[发明专利]一种四自由度多姿态下肢康复机器人

摘要

一种四自由度多姿态下肢康复机器人，属于医疗设备领域，主要包括基座机构、座椅机构、左机械腿机构和右机械腿机构，在基座机构的上部通过螺栓固定连接座椅机构，座椅机构的机械腿宽度调节部与左右机械腿相连，两个机械腿宽度调节部的腿部滑块连接件分别与大腿机构的扶手连接件通过螺栓相连。本发明其机械腿的髋关节处采用了三分支并联机构UPU‑UPS‑U实现屈伸和侧摆，膝关节和踝关节通过串联机构来实现，各关节组成了一个串并混联四自由度空间机构；机械腿的小大腿的长度可调，调节装置为均推杆滑块四杆机构；机器人通过座椅和底座板之间的多个电动缸组成的并联机构，可以达到站姿、立姿、躺姿及自定义角度等多姿态的变换。

主权项

1.一种四自由度多姿态下肢康复机器人，主要包括基座机构、座椅机构、左机械腿机构和右机械腿机构，其特征在于：在基座机构的上部通过螺栓固定连接座椅机构，座椅机构的机械腿宽度调节部与左右机械腿相连，两个机械腿宽度调节部的腿部滑块连接件分别与大腿机构的扶手连接件通过螺栓相连；左右机械腿包括有脚机构、踝关节机构、小腿机构、膝关节机构和大腿机构，脚机构包括脚踏板、固定板A和卡梁，脚踏板为水平板，在脚踏板的后部设有固定板A，在脚踏板的两侧分别与卡梁的两端相连，卡梁为门字形，脚机构通过脚机构连接件与踝关节机架固联，踝关节护罩与踝关节机架通过螺栓固联，踝关节机构包括锥齿轮轴、锥齿形轮、齿轮锥套和电机，锥齿轮轴通过踝关节机架上方通孔与小腿动机架两个支耳，使二者构成转动配合，螺栓通过锥齿轮轴端面通孔将其固定联接在小腿动机架外侧支耳的外壁上，锥齿轮轴上的锥齿轮与锥形齿轮相互啮合，锥形齿轮与齿轮锥套通过螺栓固定，齿轮锥套与电机输出端通过键孔连接，电机固定在电机机架套中，电机机架套设在踝关节机架上，小腿机构由小腿动机架、支耳、小腿长度调节推杆、静机架、滑块B和滑轨B组成，小腿动机架为上开口的长方形壳体，在小腿动机架的下部固定连接两个支耳，两个支耳与踝关节机构的锥齿轮轴相连，在小腿动机架的内部设有小腿长度调节推杆，小腿长度调节推杆的上部固定端与静机架固定，小腿长度调节推杆的下端穿过小腿动机架，通过螺栓与小腿动机架相连，滑块B与小腿动机架固定连接，滑轨B固定在静机架上，滑轨B与滑块B滑动连接，小腿机构与膝关节机构相连，小腿机构的静机架上部延伸至大腿主机架的内部，静机架上部通过销轴与膝关节的齿轮A相连，齿轮A与齿轮B相互啮合，齿轮B与齿轮C相互啮合，齿轮A、齿轮B和齿轮C均固定在大腿机构的大腿主机架内，齿轮A、齿轮B和齿轮C组成膝关节机构，大腿主机架内部固定连接齿轮C固定架、大腿长度调节推杆和膝关节驱动电机，齿轮C固定架通过销轴与齿轮C的中部相连，齿轮C固定架的下部设有支撑平板，支撑平板的一端与齿轮C固定架相连，支撑平板的另一端延伸至大腿主机架的外部，膝关节驱动电机的输出端延伸至大腿主机架侧面的外部，膝关节驱动电机的输出端与带轮通过键连接，带轮分别通过带传动与抱闸的带轮、减速装置的带轮相连，减速装置和带轮通过键连接，减速装置输出端与齿轮连接件法兰连接，齿轮连接件与齿轮C通过键连接，大腿机构包括大腿主机架、齿轮C固定架、大腿长度调节推杆、膝关节驱动电机、支撑平板、带轮、抱闸、减速装置、滑台、滑轨、大腿摆动架、固定横梁、虎克铰链A、虎克铰链B、虎克铰链C、侧摆电动缸、球形铰、屈伸电动缸、虎克铰链D、支撑短杆、固定铰、座椅连接板、扶手连接件、扶手和固定板B，大腿长度调节推杆的固定端通过销轴设在大腿主机架内部，大腿长度调节推杆的输出端通过转动销轴与固定板B相连，固定板B固定连接在大腿摆动架内部，从大腿主机架的末端槽嵌入大腿主机架内部，在支撑平板的下部设有滑台，滑台与滑轨滑动连接，滑轨固定在大腿摆动架的上部，大腿摆动架与大腿主机架相连，在大腿摆动架与固定横梁之间通过虎克铰链A相连，虎克铰链A通过螺栓固定在大腿摆动架上，虎克铰链B和虎克铰链C均设在固定横梁上，虎克铰链B与侧摆电动缸的固定端相连，侧摆电动缸的输出端与球形铰相连，球形铰设在大腿摆动架的侧面，虎克铰链C与屈伸电动缸的固定端相连，屈伸电动缸的输出端通过虎克铰链D与支撑短杆组成转动副，支撑短杆的自由端与固定铰相连，固定铰通过螺栓固定在大腿摆动架的底部，固定横梁的一侧与座椅连接板固定连接，座椅连接板与扶手连接件相连，扶手连接件通过螺栓与腿部滑块连接件相连，扶手连接件与扶手相连。