CN108261727B - 一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,包括:左腿多自由度结构和右腿多自由度结构;其中,左腿多自由度结构和所述右腿多自由度结构均包括髋部宽度调节滑台、髋部传动结构、可伸缩大腿结构、可伸缩小腿结构和可折叠脚部结构;其中,所述可折叠脚部结构铰接于所述可伸缩小腿结构关节模组输出端,所述可伸缩小腿结构铰接于所述可伸缩大腿结构关节模组输出端,所述可伸缩大腿结构铰接于所述髋部传动结构输出端,髋部传动结构固定于所述髋部宽度调节滑台上,所述髋部宽度调节滑台固定于康复平台上。本发明能够实现髋、膝、踝三个关节主动康复训练,能够实现大小腿及髋部可实时调节,伸缩及调节装置结构简洁,刚性好,不易变形。

Description

一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置
技术领域
本发明属于下肢康复装置领域,尤其涉及一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置。
背景技术
我国共有中风、偏瘫患者上千万人,每年新发病中风患者都超过200万人,还有逐年递增趋势,每12秒就有一人中风,每21秒就有一人死于中风;随着中国人口的老龄化的加剧,2020年以后,我国老年人口将达到3亿;以及肢体残疾人员、骨骼肌肉损伤及少肌症的患者、关节受损运动员等,医疗康复及助残领域的目标群体十分巨大。康复外骨骼机器人的研制发展将会给各种肢体障碍患者带来福音。
目前康复外骨骼机器人研究尚处于起步阶段,尤其是坐卧式下肢康复外骨骼还存在很多缺陷,例如大小腿及髋部可实时调节能力差,伸缩及调节装置笨重,结构刚性不好,易变形,不具备折叠功能,不适应可移动式座椅结构,未利用关节模组等轻型的传动方式等。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,能够实现髋、膝、踝三个关节主动康复训练,能够实现大小腿及髋部可实时调节,伸缩及调节装置结构简洁,刚性好,不易变形。
本发明目的通过以下技术方案予以实现:一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,包括:左腿多自由度结构和右腿多自由度结构;其中,所述左腿多自由度结构和所述右腿多自由度结构为镜像对称;所述左腿多自由度结构和所述右腿多自由度结构均包括髋部宽度调节滑台、髋部传动结构、可伸缩大腿结构、可伸缩小腿结构和可折叠脚部结构;其中,所述可折叠脚部结构铰接于所述可伸缩小腿结构关节模组输出端,所述可伸缩小腿结构铰接于所述可伸缩大腿结构关节模组输出端,所述可伸缩大腿结构铰接于所述髋部传动结构输出端,所述髋部传动结构固定于所述髋部宽度调节滑台上,所述髋部宽度调节滑台固定于康复平台上。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,可伸缩大腿结构包括大腿销轴、大腿伸缩外筒连接件、大腿伸缩外筒、大腿绷带支撑架、大腿腿部覆盖件、大腿绷带系统、大腿伸缩内筒、大腿内外筒滑动支撑块、大腿关节模组输出连接件、大腿关节模组过渡件、大腿关节模组、大腿腿部伸缩直线位移传感器和大腿腿部伸缩电推杆;其中,所述大腿伸缩外筒连接件、大腿伸缩外筒、大腿绷带支撑架、大腿绷带系统以及四个大腿内外筒滑动支撑块通过螺栓固定在一起共同组成伸缩外筒集成模块,大腿伸缩内筒、四个大腿内外筒滑动支撑块、大腿关节模组输出连接件、大腿关节模组过渡件、大腿关节模组通过螺栓固定在一起共同组成伸缩内筒集成模块,大腿腿部覆盖件固定于大腿关节模组过渡件,伸缩内筒集成模块套入伸缩外筒集成模块内,并通过八个大腿内外筒滑动支撑块相互支撑,使得伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间相互滑动,大腿腿部伸缩直线位移传感器和大腿腿部伸缩电推杆两端通过大腿销轴分别铰接于伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块相应位置,大腿腿部伸缩直线位移传感器测量伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间滑动位移,大腿腿部伸缩电推杆驱动伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间产生滑动位移。