[实用新型]基于绳驱动的“4+2”式下肢康复机器人

权利要求书

1.一种基于绳驱动的“4+2”式下肢康复机器人，其特征在于：包括机架以及安装在机架上的四个用于起支撑作用的外足机构、两条基于绳驱动的内足机构和运动监测装置，所述机架包括平台和设置在平台中部且可套装在使用者腰部处的腰部结构，四个外足机构中两两一组布置在腰部结构的左右两侧，两组外足机构左右对称布置，同一侧的一组外足机构前后错位布置，两个内足机构左右对称布置且设置在两组外足机构之间；

每条内足机构均包括髋关节、大腿机构、膝关节和小腿机构，所述大腿机构包括大腿杆和用于固定大腿的大腿助力板，所述大腿助力板安装在大腿杆的内侧，所述小腿机构包括小腿杆和用于固定小腿的小腿助力板，所述小腿助力板安装在小腿杆的内侧，所述小腿助力板和大腿助力板均为弧形，所述大腿杆的上端通过髋关节与机架的腰部结构连接，所述大腿杆的下端通过膝关节与小腿杆的上端连接；

所述膝关节包括大腿转轮、小腿转轮、两个弧形连接块、两根膝关节线绳和膝关节驱动电机，所述大腿转轮与小腿转轮始终相切并布置在两个弧形连接块之间，两个弧形连接块的上下两端分别通过一根转动轴连接，所述大腿转轮通过大腿三角支架可转动的安装在位于上侧的转动轴上，所述大腿三角支架固定在大腿杆的下端，所述小腿转轮通过小腿三角支架可转动的安装在位于下侧的转动轴上，小腿三角支架固定在小腿杆的上端，所述大腿三角支架的前部和小腿三角支架的前部分别设置两个弹簧连接柱，两个弹簧连接柱分别对称布置在相应的转轮的左右两侧，大腿三角支架上的每个弹簧连接柱与同一侧的小腿三角支架上的弹簧连接柱分别通过膝关节复位弹簧连接；

所述大腿三角支架的后部和小腿三角支架的后部分别设置两个线轮，两个线轮分别对称布置在相应的转轮的左右两侧；在大腿杆的下端左右两侧分别对称设有一个线轮，每根膝关节线绳的一端绕在小腿三角支架上的线轮并固定在该线轮上，其另一端绕过位于同一侧的大腿三角支架上的线轮后，再绕回小腿三角支架上的线轮，接着经过大腿三角支架上的线轮、大腿杆上的线轮后贴着大腿杆向上延伸，两根膝关节线绳向上延伸后与膝关节驱动电机同步联动，膝关节驱动电机安装在机架的腰部结构上；

所述运动监测装置包括用于测量关节运动角度的硅胶模块和中央处理器，所述硅胶模块设置在膝关节的后侧上，包括光纤传感器和柔性底板，所述光纤传感器嵌入到柔性底板内，柔性底板的上下两端分别与大腿三角支架、小腿三角支架连接，所述光纤传感器与中央处理器连接，所述中央处理器与膝关节驱动电机连接。

2.如权利要求1所述的基于绳驱动的“4+2”式下肢康复机器人，其特征在于：每个外足机构均包括连杆机构、外足驱动电机和足关节，所述连杆机构包括大腿三角连杆、小腿三角连杆、第一三角连杆、第二三角连杆、主动连杆和从动连杆，所述大腿三角连杆的上顶点与第一三角连杆的前顶点铰接，所述第一三角连杆固定安装在平台上，所述主动连杆的上端与第一三角连杆的下顶点通过传动轴铰接，所述主动连杆的下端与第二三角连杆的后侧上顶点铰接，所述第二三角连杆的前顶点与大腿三角连杆的后顶点铰接，第二三角连杆的后侧下顶点与从动连杆的上端铰接，所述从动连杆的下端与小腿三角连杆的后顶点铰接，所述小腿三角连杆的前侧上顶点与大腿三角连杆的下顶点铰接，所述小腿三角连杆的前侧下顶点安装在足关节上，所述外足驱动电机设在机架腰部结构上且其输出轴通过同步带与传动轴连接；其中，所述主动连杆与第一三角连杆、第二三角连杆、大腿三角连杆组成曲柄摇杆机构，同时大腿三角连杆与小腿三角连杆、从动连杆、第二三角连杆组成双摇杆机构。

3.如权利要求1或2所述的基于绳驱动的“4+2”式下肢康复机器人，其特征在于：所述髋关节包括上下两块平板、三根曲线连杆、三个球铰链、三个万向节、四根髋关节线绳和两个髋关节驱动电机，三个万向节等圆周设置在上侧的平板底面上，三个球铰链与三个万向节上下错位布置且等圆周设置在下侧的平板顶面上，三个万向节分别通过三根曲线连杆与三个球铰链连接，每根曲线连杆上端连接的万向节与该根曲线连杆下端连接的球铰链映射在同一个平面上呈中心对称布置；上下两块平板的四周分别设有四个线轮，位于上下同一侧的两块平板上的线轮通过一根髋关节线绳连接，髋关节线绳的一端固定，另一端与髋关节驱动电机的电机轴同步联动，左右对称设置的两个髋关节线绳共用一个髋关节驱动电机，前后对称布置的两个髋关节线绳共用另一个髋关节驱动电机，两个髋关节驱动电机安装在机架腰部结构上且与中央处理器连接；上侧平板顶面安装在腰部结构上，下侧平板的底面安装在大腿杆的上端。