CN110037893A - 一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人

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，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；

所述上肢穿戴式可调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；

所述膝盖康复装置包括一对大腿板、一对膝盖调节元件、一对小腿板，其中两大腿板分别为框架结构，每个大腿板上、下端分别设有卡槽，可调式腰部及髋关节康复装置中的大腿调节元件下端一一对应插接于两大腿板上端的卡槽中，每个大腿板内分别设有人工肌肉，人工肌肉的下端与大腿板内下端固连，人工肌肉的上端连接有绳索，绳索向上穿入至大腿板上端卡槽并固连于大腿调节元件下端，每个大腿板上端卡槽内还设有弹簧，弹簧套在绳索外，且弹簧上、下端分别对应支撑连接于大腿调节元件下端、大腿板上端卡槽内底部，两个大腿板彼此相对的内侧面分别连接有大腿卡爪，大腿卡爪穿戴于人体大腿部位；两个膝盖调节元件上端一一对应通过轴向沿左右水平的转轴转动连接于两个大腿板下端卡槽，两个膝盖调节元件上端一一对应通过轴向沿左右水平的转轴转动连接于两个大腿板的下端，两个小腿板彼此相对的内侧面分别连接有小腿卡爪，小腿卡爪穿戴于人体小腿部位；

所述滑槽柔索牵引机构包括一对分别为半圆形的磁吸式可分离运动平台，两个磁吸式可分离运动平台左右对称并对合为整圆平台，整圆平台水平位于膝盖康复装置正下方，且两磁吸式可分离运动平台与膝盖康复装置中两个小腿板一一对应，每个磁吸式可分离运动平台上靠近对合处分别设有电磁铁，两个磁吸式可分离运动平台对合时电磁铁能够相互吸合，以实现对两个磁吸式可分离运动平台分离及结合的控制，每个磁吸式可分离运动平台上还分别固定有脚踏板，脚踏板穿戴于人体脚部，每个磁吸式可分离运动平台底部分别设有旋转式卡扣；每个磁吸式可分离运动平台上分别各自固定有一对在前后水平方向一字排列的下运动轨道，每个下运动轨道分别各自配置有竖直的上运动轨道，设两个下运动轨道彼此相对的一端为内端，每个上运动轨道下端分别通过柔性开槽弯管与对应的下运动轨道内端连接，由柔性开槽弯管连通上、下运动轨道构成完整的L形滑道，由此在每个磁吸式可分离运动平台上分别构成两个L形滑道，每个L形滑道内分别滑动安装有牵引球，每个L形滑道中上运动轨道上端、下运动轨道外端分别安装有电机驱动的牵引绕线轮，牵引绕线轮的轴向均为左右水平，牵引绕线轮上分别缠绕有柔索，且柔索分别穿入对应的L形滑道中并固定于牵引球对应端；设左、右侧由两个上运动轨道分别构成的上运动轨道对彼此相对的一面为内侧面，所述膝盖康复装置中小腿板的外侧面分别固定连接于对应的磁吸式可分离运动平台上两上运动轨道的内侧面，每个磁吸式可分离运动平台上的脚踏板位于对应的小腿板内侧，通过脚踏板一侧伸出的左右方向转轴安装轴承连接于小腿板下端的安装孔中；

所述柔索驱动机构包括数量对应于牵引球的多个柔索牵引电机，多个柔索牵引电机分别固定于外框架的底板上，外框架的顶框上对应每个柔索牵引电机位置分别转动安装有滑轮机构，每个柔索牵引电机的输出轴分别同轴固定连接有绕线轮，绕线轮上分别缠绕有下肢驱动柔索，下肢驱动柔索分别向上绕过对应的滑轮机构后，再一一对应向下固定连接至滑槽柔索牵引机构中的牵引球上；

