本发明专利技术涉及康复医疗器械技术领域，尤其是一种具有被动自由度的下肢康复机器人，矢状面运动机构的上端安装有髋关节锻炼机构，髋关节锻炼机构的上端安装有踝关节训练机构，人体脚踏在踝关节训练机构上，且座椅正对下肢康复机器人设置，髋关节锻炼机构、踝关节训练机构以及矢状面运动机构同时动作，带动髋关节绕人体冠状轴及垂直轴的主被动运动、膝关节主被动运动、踝关节绕冠状轴及垂直轴的主被动运动及矢状轴的被动运动，完成下肢康复训练。采用末端牵引串联式构型，通过减小设备体积，通过创新性构型设计与控制系统，实现髋关节绕人体冠状轴及垂直轴的主被动运动、膝关节主被动运动、踝关节绕冠状轴及垂直轴的主被动运动及矢状轴的被动运动。轴的被动运动。轴的被动运动。
【技术实现步骤摘要】
一种具有被动自由度的下肢康复机器人
[0001]本专利技术涉及康复医疗器械
，尤其是一种具有被动自由度的下肢康复机器人。
技术介绍
[0002]下肢康复机器人依据形态不同大致可分为末端驱动式康复机器人、外骨骼式康复机器人、悬挂减重式康复机器人、坐卧式康复机器人。虽然形态不尽相同，但是其主要训练方式均带动下肢在矢状面运动，通过重复性的运动训练完成患肢运动功能的恢复，并保持肌肉活性，达到康复效果。
[0003]对于外骨骼式下肢康复机器人，需要患者站立使用，即患者已经具备一定活动能力，对于患病严重或患病初期行动不便的患者则无法使用，同时外骨骼式下肢康复机器人也存在着穿戴不便，踝关节康复训练缺乏的问题。
[0004]悬挂式肢康复机器人可以适用患者更多患病期，但因为增加了悬挂装置，设备体积一般较大，使用过程更加繁琐；坐卧式下肢康复机器人更多针对患者下肢矢状面髋、膝、踝关节运动，由于结构及运动原理限制，一般不能实现踝关节和髋关节三个自由度的转动，康复效果有局限性。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种采用末端牵引串联式构型，设备体积小，穿戴便利，采用五个主动自由度和一个被动自由度，可满足下肢所有关节运动的康复训练要求，提高康复效果的具有被动自由度的下肢康复机器人。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有被动自由度的下肢康复机器人，包括髋关节锻炼机构、踝关节训练机构以及矢状面运动机构，所述的矢状面运动机构的上端安装有髋关节锻炼机构，髋关节锻炼机构的上端安装有踝关节训练机构，人体脚踏在踝关节训练机构上，且座椅正对下肢康复机器人设置，髋关节锻炼机构、踝关节训练机构以及矢状面运动机构同时动作，带动髋关节绕人体冠状轴及垂直轴的主被动运动、膝关节主被动运动、踝关节绕冠状轴及垂直轴的主被动运动及矢状轴的被动运动，完成下肢康复训练。
[0007]进一步的，矢状面运动机构包括滚珠丝杠机构、转板以及底部电推杆，所述滚珠丝杠机构上安装有输出平台板，转板通过转板轴承座安装在输出平台板上，输出平台板与转板之间安装底部电推杆，转板与底部电推杆之间构成一个三角形支撑机构，转板的顶部焊接有上侧动平台，底部电推杆推动转板动作。
[0008]进一步的，髋关节锻炼机构包括两根平行设置的转杆和驱动所述转杆转动的中间电推杆，所述中间电推杆的一端铰接在任一转杆上，其另一端通过轴承座安装在上侧动平台上，两转杆的上端通过轴承座安装在上输出平台上，其下端通过轴承座安装在上侧动平台上，中间电推杆驱动转杆动作，从而带动髋关节锻炼机构整体转动，实现髋关节绕人体冠
状轴的主被动运动。
[0009]进一步的，踝关节锻炼机构包括同步组件和旋转组件，所述同步组件上安装有旋转组件，旋转组件上安装有踏板，同步组件动作驱动旋转组件旋转，用以驱动踝关节绕垂直轴做主被动运动，旋转组件动作驱动踏板动作，实现踝关节绕冠状轴做主被动运动及矢状轴的被动运动。
[0010]进一步的，滚珠丝杠机构包括滚珠丝杠框架、丝杠驱动电机、丝杠以及丝杠螺母，所述输出平台板的底面上安装有丝杠螺母和滑块，丝杠上设有与其配合的丝杠螺母，滚珠丝杠驱动电机安装在滚珠丝杠框架的一侧板上，滚珠丝杠驱动电机的输出端安装有联轴器，联轴器与丝杠的一端连接，丝杠的另一端安装在滚珠丝杠框架的另一侧板上，丝杠的两侧均安装有与所述滑块配合的滑轨。
[0011]进一步的，转板的下端一侧内壁上开设有第一弧形槽，转板轴承座上安装有第一限位螺钉，第一限位螺钉在第一弧形槽内滑动，用以限制转动转动角度。
[0012]进一步的，同步组件包括同步带电机和同步带轮组件，所述同步带电机通过电机连接座安装在上输出平台上，同步带轮组件安装在上输出平台上，同步带电机的输出端与同步带轮组件连接，并驱动同步带轮组件转动，实现踝关节绕垂直轴做主被动运动。
[0013]进一步的，旋转组件包括踝关节电机、旋转体、踏板下板以及虎克铰组件，所述虎克铰组件上安装有踏板，虎克铰组件的非等长端与旋转体连接，踏板下板上安装有支架，旋转体的两端通过第一短轴和第二短轴安装在支架上，第一短轴靠近踝关节电机设置，踝关节电机的输出端安装有联轴器，联轴器的输出端与第一短轴连接，从而驱动旋转体转动，实现踝关节绕人体冠状轴做主被动运动及矢状轴的被动运动。
[0014]进一步的，虎克铰组件的非等长端的芯轴上安装有扭簧，实现踝关节绕矢状轴的被动运动。
[0015]进一步的，旋转体的侧面上开设有第二弧形槽，支架上安装有与所述第二弧形槽配合的第二限位螺钉，用以在第二弧形槽内滑动，以限制旋转体转动角度。
[0016]本专利技术的有益效果是，解决了
技术介绍
中存在的缺陷，采用末端牵引串联式构型，通过减小设备体积，方便患者快速穿戴，实现下肢康复机器人更加便利的再多个场景中使用，降低对患者和使用环境的要求；
[0017]通过创新性构型设计与控制系统，实现髋关节绕人体冠状轴及垂直轴的主被动运动、膝关节主被动运动、踝关节绕冠状轴及垂直轴的主被动运动及矢状轴的被动运动。
附图说明
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0019]图1是本专利技术的立体图；
[0020]图2是本专利技术另一方向的立体图；
[0021]图3是本专利技术踝关节训练机构的结构示意图；
[0022]图4是本专利技术图4的爆炸图；
[0023]图5是本专利技术中转板的结构示意图；
[0024]图6是本专利技术中旋转体的结构示意图。
[0025]图中：1.滚珠丝杠机构，2.转板，3.底部电推杆，4.输出平台板，5.转板轴承座，6.
