[发明专利]一种下肢外骨骼机器人

说明书

一种下肢外骨骼机器人，包括左腿外骨骼、右腿外骨骼和髋宽可调组件；所述左腿外骨骼、右腿外骨骼分别对称安装在髋宽可调组件左右两侧，所述左腿外骨骼、右腿外骨骼都包括大腿杆件、小腿杆件、髋关节作动器、膝关节作动器和脚踏板，所述大腿杆件与髋关节作动器联动，所述膝关节作动器安装在大腿杆件末端，所述小腿杆件固定安装在膝关节作动器上，小腿杆件与膝关节作动器的旋转输出联动。本发明提供了一种下肢外骨骼机器人，旨在提高穿戴过程中的体型适应性和交互舒适性。

技术领域

本发明涉及机器人、医疗康复等技术领域，具体地说，是一种面向负重作业人员或运动功能障碍患者的下肢外骨骼机器人。

背景技术

下肢运动功能障碍常见于脑卒中、脊髓损伤、骨/关节创伤、肌无力、截瘫患者等。以脑卒中患者为例，针对脑卒中患者的运动功能康复是急性期后的日常看护重点，高频次、科学的康复运动训练可以帮助患者有效的恢复运动功能，实现生活自理，改善患者生活质量，降低家庭和社会负担。

目前，针对上述患者的下肢运动训练，主要是依靠治疗师或患者家属的运动辅助，帮助患者进行屈腿、起立、行走等运动能力训练，在康复初期甚至需要多人同时辅助，由于治疗师数量太少，而且辅助运动的劳动强度太大，常常存在训练频次不足、训练一致性差等问题，使得运动训练效果难以尽如人意。近年来，研究人员提出了将机器人应用于运动训练的方案，以部分代替治疗师及患者家属在运动辅助过程中的重复性繁重体力劳动。

外骨骼机器人也是工厂负重作业人员、野外长途负重行进人员的有效助力器械，既能增加负重量，又能减少体力消耗，增加作业时长和行进距离。

外骨骼机器人是一类穿戴设备，工作过程中人与机器人会发生频繁或持续的接触与交互，这对机器人的操作柔顺性、安全性、穿戴舒适性等都提出了更高的要求。

发明内容

为了克服已有外骨骼机器人的体型适应性和交互舒适性较差的不足，本发明提供了一种下肢外骨骼机器人，旨在提高穿戴过程中的体型适应性和交互舒适性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种下肢外骨骼机器人，包括左腿外骨骼、右腿外骨骼和髋宽可调组件；所述左腿外骨骼、右腿外骨骼分别对称安装在髋宽可调组件左右两侧，所述左腿外骨骼、右腿外骨骼都包括大腿杆件、小腿杆件、髋关节作动器和膝关节作动器，所述大腿杆件与髋关节作动器联动，所述膝关节作动器安装在大腿杆件末端，所述小腿杆件固定安装在膝关节作动器上，小腿杆件与膝关节作动器的旋转输出联动。

进一步，所述髋宽可调组件包括髋宽移动导轨、髋宽调节滑块组和髋宽调距螺杆，所述髋宽调节滑块组可在髋宽移动导轨上滑动，所述左腿外骨骼、右腿外骨骼分别安装在髋宽调节滑块组的不同髋宽调节滑块上，所述髋宽调距螺杆以中点为界螺纹方向相反，通过驱动髋宽调距螺杆旋转可推动左腿外骨骼、右腿外骨骼做相对运动实现髋宽调节。本方案中，所述髋宽调节滑块组包括至少两块髋宽调节滑块，例如可以是四块，所述左腿外骨骼、右腿外骨骼分别安装在不同的两块髋宽调节滑块；当然，也可以是其他数量。

再进一步，所述大腿杆件摆动于人体大腿两侧且与大腿无绑缚；所述膝关节作动器与大腿杆件垂直安装，随大腿杆件摆动且横置于人腿腘窝后面并施力于腘窝部位；所述小腿杆件竖置于人体小腿后面并施力于小腿腓肠肌、胫骨和髌骨，与膝关节作动器旋转输出联动的同时也随膝关节作动器摆动；所述左、右腿外骨骼的膝关节作动器之间、小腿杆件之间的间距与人体正常行走时的腿间距相同且互不干涉。