本发明专利技术涉及一种便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人，包括依次连接的大腿支撑部件、膝关节部件、小腿支撑部件和踝关节脚部部件，膝关节部件包括膝关节支撑件、固定在膝关节支撑件上且与大腿支撑部件固定连接的大腿连接件、第二驱动电机、第二螺旋副组件、第二连杆及与膝关节支撑件转动连接的膝关节运动件，第二螺旋副组件包括第二螺旋轴和与第二螺旋轴螺旋连接的第二螺旋滑块，第二螺旋轴的一端安装在膝关节支撑件上，第二螺旋轴的另一端与所述第二驱动电机的输出轴连接，第二连杆的两端分别与所述第二螺旋滑块和所述膝关节运动件转动连接，膝关节运动件与小腿支撑部件固定连接。上述膝关节部件的驱动机构体积轻巧，适合穿戴且便于携带。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人。
技术介绍
目前针对下肢功能障碍的康复治疗主要依赖于治疗师一对一或多对一的徒手训练，难以实现高强度、有针对性和重复性的康复训练要求，人工训练的成本很高。目前有关下肢康复训练的机器人，就康复训练模式主要有吊挂跑步式、坐卧式。就 关节运动的驱动模式而言，主要有链条驱动式、气动式、液压驱动式等机械驱动模式。这些训练模式或驱动模式，一个共同的特点是驱动机构体积庞大，不适合穿戴，更不具有便携功能，且同时需要多位辅助人员进行辅助。例如，有些机器人的膝关节部件的驱动结构采用谐波减速器和盘式电机，这种膝关节部件的驱动机构体积庞大，不适合穿戴。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统下肢康复训练的机器人的膝关节部件的驱动机构体积庞大不适合穿戴的问题，提供一种膝关节部件的驱动机构轻巧、适合穿戴、便于携带的便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人。一种便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人，包括依次连接的大腿支撑部件、膝关节部件、小腿支撑部件和踝关节脚部部件，其中所述膝关节部件包括膝关节支撑件、固定在所述膝关节支撑件上且与所述大腿支撑部件固定连接的大腿连接件、第二驱动电机、第二螺旋副组件、第二连杆及与所述膝关节支撑件转动连接的膝关节运动件，其中所述第二螺旋副组件包括第二螺旋轴和与第二螺旋轴螺旋连接的第二螺旋滑块，所述第二螺旋轴的一端安装在所述膝关节支撑件上，所述第二螺旋轴的另一端与所述第二驱动电机的输出轴连接，所述第二连杆的两端分别与所述第二螺旋滑块和所述膝关节运动件转动连接，所述膝关节运动件与所述小腿支撑部件固定连接。在其中一个实施例中，还包括与所述第二螺旋滑块滑动连接的第二导杆，所述第二导杆的一端固定在所述膝关节支撑件上。在其中一个实施例中，还包括第三轴承、第二联轴器、第二电机座及第四轴承，所述第三轴承和所述第二联轴器安装在第二电机座中，所述第四轴承安装在所述膝关节支撑件中，所述第二螺旋轴的两端分别安装在第三轴承和第四轴承中。在其中一个实施例中，所述第二电机座固定在所述膝关节支撑件的顶部，所述第二螺旋滑块和所述第二连杆位于所述膝关节支撑件内部。在其中一个实施例中，还包括与所述第二螺旋滑块滑动连接的第二导杆，所述第二导杆的两端分别固定在所述膝关节支撑件和所述第二电机座上。在其中一个实施例中，还包括将所述第二螺旋滑块与所述第二连杆转动连接的第三连杆轴。在其中一个实施例中，还包括第四连杆轴和膝关节运动件转动轴，其中所述膝关节支撑件的底部设有第二枢接空腔，所述膝关节运动件的上部设有两个枢接部，所述枢接部上分别设有通孔，所述两个枢接部容纳在所述第二枢接空腔中，所述第四连杆轴穿过其中一个枢接部上的通孔并将所述膝关节运动件与所述第二连杆转动连接，所述膝关节运动件转动轴穿过另一个枢接部上的通孔并将所述膝关节运动件与所述膝关节支撑件转动连接。在其中一个实施例中，还包括限位杆，所述膝关节支撑件的底部上开设有与所述 枢接空腔连通的限位孔，所述限位杆定位在所述限位孔中并位于所述两个枢接部之间。在其中一个实施例中，还包括第一喉箍，所述大腿连接件呈管状，所述大腿支撑部件包括插入到所述大腿连接件中的大腿支撑杆，所述第一喉箍将所述大腿连接件和所述大腿支撑杆固定在一起。在其中一个实施例中，还包括第二喉箍，所述膝关节运动件的底部设有管状部分，所述小腿支撑部件包括插入到所述管状部分中的小腿支撑杆，所述第一喉箍将所述膝关节运动件和所述小腿支撑杆固定在一起。上述便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人，其膝关节部件采取电机驱动螺旋副带动连杆的方式，进而带动关节运动，电机及螺旋副组成的驱动机构体积轻巧，适合穿戴且便于携带。