CN109771213A - 一种步态训练康复机器人的下肢结构 - Google Patents

一种步态训练康复机器人的下肢结构 Download PDF

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潘海鸿
梁旭斌
蒲明辉
陈琳
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Abstract

本发明公开了一种步态训练康复机器人的下肢结构,属于医疗康复器械技术领域。它包括左髋关节部分、右髋关节部分以及左膝关节部分、右膝关节部分四个关节。传感器部分中,关节传感器通过与外压紧法兰、内压紧法兰、交叉滚子轴承配合,从而测得关节力矩值;驱动部分中关节电机与关节蜗轮蜗杆减速器固定,关节蜗轮蜗杆减速器通过与关节减速器法兰配合将扭矩输出给关节力矩传感器内圈,从而驱动关节转动。本发明中关节处力矩传感器结构能够实时读取关节处力矩值,从而能够实现力控制,以及实现被动训练,主动训练等康复训练的功能。

Description

一种步态训练康复机器人的下肢结构
技术领域:
本发明属于康复医疗技术领域,具体涉及一种步态训练康复机器人的下肢结构,用于患者下肢的康复训练。
技术背景:
在国际上,针对中枢神经系统的康复机器人是主流。其中偏瘫通常是由中风造成的,它会带来感知和运动功能障碍,影响患者的生活质量。我国每年新增约200万,另外还有100万左右的中枢神经损伤患者,这些患者会造成沉重的家庭负担。医学的统计结果显示,80%的幸存者都存在着认知、言语或运动功能障碍,需要进行康复。但是康复本身其实是一项体力劳动,并且容易造成患者二次损伤。我国现在缺乏康复治疗师,并且康复治疗费用较高。现有的传统的康复训练室中普遍是一些非常简单的设备,人机交互功能很差,而康复本身对人机交互的要求却很高。现有的下肢康复机器人很难做到人机共融,患者下肢在康复训练时,康复机器人的下肢外骨骼不能够实时检测出患者下肢的受力情况,导致机器人一直按照原定的方式进行训练,以至于不能根据患者的受力情况而做出实时变化。
发明内容:
本发明目的在于,针对现有技术中存在的不足,提供了一种步态训练康复机器人的下肢结构,该下肢结构中的髋关节和膝关节处都安装了一种力矩传感器,以此来实时检测出患者在康复训练时的腿部受力情况,同时在下肢结构中的大小腿杆末端增加了角度传感器,可以实时测量出大小腿转动的角度,该机器人会根据患者下肢的受力情况和转动角度做出相应调整,以此来达到人机共融的状态。
为实现上述目的,本发明的主要技术方案如下:
一种步态训练康复机器人的下肢结构,其至少包括左髋关节部分、右髋关节部分和左膝关节部分、右膝关节部分。
所述左髋关节部分和右髋关节部分都至少包括:髋关节驱动部分、髋关节力矩传感器部分、髋关节安全限位部分、髋关节运动机构部分。
所述左膝关节部分和右膝关节部分都至少包括:膝关节驱动部分、膝关节力矩传感器部分、膝关节安全限位部分、膝关节运动机构部分。
所述髋关节驱动部分其至少包括:髋关节电机1、髋关节蜗轮蜗杆减速器2、髋关节减速器法兰26。
所述膝关节驱动部分其至少包括:膝关节电机8、膝关节蜗轮蜗杆减速器11、膝关节减速器法兰20。
所述髋关节力矩传感器部分至少包括:髋关节传感器输出法兰3、髋关节力矩传感器22、髋关节内压紧法兰23、髋关节交叉滚子轴承24、髋关节外压紧法兰25;其中位置连接关系为:所述髋关节传感器输出法兰3与髋关节力矩传感器22外圈固定;所述髋关节内压紧法兰23和髋关节外压紧法兰25共同压紧髋关节交叉滚子轴承24;所述髋关节交叉滚子轴承24安装在髋关节减速器法兰26上;所述髋关节减速器法兰26外圈与髋关节力矩传感器22内圈通过螺栓固定。
所述膝关节力矩传感器部分至少包括:膝关节传感器输出法兰10、膝关节力矩传感器17、膝关节内压紧法兰18、膝关节交叉滚子轴承19、膝关节减速器法兰20、膝关节外压紧法兰21;其中位置连接关系为:所述膝关节传感器输出法兰10与膝关节传感器力矩17外圈固定;所述膝关节交叉滚子轴承19安装在膝关节减速器法兰20上;所述膝关节内压紧法兰18和膝关节外压紧法兰21共同压紧膝关节交叉滚子轴承19;所述膝关节减速器法兰20外圈与膝关节力矩传感器17内圈通过螺栓固定。
