[发明专利]一种高精度下肢步态康复机器人

说明书

本发明涉及医用机器人技术领域，尤其涉及一种高精度下肢步态康复机器人，包括腿部运动构件、体重支撑构件、机架；所述腿部运动构件包括曲柄、连杆组件1、连杆组件2、连杆组件3、连杆组件4、连杆组件5、滑杆、脚蹬构件；所述重量支撑构件包括上支架、下支架、支撑杆1、支撑杆2、座椅滑块、座椅；所述机架包括一层主横梁、角铁、一层副横梁、一层竖梁、二层主横梁、二层竖梁、二层副横梁、轴承套件、主轴装置、电机装置；本发明通过设置腿部运动构件，包含单自由度八杆机构，可实现步态轨迹复现；本发明通过设置体重支撑构件，可提供Y方向的移动和重量支撑，通过安装适当刚度的弹簧获得所需的重量支撑力。同时该发明结合不同体重的人群设置了多种调节机构，可以配合不同高度、宽度跑步机使用，成本可控应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及医用机器人技术领域，尤其涉及一种高精度下肢步态康复机器人。

背景技术

下肢步态康复机器人是一种在下肢运动性功能障碍人群中广泛使用的康复型机器人，可在康复阶段辅助患者进行常规的康复训练。现如今国内外科研机构所研制开发的机器人种类有很多，但受限于研制成本高、设备体积大等因素，导致下肢步态康复机器人的一部分应用无法实现，而且患者所承担的康复成本过高，导致一部分患者会选择去专门的医疗机构。本论文致力于开发一种可以在多场景使用，而且灵活、便于安装、安全性强的下肢步态康复机器人。

首先根据正常行走时各关节角度数据，推导出正常步态轨迹图；然后对单自由八杆机构进行运动学建模、确定模型约束、确定目标函数，通过GA-BFGS算法进行优化求解，依据正常步态轨迹求解，获得最佳的单自由度八连杆优化尺寸；最后，考虑到运动性障碍的人自主能力较差，无法完全支撑自己的体重，设计了一种体重支撑结构，以减弱体重对于康复训练时的影响。整个康复机器人采用成本较低的铝材作为框架，在模型的校核过程中，对齿轮和轴进行了校核，已验证了该机器的可靠性，同时采用ADAMS软件对该机器人进行仿真，机器人实际末端的轨迹与理想轨迹的误差很小。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足以及上述方法设计出一种可以在多场景使用，而且灵活、便于安装、安全性强的下肢步态康复机器人。可以更好的辅助患者进行下肢康复训练。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

一种高精度下肢步态康复机器人，包括腿部运动构件、体重支撑构件、机架；所述腿部运动构件的一端通过螺栓在所述机架，所述体重支撑构件固定在所述机架。

进一步的，所述腿部运动构件包括曲柄、连杆组件1、连杆组件2、连杆组件3、连杆组件4、连杆组件5、滑杆、脚蹬构件，所述曲柄末端加工有键槽，所述连杆组件5末端加工有长键槽，所述脚蹬构件一端加工有成型键，所述脚蹬构件另一端加工有承载脚蹬板。

进一步的，所述重量支撑构件包括上支架、下支架、支撑杆1、支撑杆2、座椅滑块、座椅。

进一步的，所述机架包括一层主横梁、角铁、一层副横梁、一层竖梁、二层主横梁、二层竖梁、二层副横梁、轴承套件、主轴装置、电机装置。

进一步的，所述上支架、下支架可通过支撑杆1和支撑杆2相连接，所述下支架的一段加工有交叉键槽，所述座椅可嵌入座椅滑块中，所述座椅滑块可与交叉键槽键合。

进一步的，所述下支架和所述一层竖梁通过角铁连接，所述上支架和所述二层副横梁连接。

进一步的，所述轴承套件包括轴承支板、轴承，所述轴承套件一端开有轴承座孔、轴承支板另一端开有螺纹孔、所述轴承和轴承支板过盈配合。

进一步的，所述主轴装置包括主轴、大齿轮，所述电机装置(310)包括小齿轮、电机、电机支架，所述电机安装在所述电机支架上，所述电机驱动小齿轮。

进一步的，所述大齿轮带动主轴，主轴带动曲柄转动。

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：