[发明专利]一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人及其使用方法

权利要求书

1.一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人，适用于左脚或者右脚，其特征在于：它包括刚性鞋底、小腿上固定套筒以及小腿下固定套筒，所述小腿上固定套筒、小腿下固定套筒以及刚性鞋底之间连接有包覆在小腿、踝关节以及足踝部的软性材料的绑缚结构，所述刚性鞋底前端两侧分别活动连接有可伸缩的第一前电动推杆和第二前电动推杆，刚性鞋底后端两侧分别活动连接有可伸缩的第一后电动推杆和第二后电动推杆，刚性鞋底前端顶端处活动连接有可伸缩的第三前电动推杆，所述第一前电动推杆底端、第二前电动推杆底端、第三前电动推杆底端、第一后电动推杆底端以及第二后电动推杆底端均设有压力传感器，所述压力传感器通过数据采集系统与计算机控制系统控制连接，所述第一前电动推杆、第二前电动推杆、第三前电动推杆、第一后电动推杆以及第二后电动推杆的中央，均设有可折叠结构。

2.根据权利要求1所述的一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人，其特征在于：所述小腿上固定套筒两侧分别设有第一上刚性连接件和第二上刚性连接件，所述小腿上固定套筒的前侧设有第三上刚性连接件，所述小腿下固定套筒两侧分别设有第一下刚性连接件和第二下刚性连接件，所述刚性鞋底的前端两侧分别设有第一前刚性连接件和第二前刚性连接件，所述刚性鞋底前端顶端设有第三前刚性连接件，所述刚性鞋底后端两侧分别设有第一后刚性连接件和第二后刚性连接件，所述第一前电动推杆的顶端和底端分别与所述第一上刚性连接件和第一前刚性连接件活动连接，所述第二前电动推杆的顶端和底端分别与所述第二上刚性连接件和第二前刚性连接件活动连接，所述第三前电动推杆的顶端和底端分别与所述第三上刚性连接件和第三前刚性连接件活动连接，所述第一后电动推杆的顶端和底端分别与所述第一下刚性连接件和第一后刚性连接件活动连接，所述第二后电动推杆的顶端和底端分别与所述第二下刚性连接件和第二后刚性连接件活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人，其特征在于：所述第一前电动推杆底端的压力传感器、第二前电动推杆底端的压力传感器、第三前电动推杆底端的压力传感器、第一后电动推杆底端的压力传感器以及第二后电动推杆底端的压力传感器均通过球铰分别与对应的第一前刚性连接件、第二前刚性连接件、第三前刚性连接件、第一后刚性连接件以及第二后刚性连接件活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人，其特征在于：所述任意一个可折叠结构包括上推杆和下推杆，所述上推杆和下推杆中间通过一连接片与螺丝配合可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人，其特征在于：所述上推杆与下推杆连接端均设有连接片容置槽，所述连接片的两端分别设在所述上推杆和下推杆的容置槽内，所述连接片两端面上均设有条形通孔，所述上推杆和下推杆的容置槽内均设有旋转轴，所述旋转轴穿过所述条形通孔使连接片两端分别与所述上推杆和下推杆转动连接，所述上推杆和下推杆与连接片连接的端部均通过螺丝与连接片固定，所述螺丝穿过所述条形通孔。

6.根据权利要求5所述的一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人，其特征在于：所述连接片的长度小于等于上推杆和下推杆的容置槽的长度之和，大于上推杆和下推杆两个端部的宽度之和。

7.根据权利要求1所述的一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人，其特征在于：所述脚踝处以及脚踝上方的绑缚结构均包括软皮套和绑带，所述软皮套上设有过孔，所述绑带穿过过孔绑缚在软皮套上。

8.根据权利要求1所述的一种五自由度穿戴式脚踝康复行走机器人的使用方法，其特征在于：其使用步骤为：

(1)将患者的脚放置在所述刚性鞋底上，绑紧刚性鞋底上方、脚踝处以及脚踝上方的绑缚结构；

(2)使第一、第二、第三前电动推杆以及第一、第二后电动推杆都进入随动方式，由医生对损伤部位进行康复训练活动，由计算机控制系统通过压力传感器上传到采集系统的数据，记录训练时各电动推杆伸缩量和压力大小和方向变化的阈值，包括不同训练动作的阈值；

(3)医生不参与，由患者自主进行康复训练，通过各电动推杆伸缩量和压力大小和方向的变化情况，识别患者所做的训练动作并上传，压力传感器实时记录和上传患者的用力情况，当对任意电动推杆的力骤减时，计算机控制系统控制各电动推杆进入助力模式，各电动推杆带动脚到已识别和记录的训练动作阈值的位置，并停留一段设定的时间，最后回到初始位置，等待下一个训练动作。