所述髋关节驱动部分中髋关节电机1与髋关节蜗轮蜗杆减速器2固定,髋关节蜗轮蜗杆减速器2通过与髋关节减速器法兰26配合并将扭矩输出给髋关节力矩传感器22内圈,从而驱动髋关节转动。所述膝关节驱动部分中膝关节电机8与膝关节蜗轮蜗杆减速器11固定,膝关节蜗轮蜗杆减速器11通过与膝关节减速器法兰20配合并将扭矩输出给膝关节力矩传感器17内圈,从而驱动膝关节转动。
所述髋关节安全限位部分至少包括:髋关节连接臂4、髋关节上限位块5、髋关节下限位块6;所述髋关节上限位块5和髋关节下限位块6与髋关节连接臂4通过间隙配合并在固定范围内进行一定的角度滑动,且滑动角度为髋关节安全活动角度范围。所述膝关节安全限位部分至少包括:膝关节连接臂9、膝关节下限位块15、膝关节上限位块16;所述膝关节上限位块16和膝关节下限位块15与膝关节连接臂9之间通过间隙配合并在固定范围内进行一定角度滑动,且滑动角度为膝关节安全活动角度范围。
所述髋关节运动机构部分至少包括:大腿杆7、大腿角度传感器12;所述大腿杆7与髋关节力矩传感器22外圈通过螺栓连接;所述大腿角度传感器12安装在大腿杆7的末端。所述膝关节运动机构部分至少包括:小腿角度传感器13、小腿杆14;所述小腿杆14与膝关节力矩传感器17外圈通过螺栓连接;所述小腿角度传感器13安装在小腿杆14的末端。
本发明的有益效果是:
1、本发明中髋关节和膝关节处安装了力矩传感器,其能够实时检测出髋关节和膝关节的力矩值,然后反馈给机器人的上位机,该机器人会根据患者下肢的受力情况做出相应调整,从而实现人机共融。
2、本发明中髋关节和膝关节处与力矩传感器相配合的内压紧法兰、外压紧法兰、交叉滚子轴承、减速机法兰结构能够克服倾覆力矩以及其他力矩所造成的干扰力矩,从而使得力矩传感器可以准确的读取关节处实际的力矩值。
附图说明
图1为本发明一种步态训练康复机器人的右肢结构的结构示意图;
图2为本发明的右膝关节的结构示意图;
图3为本发明的右髋关节的结构示意图;
附图中:1-髋关节电机,2-髋关节蜗轮蜗杆减速器,3-髋关节传感器输出法兰,4-髋关节连接臂,5-髋关节上限位块,6-髋关节下限位块,7-大腿杆,8-膝关节电机,9-膝关节连接臂,10-膝关节传感器输出法兰,11-膝关节蜗轮蜗杆减速器,12-大腿角度传感器,13-小腿角度传感器,14-小腿杆,15-膝关节下限位块,16-膝关节上限位块,17-膝关节力矩传感器,18-膝关节内压紧法兰,19-膝关节交叉滚子轴承,20-膝关节减速器法兰,21-膝关节外压紧法兰,22-髋关节力矩传感器,23-髋关节内压紧法兰,24-髋关节交叉滚子轴承,25-髋关节外压紧法兰,26-髋关节减速器法兰。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
本发明一种步态训练康复机器人的下肢结构的结构示意图请参考图1-图3,一种步态训练康复机器人的下肢结构至少包括:左髋关节部分、右髋关节部分和左膝关节部分、右膝关节部分,共同组成下肢结构。
左髋关节部分和右髋关节部分都至少包括:髋关节驱动部分、髋关节力矩传感器部分、髋关节安全限位部分、髋关节运动机构部分。左膝关节部分和右膝关节部分都至少包括:膝关节驱动部分、膝关节力矩传感器部分、膝关节安全限位部分、膝关节运动机构部分。
髋关节驱动部分其至少包括:髋关节电机1、髋关节蜗轮蜗杆减速器2、髋关节减速器法兰26。膝关节驱动部分其至少包括:膝关节电机8、膝关节蜗轮蜗杆减速器11、膝关节减速器法兰20。
髋关节力矩传感器部分至少包括:髋关节传感器输出法兰3、髋关节力矩传感器22、髋关节内压紧法兰23、髋关节交叉滚子轴承24、髋关节外压紧法兰25;髋关节传感器输出法兰3与髋关节力矩传感器外圈22固定,压紧髋关节交叉滚子轴承24,髋关节交叉滚子轴承24安装于减速器输出法兰26与髋关节力矩传感器22外圈之间,其作用在于当髋关节力矩传感器22内圈和外圈存在力矩值时,保证髋关节力矩传感器22的外圈和内圈之间的相对位移且不受其他力矩影响。髋关节内压紧法兰23和髋关节外压紧法兰25共同压紧髋关节交叉滚子轴承24,髋关节交叉滚子轴承24安装在髋关节减速器法兰26上,髋关节减速器法兰26外圈与髋关节力矩传感器22内圈通过螺栓固定,其作用在于防止髋关节交叉滚子轴承24的窜动,并且克服关节的倾覆力矩。
