[发明专利]一种新型下肢康复机器人

说明书

本发明涉及一种新型下肢康复机器人。本发明包括左腿与右腿两组对称设置的腿部外骨骼结构、座椅机构和虚拟现实系统；两组腿部外骨骼结构相同均包括踝关节外骨骼机构、膝关节外骨骼机构、髋关节外骨骼机构；踝关节外骨骼机构与膝关节外骨骼机构相连，膝关节外骨骼机构与髋关节外骨骼机构相连；两组腿部外骨骼结构的髋关节外骨骼机构均与座椅机构相连。虚拟现实系统通过显示器为患者模拟现实康复场景的体验。本发明可以精确的控制任何一个关节的运动角度，既可以为患者各个关节提供康复，也充分保证患者在康复过程中的安全。虚拟现实系统为患者单调乏味的康复过程增加乐趣，使患者可以享受轻松惬意的康复过程。

技术领域

本发明属于医疗康复技术领域，涉及一种新型下肢康复机器人。

背景技术

康复医学是一门研究残疾人及患者康复的医学应用学科，其目的在于通过物理疗法，运动疗法，生活训练，技能训练，言语训练和心理咨询等多种手段使病伤残者尽快的得到最大限度的恢复，使身体残留部分的功能得到最充分的发挥，实现最大可能的生活自理，劳动和工作的能力，为病伤残者重返社会打下基础。现有助动式的康复多采用将患者悬吊的方式降低人体下肢负载，并通过跑步机带动双腿进行步行训练。但该康复方式周期较长，且康复方案单一，在康复过程难以根据患者的病情进行相应的调整。本发明基于人体下肢骨骼关节运动特点，设计了一种具有三个转动自由度的下肢康复机器人，并且针对各个阶段的康复患者提出全自动化的辅助康复过程，从而最终实现帮助患者较快的完成康复。

发明内容

本发明的目的就是提供一种新型下肢康复机器人。

本发明包括左腿与右腿两组对称设置的腿部外骨骼结构、座椅机构和虚拟现实系统；所述的两组腿部外骨骼结构相同均包括踝关节外骨骼机构、膝关节外骨骼机构、髋关节外骨骼机构；踝关节外骨骼机构与膝关节外骨骼机构相连，膝关节外骨骼机构与髋关节外骨骼机构相连；两组腿部外骨骼结构的髋关节外骨骼机构均与座椅机构相连。虚拟现实系统通过显示器为患者模拟现实康复场景的体验。

所述的踝关节外骨骼机构包括踝关节底部脚板、固定绑带、踝关节侧板、踝关节伺服电机、踝关节减速器、小腿侧板。踝关节侧板垂直设置在底部脚板一侧，踝关节侧板顶端设置有踝关节减速器，踝关节减速器的输出轴与踝关节侧板相连。踝关节伺服电机与踝关节减速器相连，踝关节减速器安装于小腿侧板上，实现踝关节侧板相对于小腿侧板运动的控制。底部脚板与小腿侧板上都设有固定绑带。

所述的膝关节外骨骼机构包括膝关节伺服电机、膝关节减速器、大腿侧板。膝关节伺服电机与膝关节减速器相连，膝关节减速器安装于大腿侧板上，膝关节减速器输出轴连接到小腿侧板，实现膝关节旋转运动的控制；大腿侧板上设置有固定绑带。

所述的髋关节外骨骼机构包括髋关节支座、髋关节旋转轴、同步带与同步带轮、髋关节伺服电机与减速器、电机座。伺服电机与减速器通过电机座固定设置在机架的后方，通过同步带与同步带轮传动将运动传递到前方的髋关节旋转轴。髋关节支座固定于机架的前方，内置两个轴承，髋关节旋转轴从中穿过，为髋关节旋转轴提供了旋转中心。髋关节旋转轴与膝关节外骨骼机构中的大腿侧板相连。髋关节旋转轴与膝关节外骨骼机构的大腿侧板相连，实现对大腿侧板运动的控制。

所述的座椅机构包括机架、座椅底座、座椅靠背、电动推杆。座椅底座安装于机架上。座椅靠背通过铰链固定于机架上，电动推杆一端通过铰链固定在机架上，另一端通过铰链固定在座椅靠背后方，通过电动推杆与分别固定在座椅靠背及固定在机架的铰链构成曲柄滑块机构，通过调节电动推杆的长度可以调节座椅靠背的角度。

作为优选，所述的踝关节伺服电机通过减速器上预留的通孔用螺栓螺母与踝关节减速器相连。

作为优选，所述的小腿侧板结构包括中部重叠的两部分，分别在小腿侧板的两部分重叠处设置间隔一定距离的开孔，并由跳子固定两部分重叠处的相对开孔。