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,所述可伸缩小腿结构包括小腿销轴、小腿伸缩外筒连接件、小腿伸缩外筒、小腿绷带支撑架、小腿腿部覆盖件、小腿绷带系统、小腿伸缩内筒、小腿内外筒滑动支撑块、小腿关节模组输出连接件、小腿关节模组过渡件、小腿关节模组、小腿腿部伸缩直线位移传感器和小腿腿部伸缩电推杆;其中,所述小腿伸缩外筒连接件、小腿伸缩外筒、小腿绷带支撑架、小腿绷带系统以及四个小腿内外筒滑动支撑块通过螺栓固定在一起共同组成伸缩外筒集成模块,四个小腿内外筒滑动支撑块、小腿伸缩内筒、小腿关节模组输出连接件、小腿关节模组过渡件、小腿关节模组通过螺栓固定在一起共同组成伸缩内筒集成模块,小腿腿部覆盖件固定于小腿关节模组过渡件,伸缩内筒集成模块套入伸缩外筒集成模块内,并通过八个小腿内外筒滑动支撑块相互支撑,使得伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间相互滑动,小腿腿部伸缩直线位移传感器和小腿腿部伸缩电推杆两端通过小腿销轴分别铰接于伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块相应位置,小腿腿部伸缩直线位移传感器测量伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间滑动位移,小腿腿部伸缩电推杆驱动伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间产生滑动位移。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,所述可折叠脚部结构包括脚部绷带、踝关节连接板、钩面粘扣、合页、毛面粘扣、脚跟部支撑板、脚部快速锁紧装置、脚底板和脚面板;其中,所述脚面板通过螺栓固定于脚底板上,脚部绷带的两端固定于脚面板和脚底板之间,踝关节连接板和脚底板通过螺栓分别固定于合页的两扇页面上,钩面粘扣粘贴于踝关节连接板的内侧,毛面粘扣粘贴于脚面板的脚跟部,脚跟部支撑板通过螺栓固定于脚底板的后部,脚部快速锁紧装置两端分别固定于踝关节连接板和脚底板。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,所述髋部宽度调节滑台包括滑台覆盖件、滑台直线位移传感器、滑台电推杆、滑台底座、滑台连接架、销轴、销轴旋转锁紧块、左卡圈、滑台块、滑动轴承、右卡圈、滑台销轴和滑台销轴旋转锁紧块;其中,所述滑动轴承通过左卡圈和右卡圈固定于滑台块内,滑台销轴依次穿过滑台底座、左卡圈、滑台块、滑动轴承和右卡圈,滑台销轴旋转锁紧块通过螺栓分别固定于滑台销轴和滑台底座上,防止滑台销轴相对滑台底座旋转,滑台连接架分别与两个滑台块相连,滑台直线位移传感器和滑台电推杆的两端分别通过销轴和销轴旋转锁紧块铰接于滑台底座和滑台连接架上,滑台直线位移传感器测量滑台块的位移量,滑台电推杆驱动滑台块移动,滑台覆盖件通过螺栓固定于滑台底座上。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,所述髋部传动结构包括电机减速器、电机输出轴连接键、驱动销轴、驱动链轮、驱动轮连接键、支撑轴承、轴承套件、链条涨紧架、主体支架、支架盖板、第一轴承挡板、第一轴承支撑板、从动销轴锁紧板、从动链轮连接键、第一轴承、角度测量传感器、角度测量传感器连接架、从动链轮、第二轴承、第二轴承支撑板、第二轴承挡板、从动销轴和髋部输出端保护外罩;其中,所述支架盖板通过螺栓固定于主体支架上,链条涨紧架套于并通过螺栓固定于主体支架上,电机减速器通过螺栓固定于链条涨紧架上,电机减速器输出轴通过电机输出轴连接键连接于驱动销轴上,驱动链轮通过驱动轮连接键连接于驱动销轴,驱动销轴通过支撑轴承和轴承套件固定于链条涨紧架上,驱动销轴末端固定有卡圈,防止其相对链条涨紧架左右窜动,第二轴承支撑板和第一轴承支撑板通过螺栓固定于主体支架,从动销轴通过轴承和轴承支撑于第二轴承支撑板和第一轴承支撑板上,第二轴承挡板和第一轴承挡板分别固定于第二轴承支撑板和第一轴承支撑板上,第二轴承挡板和第一轴承挡板分别对第二轴承和第一轴承左右窜动起定位作用,从动链轮通过从动链轮连接键固定于从动销轴上,从动销轴锁紧板旋入从动销轴内,防止从动销轴左右窜动,角度测量传感器连接架通过螺栓固定于从动链轮上,角度测量传感器分别固定于角度测量传感器连接架和主体支架上,对从动销轴相对于主体支架的旋转角度起测量作用,髋部输出端保护外罩通过螺栓固定于主体支架上,主体支架上部的L型凸起为从动销轴的角度限位装置。