[实用新型]一种外骨骼可穿戴式下肢康复训练机器人装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种医疗康复训练机器人装置，特别是涉及一种外骨骼可穿戴式下肢康复训练机器人装置。

背景技术

 据统计，我国60岁以上的老年人已有1.2亿，占全国人口的10%。伴随老龄化过程中明显的生理衰退，老年人四肢的灵活性将不断下降，进而对日常生活产生了种种不利的影响。此外，由于战争、工伤、交通事故、疾病、灾难等原因造成神经损伤或者肢体损伤的患者也在显著增加。与之相对的是：人工护理成本逐年增加；用于医疗康复的设备功能单一，价格昂贵。医疗康复设备与患者需求之间的矛盾已日渐突出。因此，服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景。

下肢康复训练机器人是根据康复医学理论和人机合作机器人原理，通过一套计算机控制下的走步状态控制系统，使患者模拟正常人的步伐规律作康复训练运动，锻炼下肢的肌肉，恢复神经系统对行走功能的控制能力，达到恢复走路机能的目的。虽然已经出现了一些下肢康复机器人，但大多存在一些缺陷。现有的下肢康复机器人存在的主要缺陷有：结构复杂，体积庞大，过于笨重，而且功能单一，价格昂贵，不能很好地满足实际应用的需要，不利于康复训练技术的推广。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种医疗康复训练机器人装置，特别是涉及一种外骨骼可穿戴式下肢康复训练机器人装置。该装置结构简单，体积小，功能全，成本低，安全舒适，训练效率高，能起到理疗和康复下肢髋、膝、踝关节的作用。

本实用新型的技术方案：一种医疗康复训练机器人装置，特别是涉及一种外骨骼可穿戴式下肢康复训练机器人装置。本装置的机构为可调机构，且基于拟人化设计，能模拟人体下肢的运动方式，能调整构件尺寸以适应人体下肢的长短差异。本装置主要包括左支撑架、右支撑架、前夹腰板、后夹腰板、大腿外套、小腿外套、连接板、脚踏板、脚趾板、气缸、销轴、紧定螺钉、螺栓、弹簧片等，其特征在于：前夹腰板、后夹腰板与大腿外套构成3-RPS并联机构，小腿外套与脚踏板构成2自由度空间六杆机构，整个装置是通过大腿外套与小腿外套之间的转动副将两部分串联而成的串并混联机构。由于前夹腰板、后夹腰板与大腿外套构成了3-RPS并联机构，能够实现大腿在一定范围内到任意位置运动的康复训练。人体穿上本装置后，单侧下肢可实现7个自由度的运动，即实现髋关节3个转动、膝关节1个转动、踝关节2个转动、脚趾关节1个转动，其中脚趾关节为随动，其余为助动。左、右支撑架上均有多孔，便于吊起该装置、连接控制系统等。左支撑架与右支撑架之间、右支撑架与后夹腰板之间、前夹腰板与后夹腰板之间，均采用紧定螺钉连接与调节，以实现无级调距，以适应不同的人体的背部、腰部尺寸，提高舒适度等。大腿外套与小腿外套之间通过连接板和螺栓来连接，通过改变螺栓在连接板上的位置来调节大腿外套与小腿外套之间的距离，以适应不同人体的腿部尺寸。根据人体步行特征，脚踏板与脚趾板之间通过销轴连接，且脚踏板与脚趾板装有弹簧片，以提高装置的拟人化程度。

 有益效果：本装置主要包括左支撑架、右支撑架、前夹腰板、后夹腰板、大腿外套、小腿外套、连接板、脚踏板、脚趾板、气缸、销轴、紧定螺钉、螺栓、弹簧片等。前夹腰板、后夹腰板与大腿外套构成3-RPS并联机构，小腿外套与脚踏板构成2自由度空间六杆机构，整个装置是通过大腿外套与小腿外套之间的转动副将两部分串联而成的串并混联机构。本装置结构简单，体积小，功能全，成本低，安全舒适，训练效率高，能起到理疗和康复下肢髋、膝、踝关节的作用。本装置可用于神经损伤或者肢体损伤的患者做下肢体康复训练，也可用于健康老年人的体育锻炼。

附图说明

图1 外骨骼可穿戴式下肢康复训练机器人装置结构图

1-左支撑架，2-紧定螺钉，3-右支撑架， 4、5-紧定螺钉，6-后夹腰板，7、8、9-销轴，10-气缸，11-销轴，12-气缸，13-销轴，14-连接板，15-螺栓，16-销轴，17-气缸，18-脚踏板，19-销轴，20-脚趾板，21-气缸，22-小腿外套， 23 -螺栓，24-连接板，25-销轴，26-大腿外套，27、28-气缸，29-紧定螺钉，30-前夹腰板。

图2左支撑架、右支撑架与后夹腰板连接三维局部图。

图3 前夹腰板和后夹腰板连接三维局部图。

图4大腿外套与小腿外套连接三维局部图。

图5 脚踏板与脚趾板连接三维局部图

31-弹簧片。

 具体实施方式