[发明专利]一种下肢外骨骼康复训练机器人

说明书

本发明属于智能康复训练设备技术领域，具体涉及一种下肢外骨骼康复训练机器人，包括腰托、大腿外骨骼、小腿外骨骼和外骨骼脚托，腰托上安装电源模块和主控制单元，大腿外骨骼与腰托关节处设有第一驱动电机，小腿外骨骼与大腿外骨骼关节处设有第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机均与电源模块和主控制器相连接；小腿外骨骼与外骨骼脚托的关节处设有液压阻尼器，小腿外骨骼上设有用于调节腿长的调节机构。本发明在小腿外骨骼上设置用于调节腿长的调节机构，以适应不同身高人群或不同穿着条件下的使用需求；另外，本发明在踝关节处设置了无动力液压阻尼器，实现整机轻量化的同时确保踝关节具有充足的支撑力。

技术领域

本发明属于智能康复训练设备技术领域，具体涉及一种下肢外骨骼康复训练机器人。

背景技术

智能康复训练机器人是基于AI技术的智能康复训练设备，其主要通过机械助力外骨骼技术中的反馈控制主动识别患者的运动意图并为患者提供辅助行动力，有助于患者自主完成各种康复训练动作，同时能够对运动数据进行实时监控，便于患者实时了解训练状态和训练进度。

为适应不同身高人群的需求，智能康复训练机器人需要具有灵活的调节能力，现有康复训练机器人大都能对腿部长度进行调节，然而调节的方式依然存在诸多缺陷。在调节腿部长度时，不仅要能够快速便捷的进行操作，而且调节到位以后必须进行可靠固定，在实际应用中这两个要求往往存在一定冲突，现有技术中为了确保可靠支撑往往需要牺牲调节的灵活性，大部分调节机构只能够在多个步距内进行级进式调节，无法做到纯线性调节，这就导致外骨骼无法完全适应不同身高人群的需求，实际上外骨骼在使用过程中是需要频繁调节的，因为即使是同一个人使用，也会因为穿着的不同而导致配合尺寸的差异，例如患者鞋底的厚度就会直接影响到外骨骼小腿的长度；另一方面，现有技术中能做到纯线性调节的机构往往又很难确保支撑的可靠性，或者存在操作过程繁琐的问题。

另外，康复训练机器人的另一个设计要求是轻量化，为了满足轻量化的需求，就要尽可能减少驱动元件的使用，现有技术主要从踝关节入手，移除踝关节的驱动元件，而踝关节驱动元件移除后还需要增设相应的轻量化阻尼机构以满足关节的支撑和活动需求。而踝关节在不同运动状态下需要的阻尼大小也不同，例如直立状态下小腿倾覆趋势不明显，此时保持较小的阻尼有利于行走过程中踝关节的前后摆动，而当小腿倾角增大后其倾覆趋势变得明显，此时需要较大阻尼来抵消小腿的倾覆力；另外当脚抬起时大幅度降低阻尼能够使脚踝保持一种轻松的状态，更接近真实行走过程。现有技术中无法通过自适应调节的方式来控制阻尼机构的阻力，有些做法是利用控制器主动控制，但这样做有又需要增设液压泵、电控阀等元件，还是违背了轻量化的设计要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种下肢外骨骼康复训练机器人,小腿长度可线性调节且能够保证充足支撑力，踝关节移除驱动元件，实现轻量化的同时保证踝关节的支撑效果。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种下肢外骨骼康复训练机器人，包括腰托、大腿外骨骼、小腿外骨骼和外骨骼脚托，大腿外骨骼与腰托枢接，小腿外骨骼与大腿外骨骼枢接，外骨骼脚托与小腿外骨骼枢接，腰托上安装电源模块和主控制单元，大腿外骨骼与腰托关节处设有第一驱动电机，小腿外骨骼与大腿外骨骼关节处设有第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机均与电源模块和主控制器相连接；小腿外骨骼与外骨骼脚托的关节处设有液压阻尼器，小腿外骨骼上设有用于调节腿长的调节机构。