坐式外骨骼下肢康复机器人制造技术

一种医疗康复技术领域的坐式外骨骼下肢康复机器人，包括：坐式辅助机构、下肢康复机构和外骨骼护罩机构，坐式辅助机构和下肢康复机构相连，外骨骼护罩机构分别与坐式辅助机构和下肢康复机构相连。本发明专利技术将坐式辅助机构、下肢康复机构和外骨骼护罩机构做成一体，通过下肢康复机构中的电机驱动带动患者腿部训练，训练模式分有主动、被动模式，以满足不同患者下肢康复训练的要求。而且在训练过程中，通过将患者的下肢绑定在外骨骼护罩机构上，能够使病人在训练过程腿部不会出现侧移或翻转情况以保证正确的训练姿势，同时本发明专利技术结构简单紧凑，利用低成本的设备就能够实现对患者的下肢进行科学的康复训练，适宜推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种医疗康复
的装置，具体是一种坐式外骨骼下肢康复 机器人。
技术介绍
近年来，一种针对老年人和下肢有运动障碍的病人进行康复训练的下肢康复机器 人得到了应用和推广，这种机器人考虑了患者的实际情况，一般通过外部动力装置来带动 患者的下肢进行康复训练。经对现有技术文献的检索发现，中国专利号200320105183. 0公开了一种给病人 提供康复训练的卧床下肢康复器。该器械包括卧床、脚踏装置，制造简单，但是患者运动是 靠自己双腿力量来带动脚蹬转动，不适合病瘫患者使用。中国专利号200620140778. 3公开了轮椅式截瘫患者行走训练机器人，包括轮椅 系统、下肢外骨骼系统、阻尼支撑系统和控制器。该机器人通过控制外骨骼系统上各个关节 上电机的运转来实现下肢训练功能。该机器人同时对外骨骼四个关节进行控制，操作复杂， 成本较高，不适宜推广。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种坐式外骨骼下肢康复机器人，将 坐式辅助机构、下肢康复机构和外骨骼护罩机构做成一体，通过下肢康复机构中的电机驱 动带动患者腿部训练，训练模式分有主动、被动模式，以满足不同患者下肢康复训练的要 求。而且在训练过程中，通过将患者的下肢绑定在外骨骼护罩机构上，能够使病人在训练过 程腿部不会出现侧移或翻转情况以保证正确的训练姿势。本专利技术最重要的特征之一是结构 简单紧凑，利用低成本的设备就能够实现对患者的下肢进行科学的康复训练，适宜推广。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括坐式辅助机构、下肢康复机构和 外骨骼护罩机构，其中坐式辅助机构和下肢康复机构相连，外骨骼护罩机构分别与坐式辅 助机构和下肢康复机构相连。所述的坐式辅助机构包括第一带刹车万向轮、第二带刹车万向轮、椅子架、第三 带刹车万向轮、第四带刹车万向轮、左扶手、椅子坐垫、右扶手，其中第一带刹车万向轮、第 二带刹车万向轮、第三带刹车万向轮和第四带刹车万向轮分别与椅子架固定相连，椅子坐 垫、左扶手与右扶手分别与椅子架固定相连。所述的下肢康复机构包括左脚蹬轴，左脚蹬，左曲柄，脚踏箱左板，第一同步带 轮，脚踏箱主轴，脚踏箱后板，脚踏箱前板，电机固定座，第二同步带轮，步进电机，同步带， 脚踏箱底板，右脚蹬轴，右脚蹬，右曲柄，脚踏箱右板，脚踏箱顶板。其中脚踏箱左板、脚踏箱 右板、脚踏箱前板、脚踏箱后板、脚踏箱底板、脚踏箱顶板分别固定相连形成一个封闭的脚 踏箱。步进电机与电机固定座固定相连，电机固定座与脚踏箱底板固定相连，步进电机与第 二同步带轮固定相连，第二同步带轮通过同步带与第一同步带轮连接，第一同步带轮与脚踏箱主轴固定相连，脚踏箱主轴与脚踏箱左板和脚踏箱右板活动相连，脚踏箱主轴的左轴 端和右轴端分别与左曲柄和右曲柄固定连接，左曲柄与左脚蹬轴固定连接，左脚蹬与左脚 蹬轴活动相连，右曲柄与右脚蹬轴固定连接，右脚蹬与右脚蹬轴活动相连。所述的外骨骼护罩机构包括髋关节齿形件，髋关节活动件，髋关节活动件固定 杆，髋关节轴，髋关节螺母，髋关节接头，大腿件，大腿护罩，大腿护罩螺母，大腿护罩轴，第 一膝关节接头，膝关节轴，第二膝关节接头，小腿件，小腿护罩，小腿护罩轴，小腿护罩螺母， 踝关节接头，大腿护罩固定件，大腿护罩轴承，膝关节螺母，小腿护罩固定件，小腿护罩轴 承。