所述凸轮式脚踝康复机构整体位于滑槽柔索牵引机构正下方，凸轮式脚踝康复机构包括凸轮机构底板、一对左右对称并分别位于凸轮机构底板上方的脚踝运动推板，两个脚踝运动推板位置与两个磁吸式可分离运动平台一一对应，凸轮机构底板上对应于每个脚踝运动推板后侧下方位置分别固定有转轴，转轴轴向分别沿左右水平，每个脚踝运动推板底部后侧分别连接有连接块，且连接块通过轴孔转动安装于对应的转轴上，由此提供脚踝运动推板俯仰转动的自由度；凸轮机构底板上还固定有电机驱动的丝杠螺母机构，丝杠螺母机构中螺母的运动方向为前后水平方向，螺母固定连接有凸轮机构直线运动平台，凸轮机构直线运动平台上固定有双向输出电机，双向输出电机的轴向沿左右水平方向，双向输出电机每个输出轴分别偏心固定有凸轮，凸轮一一对应位于脚踝运动推板前侧下方，每个脚踝运动推板前侧底部对应凸轮位置分别转动安装有轴向沿左右水平的滚轮，滚轮分别与对应的凸轮紧密抵触，由丝杠螺母机构带动凸轮机构直线运动平台整体直线运动，并由双向输出电机带动凸轮转动，再通过滚轮使对应的脚踝运动推板俯仰运动，每个脚踝运动推板的顶部分别设有扣槽，扣槽位置与脚踝运动推板对应的磁吸式可分离运动平台底部旋转式卡扣位置对应；

所述升降驱动机构固定于凸轮式脚踝康复机构下方的外框架底板上，升降驱动机构中的升降运动部件连接于凸轮式脚踝康复机构中的凸轮机构底板底部，由升降驱动机构驱动凸轮式脚踝康复机构整体升降，且凸轮式脚踝康复机构上升至脚踝运动推板与对应的磁吸式可分离运动平台贴合时，磁吸式可分离运动平台底部的旋转式卡扣能够扣入脚踝运动推板的扣槽中。

所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述膝盖康复装置中，每个大腿板外侧面靠近腰部支撑元件位置分别固定有锁紧装置，锁紧装置包括连接于大腿板外侧面的竖直的连接件，连接件上端分别固定有分割球，所述腰部支撑元件的底部对应分割球位置分别设有可供分割球进入的球孔。

所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述膝盖康复装置中，每个膝盖调节元件外侧面分别固定有膝盖锁紧装置，膝盖锁紧装置包括连接于膝盖调节元件外侧面的竖直的连接件，连接件上端分别固定有分割球，所述大腿板的外侧面对应分割球位置分别固定有球孔座，球孔座底部设有可供分割球进入的球孔。

所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述滑槽柔索牵引机构中，下运动轨道外端的牵引绕线轮分别单独配置有下牵引球运动电机作为驱动电机，下运动轨道外端的牵引绕线轮的轮轴通过锥齿轮对与对应的下牵引球运动电机的输出轴传动连接；

同一个磁吸式可分离运动平台上的两个上运动轨道上端的牵引绕线轮轮轴通过皮带传动机构传动连接，且同一个磁吸式可分离运动平台上的两个上运动轨道上端的牵引绕线轮共用一个上牵引球运动电机，上牵引球运动电机的输出轴与皮带传动机构其中一个带轮传动连接。

所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述凸轮式脚踝康复机构中，每个脚踝运动推板后侧底部与凸轮机构底板之间分别连接有压紧弹簧，由压紧弹簧施加力使脚踝运动推板底部的滚轮与对应的凸轮之间紧密接触。

所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述升降驱动机构为丝杠式升降机构，丝杠式升降机构包括固定于外框架底板上的升降机构丝杠导轨平台，升降机构丝杠导轨平台中转动安装有轴向水平的丝杠，丝杠上螺合装配有丝杠螺母，且丝杠螺母沿升降机构丝杠导轨平台滑动，丝杠螺母转动连接有推杆，推杆倾斜向上延伸，且推杆的上端转动连接于凸轮机构底板底部，升降机构丝杠导轨平台还安装有升降机构丝杠驱动电机，升降机构丝杠驱动电机的输出轴与丝杠轴向一端传动连接，所述外框架底板上还连接有多个竖直的导杆，所述凸轮机构底板滑动装配在各个导杆上，由导杆约束凸轮机构底板仅能竖直方向运动。