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,所述大腿关节模组输出连接件和大腿关节模组过渡件组成膝部关节角度限位装置,限位角度为120度。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,小腿关节模组过渡件和踝关节连接板组成踝部关节角度限位装置,限位角度为60度。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,所述大腿关节模组输出连接件和主体支架上部的L型凸起组成髋部关节角度限位,限位角度为80度。
上述多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置中,所述小腿关节模组输出连接件和小腿关节模组过渡件组成膝部关节角度限位装置,限位角度为120度。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
(1)本发明采用了六自由度全主动康复外骨骼机械腿结构,包括髋、膝、踝关节的转动,大、小腿伸缩以及髋关节宽度调整,实现了髋、膝、踝协调康复过程中实时调整大小腿长度及髋关节的宽度,以适应不同身高、体重的患者康复训练、提高康复训练效果、提高人机舒适性。
(2)本发明采用了可折叠式脚部结构,在康复训练时脚部关节展开,在康复训练完将脚部关节折叠,与此同时髋部关节宽度调至最宽位置,为座椅模块经由康复平台前部拉出提供了空间保证,实现了脚部关节的折叠变形,保证了座椅模块与康复平台分离的空间,为分离式座椅平台提供了空间保障。
(3)本发明采用了伸缩筒式腿部伸缩机构,执行部件为电推杆,腿部长度采集部件为直线位移传感器,二者均布置于伸缩筒内部,伸缩内筒前部通过过度连接件与关节模组相连,尾部连接对接快,对接快与上一级关节输出相连,输出端设有角度机械限位,实现了腿部伸缩、腿部伸缩测量、腿部变性控制、关节模组集成等,该结构简洁,刚性好,变形小,质量轻,降低了腿部的整体载荷,能够有效测量伸缩长度,并能很好保证关节模组的输出。
(4)本发明采用了链传动髋部传动关节,并集成了角度传感器,角度机械限位,采用了直拉式涨紧装置,结构紧凑,传动效率高,刚性好,变形小;右髋部调节滑台设有直线位移机械限位,宽度调整执行部件为电推杆,宽度调整采集部件为直线位移传感器,采用了独立调节方式,为左右腿独立康复训练提供了保障,结构紧凑,传动效率高,刚性好,变形小。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本发明实施例提供的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的右腿多自由度结构的示意图;
图3(a)是本发明实施例提供的可伸缩大腿结构的示意图;
图3(b)是本发明实施例提供的可伸缩小腿结构的示意图;
图4是本发明实施例提供的可折叠脚部结构的示意图;
图5是本发明实施例提供的可折叠脚部结构的另一示意图;
图6是本发明实施例提供的髋部宽度调节滑台和髋部传动结构的示意图;
图7是本发明实施例提供的髋部宽度调节滑台和髋部传动结构的分解示意图;
图8(a)是本发明实施例提供的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置的局部结构示意图;
图8(b)是本发明实施例提供的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施方式涉及一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复外骨骼,如图1和图2所示,一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复外骨骼,包括左腿多自由度结构2和右腿多自由度结构1,左、右腿多自由度结构分别包括髋部宽度调节滑台3、髋部传动结构4、可伸缩大腿结构5、可伸缩小腿结构6、可折叠脚部结构7等。可折叠脚部结构7铰接于可伸缩小腿结构6关节模组输出端,可伸缩小腿结构6铰接于可伸缩大腿结构5关节模组输出端,可伸缩大腿5结构铰接于髋部传动结构4输出端,髋部传动结构4固定于髋部宽度调节滑台3上,髋部宽度调节滑台3固定于康复平台上。