其中髋关节活动件固定杆与髋关节活动件固定相连，髋关节活动件通过髋关节活动件 固定杆与髋关节齿形件活动相连，髋关节轴与髋关节活动件固定相连，髋关节接头与髋关 节轴活动相连，髋关节螺母与髋关节轴固定相连，髋关节接头与大腿件固定相连，大腿护罩 轴与大腿件固定相连，大腿护罩与大腿护罩固定件固定相连，大腿护罩固定件通过大腿护 罩轴承与大腿护罩轴活动相连，大腿护罩螺母与大腿护罩轴固定相连，大腿件与第一膝关 节接头固定相连，第一膝关节接头与第二膝关节接头通过膝关节轴活动相连，膝关节螺母 与膝关节轴固定相连，第二膝关节接头与小腿件固定相连，小腿护罩轴与小腿件固定相连， 小腿护罩与小腿护罩固定件固定相连，小腿护罩固定件通过小腿护罩轴承与小腿护罩轴活 动相连，小腿护罩螺母与小腿护罩轴固定相连，小腿件与踝关节接头固定相连。以上所述各个部分的机构，外骨骼护罩机构通过其髋关节齿形件与坐式辅助机构 扶手固定相连，外骨骼护罩机构通过踝关节接头与下肢康复机构的脚蹬轴活动相连，下肢 康复机构通过脚踏箱底板与坐式辅助机构的椅子架固定相连。下肢康复机构工作时步进电机转动带动第二同步带轮转动，第二同步带轮通过 同步带带动第一同步带轮转动，第一同步带轮带动脚踏箱主轴转动，脚踏箱主轴转动同时 带动左曲柄和右曲柄转动，左曲柄带动左脚蹬轴进行转动，这样左脚蹬就可以随着左脚蹬 轴一起运动，同时右曲柄带动右脚蹬轴进行转动，右脚蹬随着右脚蹬轴一起运动。外骨骼护罩机构工作时下肢康复机构工作时，带动外骨骼护罩机构运动。本专利技术相比现有技术具有以下优点通过利用外骨骼护罩机构来绑定瘫痪患者的 下肢，能够使病人在训练过程腿部不会出现侧移或翻转情况以保证正确的训练姿势，且在 训练过程中，患者的大腿和小腿是可绕外骨骼护罩机构进行相对旋转，使患者运动过程更 加舒适。外骨骼假肢机构设计结构紧凑、各关节转动范围大，能满足人体实际运动要求。下 肢康复机构仅采用一个步进电机驱动，直接控制踝关节运动，从而带动患者两条腿的运动， 利用低成本的设备就能够完成对患者腿部进行康复训练的目的。而且患者所坐的坐式辅助 机构是可以移动的，患者在坐式辅助机构中的不同位置可以通过调整外骨骼护罩机构中的 髋关节活动件相对于髋关节齿形件的位置来实现，使患者坐在不同位置时，外骨骼的髋关 节能够跟随着患者的髋关节的不同位置进行移动，能够让外骨骼更加准确地模仿患者的双 腿。附图说明图1是本专利技术的示意图；图2是本专利技术的侧视图；图3是本专利技术的坐式辅助机构示意图4是本专利技术的下肢康复机构示意图；图5是本专利技术的外骨骼护罩机构示意图；其中图5a为立体示意图，图5b为正视图。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。如图1，图2所示，本实施例包括坐式辅助机构1、下肢康复机构2和外骨骼护罩 机构3，其中坐式辅助机构1和下肢康复机构2相连，外骨骼护罩机构3分别与坐式辅助 机构1和下肢康复机构2相连。如图3所示，坐式辅助机构1包括第一带刹车万向轮4、第二带刹车万向轮5、椅 子架6、第三带刹车万向轮7，第四带刹车万向轮8，左扶手9，椅子坐垫10，右扶手11，其中 第一带刹车万向轮4、第二带刹车万向轮5，第三带刹车万向轮7，第四带刹车万向轮8分别 与椅子架6固定相连，左扶手9与右扶手11分别与椅子架6固定相连，椅子坐垫10与椅子 架6固定相连。如图4所示，下肢康复机构2包括左脚蹬轴12，左脚蹬13，左曲柄14，脚踏箱左 板15，第一同步带轮16，脚踏箱主轴17，脚踏箱后板18，脚踏箱前板19，电机固定座20，第 二同步带轮21，步进电机22，同步带23，脚踏箱底板24，右脚蹬轴25，右脚蹬26，右曲柄27， 脚踏箱右板28，脚踏箱顶板29。其中脚踏箱左板15、脚踏箱右板28、脚踏箱前板19、脚踏 箱后板18、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐式外骨骼下肢康复机器人，其特征在于，包括：坐式辅助机构、下肢康复机构和外骨骼护罩机构，其中：坐式辅助机构和下肢康复机构相连，外骨骼护罩机构分别与坐式辅助机构和下肢康复机构相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷跃红，尤跃东，王乾人，孙红伟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]