[发明专利]一种下肢康复机器人的机械腿

摘要

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。

主权项

1.一种下肢康复机器人的机械腿，其包括髋关节传动组件(1)、大腿调长组件(2)、膝关节传动组件(3)、小腿调长组件(4)、踝关节传动组件(5)和足底传感组件(6)；所述髋关节传动组件(1)包括髋关节支架(101)、设置在所述髋关节支架(101)底部的髋关节电机(102)、均与所述髋关节电机(102)同轴连接的髋主动带轮(104)和髋计量主动带轮(105)、与所述髋计量主动带轮(105)通过带传动连接的髋计量从动带轮(106)、与所述髋计量从动带轮(106)同轴设置的髋编码器(103)、设置在所述髋关节支架(101)上部的髋从动带轮(107)、与所述髋从动带轮(107)同轴连接的髋减速器(108)、髋传动轴(116)、连接在所述髋减速器(108)的输出轴和髋传动轴(116)之间的第一扭矩传感器(115)以及与所述髋传动轴(116)固定连接的髋旋转板(111)；所述髋主动带轮(104)与所述髋从动带轮(107)通过带传动连接；所述大腿调长组件(2)包括：大腿支架(301)和第三电动推杆(210)，所述第三电动推杆(210)的固定端固定在大腿支架(301)上，输出端与所述髋旋转板(111)固定连接；所述膝关节传动组件(3)包括：膝关节电机(313)、与所述膝关节电机(313)同轴连接的膝主动带轮(311)、通过同步带传动与所述膝主动带轮(311)连接的膝从动带轮(302)、与同步带啮合的膝计量带轮(314)、与所述膝计量带轮(314)同轴连接的膝编码器(315)、与所述膝从动带轮(302)同轴连接的膝减速器(303)、膝传动轴(319)以及与连接在所述膝减速器(303)和所述膝传动轴(319)之间的第二扭矩传感器(320)；所述小腿调长组件(4)包括：与所述膝传动轴(319)固定连接的小腿上支架(401)、可相对所述小腿上支架(401)移动的小腿下支架(405)、第二电动推杆(403)和电子尺(408)，所述第二电动推杆(403)的固定端和输出端分别连接小腿上支架(401)和小腿下支架(405)，所述电子尺(408)的固定端和检测端分别连接小腿上支架(401)和小腿下支架(405)；所述踝关节传动组件(5)包括：与所述小腿下支架(405)固定连接的踝关节定子外套(508)、与所述踝关节定子外套(508)固定连接的踝减速器(510)、无框电机(504)和踝编码器(501)，所述无框电机(504)的无框电机轴(507)与踝减速器(510)的输入轴同轴连接，所述踝编码器(501)与所述无框电机轴(507)同轴设置；所述足底传感组件(6)包括：与踝减速器(510)连接的踝关节支架(601)、连接在所述踝关节支架(601)底部的踝关节底板(603)、脚踏板(605)和设置在所述踝关节底板(603)和脚踏板(605)之间的六维力传感器(604)；所述髋减速器(108)安装在髋减速器座(109)内，髋减速器(108)的输出轴上同轴连接有髋定位板(114)，髋定位板(114)与第一扭矩传感器(115)的内圈固定连接，髋传动轴(116)与第一扭矩传感器(115)的外圈相连，髋传动轴(116)通过轴承架设在髋传动轴承座(110)上，髋旋转板(111)上固定有髋关节滑轨(117)，与所述髋关节滑轨(117)相适配的髋关节滑块与大腿支架(301)相固连；所述膝关节传动组件(3)还包括：用来张紧同步带的第一张紧轮(304)和第二张紧轮(325)，所述第一张紧轮(304)和第二张紧轮(325)分别设置在高轮架(308)和矮轮架(310)上，所述膝减速器(303)的输出轴固定连接有膝定位板(323)，所述第二扭矩传感器(320)的外圈与所述膝定位板(323)固定，内圈与所述膝传动轴(319)固定；所述小腿调长组件(4)还包括：固定在所述小腿上支架(401)上的滑轨和固定在所述小腿下支架(405)上的滑块；所述膝关节传动组件(3)和所述踝关节传动组件(5)均设有机械限位机构和电气限位机构，其特征在于：所述机械腿还包括髋关节变限位组件，所述髋关节变限位组件包括安装在髋减速器(108)外壳上的定位环(201)、安装在髋减速器(108)输出轴上的髋定位板(114)、安装在髋定位板(114)上的髋定位块(204)和信号板(205)、可相对定位环(201)同轴滑动的止动环(208)和第三电动推杆(210)，所述定位环(201)与所述髋减速器(108)同轴心设置，所述定位环(201)上安装有第一接近开关(202)，所述止动环(208)上安装有第二接近开关(206)，所述第三电动推杆(210)的固定端连接在髋关节支架(101)上，输出端与所述止动环(208)连接。