如图2和图3(a)所示,可伸缩大腿结构5包括大腿销轴75、大腿伸缩外筒连接件8、大腿伸缩外筒9、大腿绷带支撑架10、大腿腿部覆盖件11、大腿绷带系统12、大腿伸缩内筒13、大腿内外筒滑动支撑块14、大腿关节模组输出连接件15、大腿关节模组过渡件16、大腿关节模组17、大腿腿部伸缩直线位移传感器18和大腿腿部伸缩电推杆19。其中,
大腿伸缩外筒连接件8、大腿伸缩外筒9、大腿绷带支撑架10、大腿绷带系统12以及四个大腿内外筒滑动支撑块14通过螺栓固定在一起共同组成伸缩外筒集成模块,大腿伸缩内筒13、四个大腿内外筒滑动支撑块14、大腿关节模组输出连接件15、大腿关节模组过渡件16、大腿关节模组17通过螺栓固定在一起共同组成伸缩内筒集成模块,大腿腿部覆盖件11固定于大腿关节模组过渡件16,伸缩内筒集成模块套入伸缩外筒集成模块内,并通过八个大腿内外筒滑动支撑块14相互支撑,使得伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间相互滑动,大腿腿部伸缩直线位移传感器18和大腿腿部伸缩电推杆19两端通过大腿销轴75分别铰接于伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块相应位置,大腿腿部伸缩直线位移传感器18测量伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间滑动位移,大腿腿部伸缩电推杆19驱动伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间产生滑动位移,以适应不同身高的患者。
如图2和图3(b)所示,可伸缩小腿结构6包括小腿销轴670、小腿伸缩外筒连接件680、小腿伸缩外筒690、小腿绷带支撑架6110、小腿腿部覆盖件6111、小腿绷带系统6112、小腿伸缩内筒6113、小腿内外筒滑动支撑块6114、小腿关节模组输出连接件6115、小腿关节模组过渡件6116、小腿关节模组6117、小腿腿部伸缩直线位移传感器6118和小腿腿部伸缩电推杆6119;其中,
小腿伸缩外筒连接件680、小腿伸缩外筒690、小腿绷带支撑架6110、小腿绷带系统6112以及四个小腿内外筒滑动支撑块6114通过螺栓固定在一起共同组成伸缩外筒集成模块,四个小腿内外筒滑动支撑块6114、小腿伸缩内筒6113、小腿关节模组输出连接件6115、小腿关节模组过渡件6116、小腿关节模组6117通过螺栓固定在一起共同组成伸缩内筒集成模块,小腿腿部覆盖件6111固定于小腿关节模组过渡件6116,伸缩内筒集成模块套入伸缩外筒集成模块内,并通过八个小腿内外筒滑动支撑块6114相互支撑,使得伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间相互滑动,小腿腿部伸缩直线位移传感器6118和小腿腿部伸缩电推杆6119两端通过小腿销轴670分别铰接于伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块相应位置,小腿腿部伸缩直线位移传感器6118测量伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间滑动位移,小腿腿部伸缩电推杆(6119)驱动伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间产生滑动位移。
如图4和图5所示,可折叠脚部结构7,包括脚部绷带20、踝关节连接板21、钩面粘扣22、合页23、毛面粘扣24、脚跟部支撑板25、脚部快速锁紧装置26、脚底板27和脚面板28,所述脚面板28通过螺栓固定于脚底板27上,脚部绷带20的两端固定于脚面板28和脚底板27之间,踝关节连接板21和脚底板27通过螺栓分别固定于合页23的两扇页面上,钩面粘扣22粘贴于踝关节连接板21的内侧、毛面粘扣24粘贴于脚面板28的脚跟部,脚跟部支撑板25通过螺栓固定于脚底板27的后部,脚部快速锁紧装置26两端分别固定于踝关节连接板21和脚底板27上,起快速锁紧和分离作用,实现了脚部结构折叠功能,为患者通过座椅分离从平台前移除提供了空间保障。
