[发明专利]一种单侧下肢残疾人士专用助力康复机器人

说明书

本发明公开了一种单侧下肢残疾人士专用助力康复机器人，所述助力康复机器人具有被动模式、主动模式和阻抗模式三种操控模式；所述助力康复机器人包括腰带部件、大腿套环、小腿套环、脚板部件、大腿部件、小腿部件、膝关节电机装置、踝关节电机装置、手柄部件、手柄连杆、手柄电机装置、第一腿部连杆和第二腿部连杆；核心部分是由连杆部件和固定部件中的手柄部件、大腿部件、小腿部件、腰带部件、脚板部件、第一腿部连杆和第二腿部连杆共同构成的一多连杆机构。本发明制作成本低，轻便并可用于锻炼，适用于更多人群；在结构方面有较好的稳定性和安全性，设有限位装置，可有效防止意外发生。

技术领域

本发明属于医疗设备领域，涉及一种下肢康复用品，尤其是一种单侧下肢残疾人士专用助力康复机器人。

背景技术

国外最初进行外骨骼研究的主要目的是增强士兵的单兵作战能力及负重能力等，以便减轻士兵的疲劳感等。后来逐渐在助行助力、辅助医疗等领域有了一定的发展。穿戴式下肢助力机器人是一种融合了机械设计、传感技术以及控制技术等多学科的复杂系统，它不仅可以保护人体、支撑身体，还可以完成一定的任务，比如增强人体的运动机能等。与轮椅仅仅作为代步工具不同，助力机器人可用于辅助患有心脑血管疾病或神经系统疾病的患者进行康复训练，帮助他们重新获得步行能力。它可以在医疗机构甚至家中使用，能使患者尽早获得独立生活的能力。穿戴式助力机器人是助力外骨骼的一种，它可以使人和外骨骼协同工作，将人体的智力和机器的协调控制相结合，将人的智力控制加入到外骨骼的助力控制中，通过对外骨骼的助力控制与人的意识相结合，就可以完成人体自身很难完成或无法完成的动作。

现在鲜有针对单侧下肢残疾人士专用的可穿戴式下肢助力机器人。同时，由于可穿戴式下肢助力机器人的机械结构存在着体积和重量均偏大的问题，这在一定程度上影响了穿戴式下肢助力机器人的应用。现有穿戴式下肢助力机器人往往单纯采用电力驱动或液压驱动，模式单一，无法满足不同残疾程度人群的需要。因此，亟需研制用于单侧下肢残疾人士专门使用的穿戴式下肢助力机器人。

发明内容

本发明针对上述助力机器人的矫正功能和安全性能以及单侧下肢残疾人的迫切需求等急需解决的问题，旨在提供一种可通过多种控制模式的下肢助力康复机器人。针对驱动方法采用了包括被动模式、主动模式和阻抗模式在内的共计3种驱动方式，设计了一种单侧下肢残疾人士专用助力康复机器人。

本发明采用的技术方案如下：

一种单侧下肢残疾人士专用助力康复机器人，所述助力康复机器人具有被动模式、主动模式和阻抗模式三种操控模式；所述助力康复机器人由固定部件和连杆部件组成；所述固定部件包括腰带部件1、大腿套环4、小腿套环7和脚板部件9，所述连杆部件包括大腿部件3、小腿部件6、膝关节电机装置5、踝关节电机装置8、手柄部件2、手柄连杆13、手柄电机装置14、第一腿部连杆 11和第二腿部连杆12；核心部分是由连杆部件和固定部件中的手柄部件2、大腿部件3、小腿部件6、腰带部件1、脚板部件9、第一腿部连杆11和第二腿部连杆12共同构成的一多连杆机构；

所述腰带部件1与手柄部件2的一端以及大腿部件3的上端三者相铰接于第一铰接点；所述大腿部件3的下端与小腿部件6的上端相铰接于第二铰接点；所述小腿部件6的下端与所述脚板部件9相铰接于第三铰接点；所述手柄部件2 的另一端与手柄连杆13的一端铰接，所述手柄连杆13的另一端和第二腿部连杆12铰接，所述第一腿部连杆11嵌套在第二腿部连杆12的底部构成移动副；所述大腿部件3内侧设有一滑道，所述第二腿部连杆12上设有一滑块，与大腿部件3上的滑道构成移动副，所述滑块铰接于第二腿部连杆12；所述第一腿部连杆11、小腿部件6和脚板部件9铰接于第三铰接点；所述大腿部件3和小腿部件6上面分别设有大腿套环4和小腿套环7用于将人体下肢固定在机器人大腿部件3和小腿部件6上，在套环的内侧设有弹性绑带，用以提供约束力。