[发明专利]三自由度展腿机构

说明书

本发明提供一种三自由度展腿机构，其包括椅背、升降模块、U形展腿模块组和腿连接板，其中U形展腿模块组，包括L型连接板和结构相同的左展腿模块、右展腿模块。升降模块固定在椅背第一侧面的中下部，U形展腿模块组通过导轨滑块和升降模块连接。在升降模块中通过摇动手轮可以控制U形展腿模块组的升降，在展腿模块中通过两组直线驱动装置分别驱动移动滑块和展腿滑块，可实现对腿部连接板宽度方向和前后方向的位置调节。本发明可以在三个方向调节机械腿髋关节转动中心的位置，适应不同体型的患者，也可以分开调节左右机械腿的位置，适用不同情况的康复训练，也可以作为一个模块组合到任意一款坐卧式下肢康复机器人上。

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，特别涉及一种三自由度展腿机构。

背景技术

对于下肢运动功能障碍的患者，除了接受早期的手术治疗和必要的药物治疗外，利用康复机器人提供科学合理的康复训练，已成为提高患者康复质量、降低家庭和社会负担的必由之路。坐卧式下肢康复机器人是康复机器人的一种类型，能够帮助患者在坐姿或卧姿的状态下进行一定的主动训练及被动训练，现有的坐卧式下肢康复机器人的单下肢一般有3个自由度，即髋关节、膝关节、踝关节各有一个转动自由度，大部分不具有下肢机械腿宽度调节和前后调节的功能，不能适应不同体型的患者。

现有专利CN110179623A提出了一种新型下肢康复机器人，其包括两组对称的腿部外骨骼结构、座椅机构和虚拟现实系统。该发明的康复机器人结构简单，安装方便，可以控制关节运动角度为患者提供康复训练，可以为患者各个关节提供康复训练，同时康复训练位置较为单一。

现有专利CN111035538A提出了一种关节模组直驱坐卧式下肢康复机器人，其包括能横向调节宽度的两个机械腿支架、座椅组件和移动架。该发明可以调节髋关节的宽度和摆动幅度，适应不同体型不同身高的人群的康复训练，同时该发明结构较为复杂，整体质量较大。

现有专利CN110680676A提出了一种下肢康复机器人的康复腿，其包括机械腿主体、底板、固定板和支撑架。该下肢机器人可以实现机械腿宽度的调节，还未能实现对机械腿前后位置的调节。

发明内容

针对下肢康复机构目前存在的技术问题，本发明提供一种三自由度展腿机构，主要是面对坐卧式下肢康复机构，利用升降模块、平行四边形结构和曲柄滑块结构，来实现机械腿髋关节在三个直角坐标系轴方向的调节，从而适应不同体型的患者。

本发明提供了一种三自由度展腿机构，其包括椅背、升降模块、U形展腿模块组和腿连接板，所述腿连接板，其包括左腿连接板和右腿连接板，所述升降模块位于所述椅背第一侧面的中下部，所述升降模块的第一端和所述椅背的第一侧面连接，所述升降模块的第二端和所述U形展腿模块组的第一端连接，所述U形展腿模块组的第二端和所述腿连接板连接，其特征在于，

所述升降模块，其包括手轮、驱动轴固定支座、驱动轴、驱动锥齿轮、从动锥齿轮、丝杠、丝杠固定支座、丝杠游动支座、丝母和升降导轨滑块组件，所述升降导轨滑块组件，其包括滑块和导轨，所述驱动轴固定支座和所述椅背的第一侧面固定连接，所述驱动轴的两端分别穿过驱动轴固定支座的轴承孔与手轮连接，所述驱动锥齿轮位于所述驱动轴的中部，并和驱动轴固定连接，所述驱动锥齿轮和所述从动锥齿轮啮合，所述丝杠的第一端穿过所述丝杠固定支座的轴承孔和所述从动锥齿轮固定连接，所述丝杠的第二端通过轴承和所述丝杠游动支座连接，所述丝杠和所述丝母滑动连接，所述升降导轨滑块组件的导轨和所述椅背的第一侧面固定连接；

所述U形展腿模块组，其包括左展腿模块、右展腿模块和两块L型连接板，所述左展腿模块和所述右展腿模块的第一端分别与所述L型连接板固定连接，所述两块L型连接板分别位于所述U形展腿模块组第一端的上部和下部，两块相同的L型连接板为面对面布置，所述左展腿模块和所述右展腿模块设置在所述L型连接板左右两端，所述L型连接板分别与所述丝母和所述升降导轨滑块组件中的滑块固定连接，所述U形展腿模块组的U形底面和所述椅背第一侧面的平面平行；