[发明专利]下肢康复训练机器人及其训练方法

权利要求书

1.一种下肢康复训练机器人，包括下肢康复训练机构和行走车机构，其特征在于下肢康复训练机构包括腰部固定座，髋关节电机，大腿连杆，大腿固定带，膝关节电机，小腿连杆，小腿固定带，踝关节电机，脚掌支承座；其中腰部固定座与大腿连杆、大腿连杆与小腿连杆、小腿连杆与脚掌支承座均通过转动副连接；所述大腿连杆包括大腿上连杆与大腿下连杆，之间通过移动副连接，所述小腿连杆包括小腿上连杆和小腿下连杆，之间通过移动副连接，两个移动副均可由锁紧旋钮锁紧，用于不同身高的康复者训练时调整大腿连杆和小腿连杆的长度；所述髋关节电机固定在腰部固定座上，髋关节电机输出轴与大腿连杆连接，髋关节电机带动大腿连杆相对于腰部固定座转动；膝关节电机固定在大腿连杆上，膝关节电机输出轴与小腿连杆连接，膝关节电机带动小腿连杆相对于大腿连杆转动；踝关节电机固定在小腿连杆上，踝关节电机输出轴与脚掌支承座连接，踝关节电机带动脚掌支承座相对于小腿连杆转动；所述髋关节电机，膝关节电机和踝关节电机上均有用于测量其轴向转角的传感器，所述传感器安装在髋关节电机、膝关节电机和踝关节电机输出轴的另一端，用于检测人体的运动趋势和三个转动处的转角值以作为电机伺服控制的位置检测反馈信号；所述行走车机构包括车架、车轮、扶手、吊带，车架底部安装四个车轮，中部安装有扶手，上部安装有吊带，用于吊起康复者，使其不会摔倒。

2.根据权利要求1所述的下肢康复训练机器人，其特征在于：所述康复训练机器人的髋关节电机的转角范围为0度～40度；膝关节电机转角范围为0度～60度；踝关节电机的转角范围为0度～40度。

3.根据权利要求2所述的下肢康复训练机器人，其特征在于所述车架底部的四个车轮为减震万向脚轮。

4.根据权利要求1、2或3所述的下肢康复训练机器人的训练方法：患者进行康复训练时，首先将腰部固定座固定在患者腰部，再将大腿和小腿通过大腿固定带和小腿固定带分别进行固定，根据患者的大腿和小腿长度调整大腿上连杆、大腿下连杆的相对位置，使其与患者的大腿长度相适应，调整小腿上连杆、小腿下连杆的相对位置，使其与患者的小腿长度相适应，使所述下肢训练机器人的各转动关节与人体各关节对应，并将锁紧旋钮锁紧；首先由连接在健康腿一侧的康复训练机构中各电机输出轴处的传感器检测行走过程中各时刻转动副的转角值，然后生成单个腿行走的步态数据；健康腿行走结束后，待康复腿上的康复训练机构根据生成的步态数据，由髋关节电机，膝关节电机，踝关节电机带动康复训练机构运动，最终使待康复腿完成行走步态；如此循环进行，使待康复腿得到康复训练；所述的下肢康复训练机器人包括下述三种训练模式：

训练初期模式：由机器人腿部三个关节电机带动人体完成正常步态运动；

训练中期模式：由传感器检测人体运动趋势，再由机器人腿带动人体完成步态运动；

训练后期模式：由人体主动运动，机器人腿对人体施加一定阻尼，来促进人体机能进一步的恢复与提高。