附图说明图I为本实施方式外骨骼机器人的分解图；图2至图3为髋关节部件分解后各元件的结构示意图；图4为髋关节部件中的腿部运动件与大腿支撑部件连接状态的剖视图；图5为髋关节部件组合后的剖视图；图6为大腿支撑部件的分解图；图7为大腿支撑杆的局部放大图；图8至图9为膝关节部件分解后各元件的结构示意图；图10为膝关节部件组合后的剖视图；图11为小腿支撑部件的分解图；图12为踝关节脚部部件的分解图；图13至图14为腰部支撑部件分解后各元件的结构示意图；图15为腰部支撑部件的组装图；图16为本实施方式外骨骼机器人站姿示意图；图17为本实施方式外骨骼机器人走姿示意图；图18为本实施方式外骨骼机器人坐姿示意图。具体实施例方式请参考图I及图16至图18，本实施方式的便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人包括依次连接并组成完整腿部部件的髋关节部件I、大腿支撑部件2、膝关节部件3、小腿支撑部件4、踝关节脚部部件5，及与髋关节部件I固定连接的腰部支撑部件6。请参考图2和图3，髋关节部件I包括第一驱动电机I. I、第一联轴器I. 2、第一电机座I. 3、第一轴承I. 4、第一螺旋轴I. 5、第一螺旋滑块I. 6、第一连杆轴I. 7、第一连杆I. 8、第一导杆I. 9、第二轴承I. 10、髋关节支撑件I. 11、第二连杆轴I. 12、髋关节转动轴I. 13、髋关节运动件I. 14、腿部运动件转动轴I. 15、腿部运动件I. 16、手柄转轴I. 17、手柄I. 18、弹簧轴I. 19、弹簧I. 20及卡扣轴1.21。下面详述各元件之间的组装关系。第一驱动 电机I. I安装在第一电机座I. 3上。第一电机座I. 3固定在髋关节支撑件I. 11的顶部。第一联轴器I. 2位于第一电机座I. 3内并与第一驱动电机I. I的输出轴连接。第一轴承I. 4也安装在第一电机座I. 3内。第二轴承I. 10则安装在髋关节支撑件I. 11的轴承孔中。第一螺旋滑块I. 6螺旋安装在第一螺旋轴I. 5上，二者构成第一螺旋副组件。第一螺旋轴I. 5的一端由第一轴承I. 4支撑且通过第一联轴器I. 2与第一驱动电机I. I的输出轴连接。第一螺旋轴I. 5的另一端则自髋关节支撑件I. 11的顶部插入髋关节支撑件I. 11中且由第二轴承I. 10支撑。第一驱动电机I. I带动第一螺旋轴I. 5转动，使第一螺旋滑块I. 6在第一螺旋轴I. 5上直线运动。第一导杆I. 9的两端分别固定在第一电机座I. 3和髋关节支撑件I. 11上，且其穿过第一螺旋滑块I. 6，二者达成滑动连接，以对第一螺旋滑块I. 6在第一螺旋轴I. 5上的移动进行导向。第一连杆I. 8的一端通过第一连杆轴I. 7与第一螺旋滑块I. 6转动连接，另一端通过第二连杆轴I. 12转动连接于髋关节运动件I. 14。髋关节运动件I. 14的上部通过髋关节转动轴I. 13转动连接于髋关节支撑件I. 11的底部。第二连杆轴I. 12和髋关节转动轴I. 13分别位于髋关节运动件I. 14的上部的两端，从图2和图3中可以看到，髋关节支撑件I. 11的底部设有可以容纳髋关节运动件I. 14的第一枢接空腔I. 111，髋关节运动件I. 14上部的两端则分别设有一穿孔I. 141，以分别与第二连杆轴I. 12和髋关节转动轴I. 13配合，使髋关节运动件I. 14分别与第一连杆I. 8和髋关节支撑件I. 11转动连接。如图3所示，髋关节运动件I. 14的底部设有两个第一枢接槽I. 1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人，其特征在于，包括依次连接的大腿支撑部件、膝关节部件、小腿支撑部件和踝关节脚部部件，其中所述膝关节部件包括膝关节支撑件、固定在所述膝关节支撑件上且与所述大腿支撑部件固定连接的大腿连接件、第二驱动电机、第二螺旋副组件、第二连杆及与所述膝关节支撑件转动连接的膝关节运动件，其中所述第二螺旋副组件包括第二螺旋轴和与第二螺旋轴螺旋连接的第二螺旋滑块，所述第二螺旋轴的一端安装在所述膝关节支撑件上，所述第二螺旋轴的另一端与所述第二驱动电机的输出轴连接，所述第二连杆的两端分别与所述第二螺旋滑块和所述膝关节运动件转动连接，所述膝关节运动件与所述小腿支撑部件固定连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘园园，彭安思，王灿，正端，吴新宇，徐扬生，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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