膝关节力矩传感器部分至少包括:膝关节传感器输出法兰10、膝关节力矩传感器17、膝关节内压紧法兰18、膝关节交叉滚子轴承19、膝关节减速器法兰20、膝关节外压紧法兰21;膝关节传感器输出法兰10与膝关节力矩传感器17外圈固定,其作用在于压紧膝关节交叉滚子轴承19,膝关节交叉滚子轴承19安装于减速器输出法兰20与膝关节力矩传感器17外圈之间,其作用在于当膝关节力矩传感器17内圈和外圈存在力矩值时,保证膝关节力矩传感器17的外圈和内圈之间的相对位移且不受其他力矩影响。膝关节内压紧法兰18和膝关节外压紧法兰21共同压紧膝关节交叉滚子轴承19,膝关节交叉滚子轴承19安装在膝关节减速器法兰20上,膝关节减速器法兰20外圈与膝关节力矩传感器17内圈通过螺栓固定,膝关节外压紧法兰19与膝关节内压紧法兰18共同压紧膝关节交叉滚子轴承19,其作用在于防止膝关节交叉滚子轴承19的窜动,并且克服关节的倾覆力矩。
髋关节驱动部分中髋关节电机1与髋关节蜗轮蜗杆减速器2通过螺栓固定,髋关节蜗轮蜗杆减速器2通过与髋关节减速器法兰26配合将扭矩输出给髋关节力矩传感器22内圈,从而驱动髋关节转动。
膝关节驱动部分中膝关节电机8与膝关节蜗轮蜗杆减速器11通过螺栓固定,膝关节蜗轮蜗杆减速器11通过与膝关节减速器法兰20配合将扭矩输出给膝关节力矩传感器17内圈,从而驱动膝关节转动。
髋关节安全限位部分至少包括:髋关节连接臂4、髋关节上限位块5、髋关节下限位块6;髋关节上限位块5和髋关节下限位块6与髋关节连接臂4之间通过间隙配合并可以在固定范围内进行一定的角度滑动,且滑动角度为髋关节安全活动角度范围。
膝关节安全限位部分至少包括:膝关节连接臂9、膝关节下限位块15、膝关节上限位块16;膝关节上限位块16和膝关节下限位块15与膝关节连接臂9之间通过间隙配合并可以在固定范围内进行一定角度滑动,且滑动角度为膝关节安全活动角度范围。
髋关节运动机构部分至少包括:大腿杆7、大腿角度传感器12;大腿杆7与髋关节力矩传感器22外圈通过螺栓连接,大腿角度传感器12安装在大腿杆7的末端,大腿角度传感器12可以实时测出大腿转过的角度。
膝关节运动机构部分至少包括:小腿杆14、小腿角度传感器13;小腿杆14与膝关节力矩传感器17外圈通过螺栓连接,小腿角度传感器13安装在小腿杆14的末端,小腿角度传感器13可以实时测出小腿转动的角度。
最后说明的是本发明一种步态训练康复机器人的下肢结构不局限于上述实施例,还可以做各种修改或变形。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。凡是依据本发明的技术方案进行修改、润饰或等同变化,而不脱离本发明技术方案的思想和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种步态训练康复机器人的下肢结构,其特征在于:至少包括左髋关节部分、右髋关节部分和左膝关节部分、右膝关节部分;
所述左髋关节部分和右髋关节部分都至少包括:髋关节驱动部分、髋关节力矩传感器部分、髋关节安全限位部分、髋关节运动机构部分;
所述左膝关节部分和右膝关节部分都至少包括:膝关节驱动部分、膝关节力矩传感器部分、膝关节安全限位部分、膝关节运动机构部分;
所述髋关节驱动部分其至少包括:髋关节电机(1)、髋关节蜗轮蜗杆减速器(2)、髋关节减速器法兰(26);
所述膝关节驱动部分其至少包括:膝关节电机(8)、膝关节蜗轮蜗杆减速器(11)、膝关节减速器法兰(20);
所述髋关节力矩传感器部分至少包括:髋关节传感器输出法兰(3)、髋关节力矩传感器(22)、髋关节内压紧法兰(23)、髋关节交叉滚子轴承(24)、髋关节外压紧法兰(25);其中位置连接关系为:所述髋关节传感器输出法兰(3)与髋关节力矩传感器(22)外圈固定;所述髋关节内压紧法兰(23)和髋关节外压紧法兰(25)共同压紧髋关节交叉滚子轴承(24);所述髋关节交叉滚子轴承(24)安装在髋关节减速器法兰(26)上;所述髋关节减速器法兰(26)外圈与髋关节力矩传感器(22)内圈通过螺栓固定;
