一种下肢助残外骨骼机器人制造技术

本实用新型专利技术属于外骨骼机器人技术领域，具体涉及一种下肢助残外骨骼机器人。本实用新型专利技术包括设置在患者上身躯干上的束缚组件、安装在束缚组件上的臀部组件以及对称安装在臀部组件上的下肢康复机构和腿部支撑机构；下肢康复机构包括依次连接的髋关节组件、大腿训练组件、小腿训练组件以及足部组件。本机器人的髋关节组件、大小腿训练组件以及足部组件采用并联机构，在大腿训练机构的内侧设置有腿部支撑机构，能够实现穿戴者可无需拄拐或单手拄拐即可独立行走，避免患者长时间穿戴而导致患者对应的关节错位。本机器人的各活动关节与人体各关节相对应，各主要关节部位都有角度限制，避免机器人关节过于灵活导致整体稳定性较差的现象。现象。现象。

【技术实现步骤摘要】
一种下肢助残外骨骼机器人


[0001]本技术属于外骨骼机器人
，具体涉及一种下肢助残外骨骼机器人。

技术介绍

[0002]近年来，由于中风、脊椎损伤以及老龄化人口等逐年增多，用于老年人或下肢有行动障碍的人群的外骨骼机器人得到了应用和广泛推广，这些外骨骼机器人佩戴在下肢行动障碍人群的身上进行康复训练。传统的康复训练护士、家属对患者进行反复牵引，工作量大，且需要巨大的人力、效率低下。
[0003]而目前市场上出现的外骨骼机器人的关节驱动多为盘型电机驱动，其产生的力矩能带动腿的运动，很难平衡人体重心产生的力矩，所以穿戴外骨骼机器人需要拄拐才能稳定行走。穿戴外骨骼机器人需要用柔性绑带将人体大腿和小腿与外骨骼机器人固定，使人体关节与外骨骼机器人关节对应；由于人体自身重量，长时间穿戴会导致对应的关节错位，而柔性绑带绑的太紧会影响人体下肢血液的流动，对患者造成二次伤害。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是克服现有技术中存在的穿戴外骨骼机器人需要拄拐才能稳定行走、长时间穿戴会导致对应的关节错位的缺陷，提供了一种无需支撑或单手支撑且能够独立稳定行走的下肢助残外骨骼机器人。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种下肢助残外骨骼机器人，包括设置在患者上身躯干上的束缚组件、安装在所述束缚组件上的臀部组件以及对称安装在所述臀部组件上的下肢康复机构和腿部支撑机构；所述臀部组件包括臀部支架、安装在所述臀部支架上的臀部连接件以及安装在所述臀部支架和所述臀部连接件上的胯下支撑垫；
[0007]所述下肢康复机构包括依次连接的髋关节组件、大腿训练组件、小腿训练组件以及足部组件；
[0008]所述髋关节组件包括髋关节支架和通过限位器安装在所述髋关节支架上的至少一个髋关节液压缸；所述髋关节液压缸的输出端转动连接在所述臀部支架上；
[0009]所述大腿训练组件包括固定端连接在所述髋关节支架上的大腿前液压缸和大腿后液压缸以及固定安装在所述髋关节支架上的大腿主支撑机构；所述大腿主支撑机构对称转动连接有第一大腿辅支撑杆和第二大腿辅支撑杆，所述第一大腿辅支撑杆和第二大腿辅支撑杆转动连接；所述大腿前液压缸的输出端转动连接在一个第一大腿辅支撑杆的转角上，所述大腿后液压缸的输出端转动连接在另一个所述第一大腿辅支撑杆的转角上；
[0010]所述小腿训练组件包括通过连接块转动连接在所述大腿主支撑机构上的小腿主支撑机构、安装在所述小腿主支撑机构上部的护腿以及转动安装在所述小腿主支撑机构上的第一小腿辅支撑杆和第二小腿辅支撑杆；所述第一小腿辅支撑杆与所述第二小腿辅支撑杆转动连接；所述护腿上安装有大腿调节液压缸、足前液压缸以及足后液压缸，所述大腿调
节液压缸的输出端转动连接在所述第二大腿辅支撑杆的转角上；所述足前液压缸和足后液压缸均通过万向节安装在足底上；