如图6和图7所示,髋部宽度调节滑台3,包括滑台覆盖件53、滑台直线位移传感器54、滑台电推杆55、滑台底座56、滑台连接架57、销轴58、销轴旋转锁紧块59、左卡圈60、滑台块61、滑动轴承62、右卡圈63、滑台销轴64和滑台销轴旋转锁紧块65。所述滑动轴承62通过左卡圈60和右卡圈63固定于滑台块61内,滑台销轴64穿过滑台底座56、左卡圈60、滑台块61、滑动轴承62、右卡圈63,滑台销轴旋转锁紧块65通过螺栓分别固定于滑台销轴64和滑台底座56上,防止滑台销轴64相对滑台底座56旋转,滑台连接架57分别与两个滑台块61相连,滑台直线位移传感器54和滑台电推杆55的两端分别通过销轴58和销轴旋转锁紧块59铰接于滑台底座56和滑台连接架57上,滑台直线位移传感器54测量滑台块61的位移量,滑台电推杆55驱动滑台块61移动,滑台覆盖件53通过螺栓固定于滑台底座56上。
如图6和图7所示,所述髋部传动结构4包括电机减速器30、电机输出轴连接键31、驱动销轴52、驱动链轮51、驱动轮连接键50、支撑轴承49、轴承套件48、链条涨紧架47、主体支架46、支架盖板45、第一轴承挡板42、第一轴承支撑板44、从动销轴锁紧板41、从动链轮连接键43、第一轴承40、角度测量传感器39、角度测量传感器连接架37、从动链轮38、第二轴承35、第二轴承支撑板36、第二轴承挡板34、从动销轴33和髋部输出端保护外罩32。所述支架盖板45通过螺栓固定于主体支架46上,链条涨紧架47套于并通过螺栓固定涨紧于主体支架46上,电机减速器30通过螺栓固定于链条涨紧架47上,电机减速器30输出轴通过电机输出轴连接键31连接于驱动销轴52上,驱动链轮51通过驱动轮连接键50连接于驱动销轴52,驱动销轴52通过支撑轴承49和轴承套件48固定于链条涨紧架47上,驱动销轴52末端固定有卡圈,防止其相对链条涨紧架47左右窜动,第二轴承支撑板36和第一轴承支撑板44通过螺栓固定于主体支架46,从动销轴33通过轴承35和轴承40支撑于第二轴承支撑板36和第一轴承支撑板44上,第二轴承挡板34和第一轴承挡板42分别固定于第二轴承支撑板36和第一轴承支撑板44上,第二轴承挡板34和第一轴承挡板42分别对第二轴承35和第一轴承40左右窜动起定位作用,从动链轮38通过从动链轮连接键43固定于从动销轴33上,从动销轴锁紧板41旋入从动销轴33内,防止从动销轴33左右窜动,角度测量传感器连接架37通过螺栓固定于从动链轮38上,角度测量传感器39分别固定于角度测量传感器连接架37和主体支架46上,对从动销轴33相对于主体支架46的旋转角度起测量作用,髋部输出端保护外罩32通过螺栓固定于主体支架46上,防止髋关节限位装置夹伤患者,主体支架46上部的L型凸起为从动销轴33的角度限位装置。
如图8(a)和图8(b)所示,大腿关节模组输出连接件15和大腿关节模组过渡件16组成膝部关节角度限位装置,限位角度为120度;小腿关节模组过渡件6116和踝关节连接板21组成踝部关节角度限位装置,限位角度为60度;关节模组输出连接件15和主体支架46上部的L型凸起组成髋部关节角度限位,限位角度为80度。
如图3(b)所示,小腿关节模组输出连接件6115和小腿关节模组过渡件6116组成膝部关节角度限位装置,限位角度为120度。
本实施例采用了六自由度全主动康复外骨骼机械腿结构,包括髋、膝、踝关节的转动,大、小腿伸缩以及髋关节宽度调整,实现了髋、膝、踝协调康复过程中实时调整大小腿长度及髋关节的宽度,以适应不同身高、体重的患者康复训练、提高康复训练效果、提高人机舒适性;并且本实施例采用了可折叠式脚部结构,在康复训练时脚部关节展开,在康复训练完将脚部关节折叠,与此同时髋部关节宽度调至最宽位置,为座椅模块经由康复平台前部拉出提供了空间保证,实现了脚部关节的折叠变形,保证了座椅模块与康复平台分离的空间,为分离式座椅平台提供了空间保障;并且本实施例采用了伸缩筒式腿部伸缩机构,执行部件为电推杆,腿部长度采集部件为直线位移传感器,二者均布置于伸缩筒内部,伸缩内筒前部通过过度连接件与关节模组相连,尾部连接对接快,对接快与上一级关节输出相连,输出端设有角度机械限位,实现了腿部伸缩、腿部伸缩测量、腿部变性控制、关节模组集成等,该结构简洁,刚性好,变形小,质量轻,降低了腿部的整体载荷,能够有效测量伸缩长度,并能很好保证关节模组的输出;并且本实施例采用了链传动髋部传动关节,并集成了角度传感器,角度机械限位,采用了直拉式涨紧装置,结构紧凑,传动效率高,刚性好,变形小;右髋部调节滑台设有直线位移机械限位,宽度调整执行部件为电推杆,宽度调整采集部件为直线位移传感器,采用了独立调节方式,为左右腿独立康复训练提供了保障,结构紧凑,传动效率高,刚性好,变形小。
