[发明专利]一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人

说明书

本发明公开了一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，包括外框架，以及位于外框接内的上肢穿戴式可调固定装置、可调式腰部及髋关节康复装置、膝盖康复装置、滑槽柔索牵引机构、柔索驱动机构、凸轮式脚踝康复机构、升降驱动机构，上肢穿戴式可调固定装置穿戴于人体腰部以上部位，可调式腰部及髋关节康复装置穿戴于人体腰部，膝盖康复装置可套于人体大腿和小腿处，膝盖康复装置连接可调式腰部及髋关节康复装置和滑槽柔索牵引机构，柔索驱动机构驱动滑槽柔索牵引机构运动，凸轮式脚踝康复机构可实现滑槽柔索牵引机构的俯仰，升降驱动机构实现凸轮式脚踝康复机构的升降。

技术领域

本发明涉及康复医疗训练器械领域，具体是一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人。

背景技术

人体腰下肢主要由腰部关节、髋关节、膝关节、脚踝关节等关节构成，在人体几乎所有的日常活动中都起到了关键性作用，然而随着老龄化等问题日益明显，出现了越来越多的患者。现有的临床腰部及下肢康复治疗通常为康复师以一对一的方式徒手或者使用辅助器具引导患者完成康复训练动作。这种康复方式效果差异明显，由于缺乏客观的康复参数，患者的康复效果依赖于康复师的个人经验与技术水平，在很大程度上影响患者的康复效果。

现代康复医学研究表明，神经系统具有自我重塑性，运动康复训练能够重新建立肢体与脑部损伤中枢神经间的联系，逐步刺激促使脑部损伤部位康复，达到对肢体行为的有效控制。专利申请号“201711438638.3”一种可穿戴外骨骼式下肢步行训练康复机器人发明了一种由电机驱动的穿戴外骨骼步行机器人，帮助患者完成康复训练。专利申请号“201710889136.6”一种腰部康复训练连接装置及控制方法设计了腰部连接装置从而避免二次受伤，然而还存在如下问题：

首先由于人体下肢与外骨骼采取固定连接，无活动关节，且上半身处于自由状态，不利于患者进行身体各方面的协调，容易给患者带来二次伤害；其次患者在电机驱动下进行步行运动时，仅能绕关节做旋转运动，这一设计不利于患者做全位的康复训练，设计中存在一定局限，且容易给髋关节造成二次伤害；最后在进行腰部康复训练过程中机器人柔索牵引平台仅可以协助人体完成腰部的简单运动，其康复类型较为单一，很难达到腰下肢多关节的康复训练。

腰下肢康复机器人设备直接与患者肢体接触，需要与人体腰下肢运动步态一致，具有安全性、柔顺性、有效性，便于患者得到有效、安全可靠的康复训练。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，以解决外骨骼机器人在康复训练中给患者带来的二次伤害问题，以及实现腰下肢各关节的康复训练。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：包括外框架，以及位于外框接架内的穿戴式可调上肢固定装置、可调式腰部及髋关节康复装置、膝盖康复装置、滑槽柔索牵引机构、柔索驱动机构、凸轮式脚踝康复机构、升降驱动机构，其中：

所述外框架由底板、顶框及连接底板和顶框的多个立柱构成；

所述穿戴式可调上肢固定装置包括可调式弹性上肢外衣，所述可调式弹性上肢外衣位于外框架内，可调式弹性上肢外衣穿戴于人体腰部以上部位，可调式弹性上肢外衣的周向长度和肩高可调，可调式弹性上肢外衣周向侧面与外框架的顶框之间连接有多个上肢承载柔索，由此实现可调式弹性上肢外衣吊挂在外框架内；

所述可调式腰部及髋关节康复装置包括弹性腰带，所述弹性腰带位于可调式弹性上肢外衣正下方，弹性腰带穿戴于人体腰部，弹性腰带的周向长度可调，弹性腰带的左、右端分别连接有腰部支撑元件，每个腰部支撑元件中分别转动安装有轴向沿左右水平方向的转轴，还包括数量对应于腰部支撑元件的大腿调节元件，每个大腿调节元件上端分别固连于腰部支撑元件的转轴，由此实现大腿调节元件的转动；