丝杠驱动电机，7.丝杠，9.滚珠丝杠框架，11.滑轨，12.滑块，13.上侧动平台，14.第一弧形槽，15.第一限位螺钉，16.转杆，17.中间电推杆，18.上输出平台，19.踏板，20.同步带电机，21.腰形螺栓槽，22.同步带轮组件，23.电机连接座，24.踝关节电机，25.旋转体，26.踏板下板，27.支架，28.虎克铰组件，29.芯轴，30.扭簧，31.第二限位螺钉，32.第二弧形槽，33.绑带。
具体实施方式
[0026]现在结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0027]如图1～6所示的一种具有被动自由度的下肢康复机器人，包括髋关节锻炼机构、踝关节训练机构以及矢状面运动机构，矢状面运动机构的上端安装有髋关节锻炼机构，髋关节锻炼机构的上端安装有踝关节训练机构，人体脚踏在踝关节训练机构上，且座椅正对下肢康复机器人设置，髋关节锻炼机构、踝关节训练机构以及矢状面运动机构同时动作，带动髋关节绕人体冠状轴及垂直轴的主被动运动、膝关节主被动运动、踝关节绕冠状轴及垂直轴的主被动运动及矢状轴的被动运动，完成下肢康复训练。
[0028]如图1～2所示，矢状面运动机构包括滚珠丝杠机构1、转板2以及底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有被动自由度的下肢康复机器人，其特征在于：包括髋关节锻炼机构、踝关节训练机构以及矢状面运动机构，所述的矢状面运动机构的上端安装有髋关节锻炼机构，髋关节锻炼机构的上端安装有踝关节训练机构，人体脚踏在踝关节训练机构上，且座椅正对下肢康复机器人设置，髋关节锻炼机构、踝关节训练机构以及矢状面运动机构同时动作，带动髋关节绕人体冠状轴及垂直轴的主被动运动、膝关节主被动运动、踝关节绕冠状轴及垂直轴的主被动运动及矢状轴的被动运动，完成下肢康复训练。2.如权利要求1所述的一种具有被动自由度的下肢康复机器人，其特征在于：所述的矢状面运动机构包括滚珠丝杠机构(1)、转板(2)以及底部电推杆(3)，所述滚珠丝杠机构(1)上安装有输出平台板(4)，转板(2)通过转板轴承座(5)安装在输出平台板(4)上，输出平台板(4)与转板(2)之间安装底部电推杆(3)，转板(2)与底部电推杆(3)之间构成一个三角形支撑机构，转板(2)的顶部焊接有上侧动平台(13)，底部电推杆(3)推动转板(2)动作。3.如权利要求1所述的一种具有被动自由度的下肢康复机器人，其特征在于：所述的髋关节锻炼机构包括两根平行设置的转杆(16)和驱动所述转杆(16)转动的中间电推杆(17)，所述中间电推杆(17)的一端铰接在任一转杆(16)上，其另一端通过轴承座安装在上侧动平台(13)上，两转杆(16)的上端通过轴承座安装在上输出平台(18)上，其下端通过轴承座安装在上侧动平台(13)上，中间电推杆(17)驱动转杆(16)动作，从而带动髋关节锻炼机构整体转动，实现髋关节绕人体冠状轴的主被动运动。4.如权利要求1所述的一种具有被动自由度的下肢康复机器人，其特征在于：所述的踝关节锻炼机构包括同步组件和旋转组件，所述同步组件上安装有旋转组件，旋转组件上安装有踏板(19)，同步组件动作驱动旋转组件旋转，用以驱动踝关节绕垂直轴做主被动运动，旋转组件动作驱动踏板(19)动作，实现踝关节绕冠状轴做主被动运动及矢状轴的被动运动。5.如权利要求2所述的一种具有被动自由度的下肢康复机器人，其特征在于：所述的滚珠丝杠机构(1)包括滚珠丝杠框架(9)、丝杠驱动电机(6)、丝杠(7)以及丝杠螺母，所述输出平台板(4)的底面上安装有丝杠螺母和滑块(12)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭升，朱攀，李继征，牛建业，王立鹏，姜智文，田俊杰，
申请(专利权)人：上海复试智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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