以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式,本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于包括:左腿多自由度结构(2)和右腿多自由度结构(1);其中,
所述左腿多自由度结构(2)和所述右腿多自由度结构(1)为镜像对称;
所述左腿多自由度结构(2)和所述右腿多自由度结构(1)均包括髋部宽度调节滑台(3)、髋部传动结构(4)、可伸缩大腿结构(5)、可伸缩小腿结构(6)和可折叠脚部结构(7);其中,
所述可折叠脚部结构(7)铰接于所述可伸缩小腿结构(6)关节模组输出端,所述可伸缩小腿结构(6)铰接于所述可伸缩大腿结构(5)关节模组输出端,所述可伸缩大腿结构(5)铰接于所述髋部传动结构(4)输出端,所述髋部传动结构(4)固定于所述髋部宽度调节滑台(3)上,所述髋部宽度调节滑台(3)固定于康复平台上;其中,
所述可伸缩大腿结构(5)包括大腿销轴(75)、大腿伸缩外筒连接件(8)、大腿伸缩外筒(9)、大腿绷带支撑架(10)、大腿腿部覆盖件(11)、大腿绷带系统(12)、大腿伸缩内筒(13)、大腿内外筒滑动支撑块(14)、大腿关节模组输出连接件(15)、大腿关节模组过渡件(16)、大腿关节模组(17)、大腿腿部伸缩直线位移传感器(18)和大腿腿部伸缩电推杆(19);其中,
所述大腿伸缩外筒连接件(8)、大腿伸缩外筒(9)、大腿绷带支撑架(10)、大腿绷带系统(12)以及四个大腿内外筒滑动支撑块(14)通过螺栓固定在一起共同组成伸缩外筒集成模块,大腿伸缩内筒(13)、四个大腿内外筒滑动支撑块(14)、大腿关节模组输出连接件(15)、大腿关节模组过渡件(16)、大腿关节模组(17)通过螺栓固定在一起共同组成伸缩内筒集成模块,大腿腿部覆盖件(11)固定于大腿关节模组过渡件(16),伸缩内筒集成模块套入伸缩外筒集成模块内,并通过八个大腿内外筒滑动支撑块(14)相互支撑,使得伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间相互滑动,大腿腿部伸缩直线位移传感器(18)和大腿腿部伸缩电推杆(19)两端通过大腿销轴(75)分别铰接于伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块相应位置,大腿腿部伸缩直线位移传感器(18)测量伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间滑动位移,大腿腿部伸缩电推杆(19)驱动伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间产生滑动位移。
2.根据权利要求1所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:所述可伸缩小腿结构(6)包括小腿销轴(670)、小腿伸缩外筒连接件(680)、小腿伸缩外筒(690)、小腿绷带支撑架(6110)、小腿腿部覆盖件(6111)、小腿绷带系统(6112)、小腿伸缩内筒(6113)、小腿内外筒滑动支撑块(6114)、小腿关节模组输出连接件(6115)、小腿关节模组过渡件(6116)、小腿关节模组(6117)、小腿腿部伸缩直线位移传感器(6118)和小腿腿部伸缩电推杆(6119);其中,
所述小腿伸缩外筒连接件(680)、小腿伸缩外筒(690)、小腿绷带支撑架(6110)、小腿绷带系统(6112)以及四个小腿内外筒滑动支撑块(6114)通过螺栓固定在一起共同组成伸缩外筒集成模块,四个小腿内外筒滑动支撑块(6114)、小腿伸缩内筒(6113)、小腿关节模组输出连接件(6115)、小腿关节模组过渡件(6116)、小腿关节模组(6117)通过螺栓固定在一起共同组成伸缩内筒集成模块,小腿腿部覆盖件(6111)固定于小腿关节模组过渡件(6116),伸缩内筒集成模块套入伸缩外筒集成模块内,并通过八个小腿内外筒滑动支撑块(6114)相互支撑,使得伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间相互滑动,小腿腿部伸缩直线位移传感器(6118)和小腿腿部伸缩电推杆(6119)两端通过小腿销轴(670)分别铰接于伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块相应位置,小腿腿部伸缩直线位移传感器(6118)测量伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间滑动位移,小腿腿部伸缩电推杆(6119)驱动伸缩内筒集成模块和伸缩外筒集成模块之间产生滑动位移。
