【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及康复机器人，尤其是涉及一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人。
技术介绍
1、膝关节是人体承受重压和运动负荷的关键关节之一，容易受到损伤、炎症或退行性疾病的影响。许多人在不同阶段都会遇到膝关节疼痛、运动障碍或功能受限等问题，多功能膝骨关节炎康复机器人可以通过提供合适的辅助助行，康复训练，内外翻矫正，载体免荷等帮助患者恢复正常的关节功能。它们可以重度手术患者中使用，提供患者助行同时起到免荷功能，减少术后患者膝关节所受到的压力，并有助于患者恢复肌肉力量、约束和平衡关节活动范围。同时针对内外翻力线异常患者在助行与免荷的同时进行内外翻矫正。总体而言，全球范围内研发此类康复机器人的目的是为了解决广泛存在的膝关节问题，改善患者的生活质量，促进术后康复和功能恢复，并利用科技和创新推动相关技术的发展。中国专利cn114248257a公开了一种线缆驱动的人体下肢运动辅助装置，辅助力通过线缆驱动的机构进行传递，不受人体髋关节的约束，并且该线缆驱动的机构能够使得驱动系统与下肢外骨骼分离设置。但其不能作为膝骨关节炎术后的护具，且只设置了单腿辅助装置。
2、因此，亟需研究一种既能在患者恢复前期代替护具起到固定作用，又能给患者提供康复训练的辅助装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，通过四连杆结构将股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元连接，并设置可拆卸免负荷模块，能够有效针对膝骨关节炎
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，包括壳体、主控驱动模块、膝关节穿戴模块，膝关节连接传动模块和可拆卸免负荷模块；
4、所述壳体包括背包壳体、背包盖板和背带，所述背带与背包壳体固定连接，所述背包盖板与背包壳体形成空腔，以容纳主控驱动模块；
5、所述主控驱动模块设于所述背包壳体内，所述主控驱动模块包括中控、电机和电池，所述中控与电机之间通过导线连接，所述电池用于给中控和电机供电；
6、所述膝关节穿戴模块包括股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，所述股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元通过膝关节连接传动模块连接；
7、所述膝关节连接传动模块包括四连杆结构和绳驱动组件，所述绳驱动组件带动四连杆结构实现膝关节屈伸过程；
8、所述可拆卸免负荷模块包括臀部支撑单元和腿部支撑单元，所述臀部支撑单元与股骨穿戴单元连接，所述腿部支撑单元与胫骨穿戴单元连接。
9、进一步地，所述股骨穿戴单元包括第一固定绑带、第二固定绑带、大腿固定环套、大腿固定板和惯性传感器；
10、所述第一固定绑带与第二固定绑带均穿过大腿固定环套形成闭环；
11、所述大腿固定环套的内侧面上镶有硅胶防滑条，所述大腿固定环套与大腿固定板连接，所述惯性传感器固定于大腿固定板的内侧。
12、进一步地，所述胫骨穿戴单元包括第三固定绑带、第四固定绑带、小腿固定环套、小腿固定板和惯性传感器；
13、所述第三固定绑带与第四固定绑带均穿过小腿固定环套形成闭环；
14、所述小腿固定环套的内侧面上镶有硅胶防滑条，并与小腿固定板连接，所述惯性传感器固定于小腿固定板的内侧。
15、进一步地，所述四连杆结构包括大腿支条、小腿支条、第一连杆和第二连杆；
16、所述第一连杆和第二连杆的一端均固定于所述大腿支条上，另一端均固定于所述小腿支条上，所述第一连杆和第二连杆呈交叉状。
17、进一步地，所述绳驱动组件包括张紧轮、滑轮、传动连杆、导杆和传动绳；
18、所述传动连杆的一端连接滑轮，另一端与第二连杆连接；
19、所述张紧轮设于大腿固定板上，所述导杆固定于大腿支条上，并穿过内外翻限定件上端的圆孔；
20、所述滑轮的转动过程中，通过电机的拮抗驱动控制滑轮方向和扭力的大小；
21、所述传动绳的一端固定在电机上，另一端固定于滑轮上，通过传动绳带动滑轮做钟摆运动，再由滑轮通过传动连杆传动给第二连杆，从而带动整个四连杆结构，实现人体膝关节屈伸过程。
22、进一步地，所述绳驱动组件还包括矫形电机盖、矫形电机、矫形电机固定底座、电机丝杆和内外翻限定件；
23、所述矫形电机设于矫形电机盖和矫形电机固定底座形成的空腔内；
24、所述内外翻限定件的一端固定于大腿支条上，另一端固定于小腿支条上；
25、所述电机丝杆与矫形电机连接，并穿过小腿支条和内外翻限定件下端的圆孔，通过中控控制矫形电机转动，矫形电机带动电机丝杆转动，从而改变内外翻限定件的位置，压迫股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，促使股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元之间的角度改变，从而达到对人体施加矫正力的目的。
26、进一步地，所述臀部支撑单元包括股骨结节支撑板，外侧长度紧固件，内外支撑连接杆，内侧大腿支条，内侧长度限定件和内侧长度紧固件；
27、所述股骨结节支撑板通过外侧长度紧固件与内侧支撑连接杆相连；
28、所述内外支撑连接杆固定于大腿固定板上，并与内侧长度紧固件连接；
29、所述内侧长度紧固件通过内侧长度限定件与内侧大腿支条连接。
30、进一步地，所述腿部支撑单元包括内侧小腿支条，小腿免荷支条，踝关节件，脚蹬；
