在大腿上的上壳体、与所述上壳体铰接且用于固定在小腿上的下壳体、铰接设置在所述上壳体上的液压杆、滑动套装在所述液压杆的外侧且与所述下壳体铰接的液压缸、设置所述液压缸内部的自由活塞以及分别与所述自由活塞和所述液压缸的底部抵接的内弹簧，所述液压缸的端部设有与所述液压杆滑动连接的缸端盖，其特征在于：所述液压杆位于所述液压缸内的端部固定设有与所述液压缸的内壁滑动配合的第一挡片，所述第一挡片与所述缸端盖之间构成用于容纳液体的第一腔体，所述第一挡片与所述自由活塞之间构成用于容纳液体的第二腔体，所述第一挡片上设有至少一个用于连通所述第一腔体和所述第二腔体的第一通孔，所述液压杆上设有用于控制所述第一通孔是否开闭和流经所述第一通孔液体的流速的流量调节装置。2.如权利要求1所述的膝关节助行机器人，其特征在于：所述流量调节装置包括与所述第一挡片转动连接的第二挡片、设置在所述第二挡片上且用于与所述第一通孔连通的第二通孔以及设置在所述液压杆上的用于驱动所述第二挡片转动并控制所述第一通孔和所述第二通孔是否连通以及控制所述第一通孔和所述第二通孔的重合度的驱动机构。3.如权利要求2所述的膝关节助行机器人，其特征在于：所述驱动机构包括设置在所述液压杆外端部的驱动电机以及用于连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑韬，朱岩，胡昆，周虹，杨嘉林，熊麟霏，励建安，
申请(专利权)人：深圳市罗伯医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44