3.根据权利要求2所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:所述可折叠脚部结构(7)包括脚部绷带(20)、踝关节连接板(21)、钩面粘扣(22)、合页(23)、毛面粘扣(24)、脚跟部支撑板(25)、脚部快速锁紧装置(26)、脚底板(27)和脚面板(28);其中,
所述脚面板(28)通过螺栓固定于脚底板(27)上,脚部绷带(20)的两端固定于脚面板(28)和脚底板(27)之间,踝关节连接板(21)和脚底板(27)通过螺栓分别固定于合页(23)的两扇页面上,钩面粘扣(22)粘贴于踝关节连接板(21)的内侧,毛面粘扣(24)粘贴于脚面板(28)的脚跟部,脚跟部支撑板(25)通过螺栓固定于脚底板(27)的后部,脚部快速锁紧装置(26)两端分别固定于踝关节连接板(21)和脚底板(27)。
4.根据权利要求1所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:所述髋部宽度调节滑台(3)包括滑台覆盖件(53)、滑台直线位移传感器(54)、滑台电推杆(55)、滑台底座(56)、滑台连接架(57)、销轴(58)、销轴旋转锁紧块(59)、左卡圈(60)、滑台块(61)、滑动轴承(62)、右卡圈(63)、滑台销轴(64)和滑台销轴旋转锁紧块(65);其中,
所述滑动轴承(62)通过左卡圈(60)和右卡圈(63)固定于滑台块(61)内,滑台销轴(64)依次穿过滑台底座(56)、左卡圈(60)、滑台块(61)、滑动轴承(62)和右卡圈(63),滑台销轴旋转锁紧块(65)通过螺栓分别固定于滑台销轴(64)和滑台底座(56)上,防止滑台销轴(64)相对滑台底座(56)旋转,滑台连接架(57)分别与两个滑台块(61)相连,滑台直线位移传感器(54)和滑台电推杆(55)的两端分别通过销轴(58)和销轴旋转锁紧块(59)铰接于滑台底座(56)和滑台连接架(57)上,滑台直线位移传感器(54)测量滑台块(61)的位移量,滑台电推杆(55)驱动滑台块(61)移动,滑台覆盖件(53)通过螺栓固定于滑台底座(56)上。
5.根据权利要求1所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:所述髋部传动结构(4)包括电机减速器(30)、电机输出轴连接键(31)、驱动销轴(52)、驱动链轮(51)、驱动轮连接键(50)、支撑轴承(49)、轴承套件(48)、链条涨紧架(47)、主体支架(46)、支架盖板(45)、第一轴承挡板(42)、第一轴承支撑板(44)、从动销轴锁紧板(41)、从动链轮连接键(43)、第一轴承(40)、角度测量传感器(39)、角度测量传感器连接架(37)、从动链轮(38)、第二轴承(35)、第二轴承支撑板(36)、第二轴承挡板(34)、从动销轴(33)和髋部输出端保护外罩(32);其中,
所述支架盖板(45)通过螺栓固定于主体支架(46)上,链条涨紧架(47)套于并通过螺栓固定于主体支架(46)上,电机减速器(30)通过螺栓固定于链条涨紧架(47)上,电机减速器(30)输出轴通过电机输出轴连接键(31)连接于驱动销轴(52)上,驱动链轮(51)通过驱动轮连接键(50)连接于驱动销轴(52),驱动销轴(52)通过支撑轴承(49)和轴承套件(48)固定于链条涨紧架(47)上,驱动销轴(52)末端固定有卡圈,防止其相对链条涨紧架(47)左右窜动,第二轴承支撑板(36)和第一轴承支撑板(44)通过螺栓固定于主体支架(46),从动销轴(33)通过轴承(35)和轴承(40)支撑于第二轴承支撑板(36)和第一轴承支撑板(44)上,第二轴承挡板(34)和第一轴承挡板(42)分别固定于第二轴承支撑板(36)和第一轴承支撑板(44)上,第二轴承挡板(34)和第一轴承挡板(42)分别对第二轴承(35)和第一轴承(40)左右窜动起定位作用,从动链轮(38)通过从动链轮连接键(43)固定于从动销轴(33)上,从动销轴锁紧板(41)旋入从动销轴(33)内,防止从动销轴(33)左右窜动,角度测量传感器连接架(37)通过螺栓固定于从动链轮(38)上,角度测量传感器(39)分别固定于角度测量传感器连接架(37)和主体支架(46)上,对从动销轴(33)相对于主体支架(46)的旋转角度起测量作用,髋部输出端保护外罩(32)通过螺栓固定于主体支架(46)上,主体支架(46)上部的L型凸起为从动销轴(33)的角度限位装置。