[0011]所述足部组件包括足底、安装在所述足底上的跟关节支撑柱以及安装在所述跟关节支撑柱的跟关节调节件；所述小腿主支撑机构的下端通过万向节与所述跟关节调节件转动连接。
[0012]进一步地，所述腿部支撑机构包括固定端通过护腿连接件安装在所述护腿上的支撑液压缸和与所述支撑液压缸的输出端连接的胯下支座；患者穿戴时，所述胯下支座与所述胯下支撑垫接触。
[0013]进一步地，所述束缚组件包括肩背板、安装在所述肩背板上的菱形脊柱支撑件、对称安装在所述肩背板上的腋下支撑以及安装在所述菱形脊柱支撑件上的脊柱调节件；所述脊柱调节件与所述臀部连接件固定连接；所述腋下支撑转动安装有腰侧支撑杆，所述腰侧支撑杆通过腰侧连接件安装在所述臀部支架上；所述菱形脊柱支撑件的两个侧角与所述肩背板之间均连接有后胸绑带，所述臀部连接件与所述肩背板之间安装有至少两根后背绑带；所述菱形脊柱支撑件上安装有胸部绑带，所述脊柱调节件上设置有腰部绑带。
[0014]进一步地，所述脊柱调节件包括安装在所述臀部连接件上的脊柱固定板和固定安装在所述菱形脊柱支撑件上的脊柱调节板；所述脊柱调节板远离所述菱形脊柱支撑件的一端穿设在所述脊柱固定板内，所述脊柱固定板上设置有用于螺钉紧定调节的调节孔。
[0015]进一步地，所述臀部连接件包括固定连接在所述臀部支架上的第一臀部连接板和第二臀部连接板；所述第一臀部连接板和第二臀部连接板均穿设在臀部连接块上，所述臀部连接块上开设有用于螺钉紧定调节的多个调节孔。
[0016]进一步地，所述足底上还安装有与所述足前液压缸的固定端转动连接的足前支撑柱和与足后液压缸的固定端转动连接的足后支撑柱。
[0017]进一步地，所述大腿主支撑机构包括转动安装在所述髋关节支架上的大腿上支撑杆和套设在所述大腿上支撑杆内的大腿下支撑杆；所述大腿上支撑杆和大腿下支撑杆上均设置有用于调节高度的调节孔；所述第一大腿辅支撑杆的上端与所述大腿上支撑杆转动连接，所述第二大腿辅支撑杆的下端与所述大腿下支撑杆转动连接。
[0018]进一步地，所述小腿主支撑机构包括转动连接在所述护腿上的小腿上支撑杆和套设在所述小腿上支撑杆内的小腿下支撑杆；所述小腿上支撑杆和小腿下支撑杆上均设置有用于调节高度的调节孔；所述第二小腿辅支撑杆的下端与所述小腿下支撑杆转动连接。
[0019]更进一步地，所述跟关节调节件上开设有用于螺钉紧定调节的调节孔。
[0020]本技术的一种下肢助残外骨骼机器人的有益效果是：
[0021]1、本技术的髋关节组件、大腿训练组件、小腿训练组件以及足部组件采用并联机构，在大腿训练组件的内侧设置有腿部支撑机构，能够实现在行走时穿戴者无需拄拐或单手拄拐即可独立行走，避免患者长时间穿戴而导致患者对应的关节错位。本技术的各活动关节与人体各关节相对应，各主要关节部位都有角度限制，且其驱动力较大，避免了外骨骼机器人关节过于灵活导致整体稳定性较差的现象。
[0022]2、本技术的大腿训练组件和小腿训练组件中设置了可调节的主支撑机构，能够实现不同身高穿戴者的康复训练，且多部位采用高弹性绑带，裆部设置有胯下支撑垫，提高了穿戴者的舒适度以及人机的协调性。在腰部、髋关节以及足底均设有传感器和编码器，
进行信息的采集和处理，方便了解穿戴者的身体情况，并规划出适合穿戴者的步态。
附图说明
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0024]图1是本技术实施例的前视立体图；
[0025]图2是本技术实施例的后视立体图；
[0026]图3是本技术实施例的下肢康复机构的结构示意图；
[0027]图4是本技术实施例的束缚组件的前视立体图；
