[发明专利]一种下肢康复机器人的机械腿

说明书

一种下肢康复机器人的机械腿，它包括：髋关节传动组件、大腿调长组件、膝关节传动组件、小腿调长组件、踝关节传动组件和足底传感组件；髋关节传动组件包括：髋关节电机、髋主动带轮和髋计量主动带轮、髋计量从动带轮、髋编码器、髋从动带轮、髋减速器、髋传动轴和第一扭矩传感器；大腿调长组件包括：大腿支架和第一电动推杆；膝关节传动组件包括：膝关节电机、膝主动带轮、膝从动带轮、膝计量带轮、膝编码器以及第二扭矩传感器；小腿调长组件包括：小腿上支架、小腿下支架、第二电动推杆和电子尺；足底传感组件包括六维力传感器。本发明能够适应不同身高的患者、不同姿态的康复训练需要，安全可靠。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种康复机器人。

背景技术

随着时代的发展，我国人口老龄化越来越严重，诸如脑梗、截瘫等疾病的发生将会导致大量的肢体残障者。加之由于交通事故、运动伤残等意外事故导致的下肢运动功能性障碍症患者数目在逐年增长。这些患者病情的康复，除了进行手术药物等治疗外，进行科学的康复训练也极为重要。据统计，目前我国肢体残障者约2407万人，单单依靠康复医师徒手训练远远不能满足患者的需要。下肢康复机器人作为一种自动化的康复医疗设备，恰好可以填补这一空缺。

相较于在下肢康复机器人领域处于领先地位的发达国家，我国在康复机器人领域的研究还属于初步发展阶段，并且其中大多数为辅助类的康复机器人，缺乏具备多功能、多姿态训练模式于一体的下肢康复机器人。

通过一和人体的腿部结构相似的机械腿带动人腿运动进行康复训练，效果比较明显，但是对于不同身高的患者使用同一个机械腿进行训练，不能保证机械腿的曲驱轴线与人腿的关节轴线相似或重合，影响训练效果，更严重者可能对康复训练具有安全隐患；另一方面患者坐姿训练和躺姿训练均具有不同的关节轴线运动曲线。

发明内容

本发明针对以上提出的下肢康复机器人的机械腿不能满足不同身高患者、不同训练姿态的要求，而研究设计一种能够适应不同身高患者、不同训练姿态的安全性高的下肢康复机器人的机械腿。

为解决技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明包括：髋关节传动组件、大腿调长组件、膝关节传动组件、小腿调长组件、踝关节传动组件和足底传感组件，其中髋关节传动组件与大腿调长组件连接，大腿调长组件与膝关节传动组件连接、膝关节传动组件与小腿调长组件连接、小腿调长组件与踝关节传动组件连接，踝关节传动组件与足底传感组件连接；

所述髋关节传动组件包括髋关节支架、髋关节电机、髋主动带轮、髋计量主动带轮、髋计量从动带轮、髋编码器、髋从动带轮、髋减速器、第一扭矩传感器、髋旋转板、髋传动轴，其中髋关节电机设在髋关节支架的底部，髋主动带轮和髋计量主动带轮均与髋关节电机同轴连接的，髋计量从动带轮通过带传动与髋计量主动带轮连接，髋编码器与髋从动带轮同轴设置，髋从动带轮设在髋关节支架的上部、髋减速器和髋传动轴与髋从动带轮同轴连接，第一扭矩传感器连接在髋减速器的输出轴和髋传动轴之间，髋旋转板与髋传动轴固定连接，髋主动带轮与髋从动带轮通过带传动连接；

所述大腿调长组件包括：大腿支架和第一电动推杆，所述第一电动推杆的固定端固定在大腿支架上，输出端与所述髋旋转板固定连接；

所述膝关节传动组件包括：膝关节电机、膝主动带轮、膝从动带轮、膝计量带轮、膝编码器、膝减速器、膝传动轴和第二扭矩传感器，其中膝主动带轮与膝关节电机同轴连接，膝从动带轮通过同步带传动与膝主动带轮连接，膝计量带轮与同步带啮合，膝编码器与膝计量带轮同轴连接，膝减速器与膝从动带轮同轴连接，第二扭矩传感器设在膝减速器和膝传动轴之间；

所述小腿调长组件包括：小腿上支架、小腿下支架、第二电动推杆、电子尺，其中小腿上支架与所述膝传动轴固定连接，小腿下支架的一端与小腿上支架的一端连接，小腿下支架可相对小腿上支架移动，第二电动推杆的固定端和输出端分别连接小腿上支架和小腿下支架，电子尺的固定端和检测端分别连接小腿上支架和小腿下支架；