6.根据权利要求1所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:所述大腿关节模组输出连接件(15)和大腿关节模组过渡件(16)组成膝部关节角度限位装置,限位角度为120度。
7.根据权利要求3所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:小腿关节模组过渡件(6116)和踝关节连接板(21)组成踝部关节角度限位装置,限位角度为60度。
8.根据权利要求5所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:所述大腿关节模组输出连接件(15)和主体支架(46)上部的L型凸起组成髋部关节角度限位,限位角度为80度。
9.根据权利要求2所述的多自由度主动调节坐卧式下肢康复装置,其特征在于:所述小腿关节模组输出连接件(6115)和小腿关节模组过渡件(6116)组成膝部关节角度限位装置,限位角度为120度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108908301B (zh) * 2018-08-10 2023-08-04 北京钢铁侠科技有限公司 机器人的下肢结构以及机器人
CN109806108A (zh) * 2019-02-22 2019-05-28 广州哈罗博康复机器人生产有限公司 腿部康复装置及康复机器人
CN109820580B (zh) * 2019-03-21 2024-02-27 北京大学第三医院 人工授精助力器及助力系统
CN110403801B (zh) * 2019-09-09 2024-04-05 吉林大学 一种下肢镜像康复装置
CN112245239B (zh) * 2020-12-23 2021-04-09 上海傅利叶智能科技有限公司 一种免锁髋部调节装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104287939A (zh) * 2014-08-20 2015-01-21 燕山大学 一种坐卧式下肢康复机器人
CN104287940A (zh) * 2014-08-20 2015-01-21 燕山大学 一种下肢关节康复训练机器人
CN105997436A (zh) * 2016-07-06 2016-10-12 燕山大学 一种四自由度多姿态下肢康复机器人
CN107411938A (zh) * 2017-09-13 2017-12-01 温州可普汇信息科技有限责任公司 坐立卧式下肢康复机器人系统
US20180133088A1 (en) * 2015-03-20 2018-05-17 Institute Of Automation Chinese Academy Of Sciences Multi-Posture Lower Limb Rehabilitation Robot

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104287939A (zh) * 2014-08-20 2015-01-21 燕山大学 一种坐卧式下肢康复机器人
CN104287940A (zh) * 2014-08-20 2015-01-21 燕山大学 一种下肢关节康复训练机器人
US20180133088A1 (en) * 2015-03-20 2018-05-17 Institute Of Automation Chinese Academy Of Sciences Multi-Posture Lower Limb Rehabilitation Robot
CN105997436A (zh) * 2016-07-06 2016-10-12 燕山大学 一种四自由度多姿态下肢康复机器人
CN107411938A (zh) * 2017-09-13 2017-12-01 温州可普汇信息科技有限责任公司 坐立卧式下肢康复机器人系统

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