[0028]图5是本技术实施例的束缚组件的后视立体图；
[0029]图6是本技术实施例的臀部组件的结构示意图；
[0030]图7是本技术实施例的髋关节组件的结构示意图；
[0031]图8是本技术实施例的大腿训练组件的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下肢助残外骨骼机器人，其特征在于：包括设置在患者上身躯干上的束缚组件(1)、安装在所述束缚组件(1)上的臀部组件(2)以及对称安装在所述臀部组件(2)上的下肢康复机构(3)和腿部支撑机构(4)；所述臀部组件(2)包括臀部支架(21)、安装在所述臀部支架(21)上的臀部连接件(22)以及安装在所述臀部支架(21)和所述臀部连接件(22)上的胯下支撑垫(23)；所述下肢康复机构(3)包括依次连接的髋关节组件(31)、大腿训练组件(32)、小腿训练组件(33)以及足部组件(34)；所述髋关节组件(31)包括髋关节支架(311)和通过限位器(312)安装在所述髋关节支架(311)上的至少一个髋关节液压缸(313)；所述髋关节液压缸(313)的输出端转动连接在所述臀部支架(21)上；所述大腿训练组件(32)包括固定端连接在所述髋关节支架(311)上的大腿前液压缸(321)和大腿后液压缸(322)以及固定安装在所述髋关节支架(311)上的大腿主支撑机构(323)；所述大腿主支撑机构(323)对称转动连接有第一大腿辅支撑杆(324)和第二大腿辅支撑杆(325)，所述第一大腿辅支撑杆(324)和第二大腿辅支撑杆(325)转动连接；所述大腿前液压缸(321)的输出端转动连接在一个第一大腿辅支撑杆(324)的转角上，所述大腿后液压缸(322)的输出端转动连接在另一个所述第一大腿辅支撑杆(324)的转角上；所述小腿训练组件(33)包括通过连接块(331)转动连接在所述大腿主支撑机构(323)上的小腿主支撑机构(334)、安装在所述小腿主支撑机构(334)上部的护腿(335)以及转动安装在所述小腿主支撑机构(334)上的第一小腿辅支撑杆(336)和第二小腿辅支撑杆(337)；所述第一小腿辅支撑杆(336)与所述第二小腿辅支撑杆(337)转动连接；所述护腿(335)上安装有大腿调节液压缸(326)、足前液压缸(332)以及足后液压缸(333)，所述大腿调节液压缸(326)的输出端转动连接在所述第二大腿辅支撑杆(325)的转角上；所述足前液压缸(332)和足后液压缸(333)均通过万向节安装在足底(341)上；所述足部组件(34)包括足底(341)、安装在所述足底(341)上的跟关节支撑柱(342)以及安装在所述跟关节支撑柱(342)的跟关节调节件(343)；所述小腿主支撑机构(334)的下端通过万向节与所述跟关节调节件(343)转动连接。2.根据权利要求1所述的一种下肢助残外骨骼机器人，其特征在于：所述腿部支撑机构(4)包括固定端通过护腿连接件(41)安装在所述护腿(335)上的支撑液压缸(43)和与所述支撑液压缸(43)的输出端连接的胯下支座(42)；患者穿戴时，所述胯下支座(42)与所述胯下支撑垫(23)接触。3.根据权利要求1所述的一种下肢助残外骨骼机器人，其特征在于：所述束缚组件(1)包括肩背板(11)、安装在所述肩背板(11)上的菱形脊柱支撑件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢哲东，陈晨，焦海坤，郭洪宇，付辰琦，裴学良，王国健，马啸尘，李维佳，李斌，张煜，张书菲，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：新型
国别省市：