[发明专利]一种基于重力平衡的下肢助力装置

说明书

本发明公开了一种基于重力平衡的下肢助力装置，涉及康复机械领域，包括椅子主体和安装于椅子主体上的助力装置，所述助力装置包括大腿绑带组件、小腿绑带组件、调节装置和驱动装置,本装置通过设置调节组件一和调节组件二，使得小腿绑带与大腿绑带的位置可调，适合于下肢长度不同的患者，通过设置电机二，带动驱动装置，辅助大腿绑带带着大腿向上运动做髋关节康复运动、小腿绑带带着小腿做辅助膝关节康复运动，且在该过程中，弹簧一、弹簧二辅助平衡。

技术领域

本发明涉及康复机械领域，特别涉及一种基于重力平衡的下肢助力装置。

背景技术

患者在坐姿状态下进行膝关节、髋关节的康复训练时，由于患者的肌力强弱不同其康复训练方式也不同，根据肌力分级标准，共分为六个等级(如图5所示)，现阶段具备重力平衡效应的康复设备大多服务于MMT-3到MMT-5级的患者，这类患者可以抵抗一定的重力，很少有针对MMT-2级患者服务的康复训练装置，这类患者只能克服较少自身重力；

现有的康复训练方式有：1.配重法：其原理是通过添加等量配重保证机器人机械臂质心位置维持不变实现机器人重力平衡。机器人自重越大则需添加的配重越大，运动时会产生较大的惯性力，造成机器人动态特性降低，不利于机器人控制，所以配重法适用范围有限；2.凸轮机构法：原理是利用凸轮轮廓的非线性变化改变弹簧形变精确平衡电机负载，由于凸轮的非线性特点，即使负载发生改变也可以精确完成机器人重力平衡，但是受凸轮的非线性特点限制，凸轮机构法能够平衡的变化负载必须是已知特定的，即特定变化负载对应于特定凸轮轮廓，但是，凸轮的加工费用昂贵，这制约了其在重力平衡中的广泛应用；3.在关节处加电机，依靠弹簧、连杆、配重物和电机连在一起的，相当于给电机加负载减小扭矩，间接抵消小腿的重力，这种方法是服务于稍有力的患者，不能完全平衡腿部重力，因此，需要提供一种基于重力平衡的下肢助力装置解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种基于重力平衡的下肢助力装置，包括椅子主体和安装于椅子主体上的助力装置，所述助力装置包括大腿绑带组件、小腿绑带组件、调节装置和驱动装置，所述大腿绑带组件用于固定大腿并通过调节装置调节其长度，所述小腿绑带组件用于固定小腿并通过调节装置调节其长度，所述驱动装置用于辅助关节康复。

优选的，所述椅子主体上表面开有让位槽，所述大腿绑带组件安装于椅子主体的安装板一和安装板二，所述安装板一上转动连接两个结构对称的导套一和滑动于导套一内的导杆一，两根所述的导杆一另一端安装于安装板三上，所述安装板二上安装弹簧一，所述弹簧一的另一端连接于其中一根导杆一上，另一根导杆一上设有大腿绑带，所述大腿绑带下端设有交叉滚子导轨一，且交叉滚子导轨一活动于让位槽内。

优选的，所述小腿绑带组件包括两根转动连接于安装板三上且结构对称的导杆二以及套接于导杆二外的导套二，所述导套二上连接有钢丝绳，所述钢丝绳另一端套于滑轮外且其末端连接于弹簧二上，所述弹簧二另一端连接于安装板一上，两导套二下端安装有脚踏，其中一个导套二上设有小腿绑带，所述小腿绑带一侧设有连接杆，所述连接杆内安装交叉滚子导轨四。

优选的，所述调节装置包括安装于椅子主体上的调节组件一和调节组件二。

优选的，所述调节组件一包括安装于椅子主体侧板上的两个安装架一，两安装架一间设有导柱一和丝杠一，所述导柱一和丝杠一外套接滑板一，所述滑板一上设有交叉滚子导轨二，所述交叉滚子导轨二外侧连接滑块，所述滑块下端滑动连接于限位架内，所述滑块外侧转动连接连杆三，所述连杆三另一端转动连接连杆二，所述连杆二一侧转动连接于椅子主体下端侧板上，所述丝杠一下端连接电机一，所述电机一安装于下端的安装架一上。

优选的，所述调节组件二包括两个安装于椅子主体侧板上的安装架二，两安装架二间设有导柱二和丝杠二，所述导柱二和丝杠二外套接滑板二，所述滑板二上安装推板，所述推板上安装交叉滚子导轨三，丝杠二一端连接电机三，电机安装于安装架二上。