所述膝关节力矩传感器部分至少包括:膝关节传感器输出法兰(10)、膝关节力矩传感器(17)、膝关节内压紧法兰(18)、膝关节交叉滚子轴承(19)、膝关节减速器法兰(20)、膝关节外压紧法兰(21);其中位置连接关系为:所述膝关节传感器输出法兰(10)与膝关节传感器力矩(17)外圈固定;所述膝关节交叉滚子轴承(19)安装在膝关节减速器法兰(20)上;所述膝关节内压紧法兰(18)和膝关节外压紧法兰(21)共同压紧膝关节交叉滚子轴承(19);所述膝关节减速器法兰(20)外圈与膝关节力矩传感器(17)内圈通过螺栓固定。
2.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人的下肢结构,其特征在于:所述髋关节驱动部分中髋关节电机(1)与髋关节蜗轮蜗杆减速器(2)固定,髋关节蜗轮蜗杆减速器(2)通过与髋关节减速器法兰(26)配合并将扭矩输出给髋关节力矩传感器(22)内圈,从而驱动髋关节转动。
3.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人的下肢结构,其特征在于:所述膝关节驱动部分中膝关节电机(8)与膝关节蜗轮蜗杆减速器(11)固定,膝关节蜗轮蜗杆减速器(11)通过与膝关节减速器法兰(20)配合并将扭矩输出给膝关节力矩传感器(17)内圈,从而驱动膝关节转动。
4.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人的下肢结构,其特征在于:所述髋关节安全限位部分至少包括:髋关节连接臂(4)、髋关节上限位块(5)、髋关节下限位块(6);所述髋关节上限位块(5)和髋关节下限位块(6)与髋关节连接臂(4)通过间隙配合并在固定范围内进行一定的角度滑动,且滑动角度为髋关节安全活动角度范围。
5.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人的下肢结构,其特征在于:所述膝关节安全限位部分至少包括:膝关节连接臂(9)、膝关节下限位块(15)、膝关节上限位块(16);所述膝关节上限位块(16)和膝关节下限位块(15)与膝关节连接臂(9)之间通过间隙配合并在固定范围内进行一定角度滑动,且滑动角度为膝关节安全活动角度范围。
6.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人的下肢结构,其特征在于:所述髋关节运动机构部分至少包括:大腿杆(7)、大腿角度传感器(12);所述大腿杆(7)与髋关节力矩传感器(22)外圈通过螺栓连接;所述大腿角度传感器(12)安装在大腿杆(7)的末端。
7.根据权利要求1所述的一种步态训练康复机器人的下肢结构,其特征在于:所述膝关节运动机构部分至少包括:小腿角度传感器(13)、小腿杆(14);所述小腿杆(14)与膝关节力矩传感器(17)外圈通过螺栓连接;所述小腿角度传感器(13)安装在小腿杆(14)的末端。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111248917A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种下肢步行训练器主动训练控制方法及装置
CN113908018A (zh) * 2021-12-13 2022-01-11 中国科学院自动化研究所 面向二自由度肢体关节的力位感知方法及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111248917A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种下肢步行训练器主动训练控制方法及装置
CN113908018A (zh) * 2021-12-13 2022-01-11 中国科学院自动化研究所 面向二自由度肢体关节的力位感知方法及系统
CN113908018B (zh) * 2021-12-13 2022-02-25 中国科学院自动化研究所 面向二自由度肢体关节的力位感知方法及系统

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