31、所述内侧小腿支条通过四连杆结构与内侧大腿支条连接，第三固定绑带和第四固定绑带均穿过内侧小腿支条形成闭环，小腿免荷支条固定在小腿支条上并通过踝关节件与脚蹬连接。
32、进一步地，所述主控驱动模块还包括电机座、导向杆、位移传感器和压缩弹簧；
33、所述电机座固定在背包壳体内，所述电机固定在电机座上；
34、所述位移传感器固定在电机座上，导向杆穿过压缩弹簧固定在位移传感器上。
35、进一步地，所述惯性传感器用于测量膝关节内翻或外翻状态，以及内翻或外翻的角度，并传送给中控。
36、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
37、本专利技术采用基于绳驱动的四连杆结构，通过四连杆结构将股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元连接，并设置可拆卸免负荷模块，能够有效针对膝骨关节炎患者的康复需求以及帮助不同程度的内外翻力线异常患者实现助行、免荷、康复训练和内外翻矫正的功能。此外，本专利技术可以根据患者的具体情况和需求进行个性化调整，以提供有效的治疗和康复方案。
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1.一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，包括壳体、主控驱动模块、膝关节穿戴模块，膝关节连接传动模块和可拆卸免负荷模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述股骨穿戴单元包括第一固定绑带(15)、第二固定绑带(16)、大腿固定环套(17)、大腿固定板(18)和惯性传感器(20)；
3.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述胫骨穿戴单元包括第三固定绑带(21)、第四固定绑带(22)、小腿固定环套(23)、小腿固定板(24)和惯性传感器(20)；
4.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述四连杆结构包括大腿支条(28)、小腿支条(29)、第一连杆(30)和第二连杆(31)；
5.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述绳驱动组件包括张紧轮(25)、滑轮(26)、传动连杆(27)、导杆(37)和传动绳(
6.根据权利要求5所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述绳驱动组件还包括矫形电机盖(32)、矫形电机(33)、矫形电机固定底座(34)、电机丝杆(35)和内外翻限定件(36)；
7.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述臀部支撑单元包括股骨结节支撑板(39)，外侧长度紧固件(40)，内外支撑连接杆(41)，内侧大腿支条(42)，内侧长度限定件(43)和内侧长度紧固件(44)；
8.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述腿部支撑单元包括内侧小腿支条(45)，小腿免荷支条(46)，踝关节件(47)，脚蹬(48)；
9.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述主控驱动模块还包括电机座(8)、导向杆(6)、位移传感器(7)和压缩弹簧；
10.根据权利要求2或3任一所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述惯性传感器(20)用于测量膝关节内翻或外翻状态，以及内翻或外翻的角度，并传送给中控(11)。
...【技术特征摘要】
1.一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，包括壳体、主控驱动模块、膝关节穿戴模块，膝关节连接传动模块和可拆卸免负荷模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述股骨穿戴单元包括第一固定绑带(15)、第二固定绑带(16)、大腿固定环套(17)、大腿固定板(18)和惯性传感器(20)；
3.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述胫骨穿戴单元包括第三固定绑带(21)、第四固定绑带(22)、小腿固定环套(23)、小腿固定板(24)和惯性传感器(20)；
4.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述四连杆结构包括大腿支条(28)、小腿支条(29)、第一连杆(30)和第二连杆(31)；
5.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述绳驱动组件包括张紧轮(25)、滑轮(26)、传动连杆(27)、导杆(37)和传动绳(38)；
6.根据权利要求5所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡冰山，庞志，常永杰，周洲，张琳，喻洪流，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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