所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：还包括传感系统，传感系统包括绳张力传感器、拉线位移传感器，其中绳张力传感器分别连接于各个下肢驱动柔索中，拉线位移传感器为编码器，拉线位移传感器安装在各个柔索牵引电机连接的绕线轮轮轴上。

与已有技术相比本发明的优点主要体现在：

1.腰下肢康复机器人采用柔索作为机器人驱动装置，将柔索的柔性、转动惯性小、大负载特性与人体的腰关节、髋关节、膝关节、踝关节康复运动结合起来，能够使患者有效的避免二次伤害，增加机器人的安全性。

2.多功能滑槽柔索牵引机构采用柔索一端与牵引球链接，控制柔索的驱动关节，实现在同一台康复机器人设备上进行腰关节、髋关节、膝关节、踝关节的康复训练，极大限度降低成本。

3.可移动导轨式凸轮脚踝康复机构通过滚珠丝杠和凸轮机构配合，能够有效的调整脚踝运动幅度和频率，更加符合人体踝关节的运动步态，达到有效的康复训练。

4.滚珠丝杠升降平台机构通过滚珠丝杠机构带动推杆底部直线运动，从而实现运动平台的升降，简易可靠的实现了对于可移动导轨式凸轮机构对脚踝的康复训练作用。

5.电磁式可分离运动平台通过电磁铁的磁吸作用控制运动平台的分离与结合，实现电信号对于平台的精确控制，进而实现对腰关节、髋关节、膝关节、踝关节多步态式康复训练。

6.上肢穿戴式固定装置与大腿及小腿的人工肌肉具有可调性，能够满足不同体型患者的需求，调整机构简单易操作，提高机器人灵活性与适应性。

附图说明

图1为该柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人简图。

图2为该柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人的结构图。

图3为穿戴式可调上肢固定装置结构图。

图4为可调式腰部及髋关节康复装置结构图。

图5为膝关节康复装置结构图。

图6为髋关节、膝关节康复装置的局部剖面图。

图7为滑槽柔索牵引机构图。

图8为同步带牵引机构图。

图9为运动轨道图。

图10为下肢及脚踏板机构连接图。

图11为凸轮式脚踝康复机构图。

图12为该凸轮式脚踝康复机构图另一视角图。

图13为丝杠式升降机构图。

图14为丝杠式升降机构图另一视角简图。

图15为磁吸式可分离运动平台连接装置图。

图16为该磁吸式可分离运动平台连接装置另一方向视图。

图17为磁吸式可分离运动平台与凸轮式脚踝康复机构结合后示意图。

图18为该系统的控制流程图。

图中标号为：1-穿戴式可调上肢固定装置，2-可调式腰部及髋关节康复装置，3-膝盖康复装置，4-滑槽柔索牵引机构，5-凸轮式脚踝康复机构图，6-丝杠式升降机构；

101-可调式弹性上肢外衣，102-上肢可调式紧固柔索，103-卡扣，104-弹簧卡扣；

201-大腿调节元件，202-腰部支撑元件，203-弹性腰带；

301-弹簧，302-大腿板，303-人工肌肉，304-大腿卡爪，305-膝盖调节元件，306-膝盖锁紧装置，307-腰部锁紧装置；

401-牵引绕线轮，402-下运动轨道，403-柔性开槽弯管，404-上运动轨道，405-弹簧限位卡扣，406-小腿卡爪，407-前同步带，408-同步带轮，409-后同步带，410-上牵引球运动电机，411-上牵引球运动电机支架，412-滑槽平台转轴，413-下牵引球运动电机，414-锥齿轮对，415-牵引球，416-小腿板，417-轴承；

501-凸轮，502-滚轮，503-脚踝运动推板，504-双向输出电机，505-转轴，506-压紧弹簧，507-凸轮机构丝杠驱动电机，508-凸轮机构丝杠，509-凸轮机构直线运动平台，510-螺母，511-凸轮机构丝杠导轨；

601-联轴器，602-升降机构丝杠驱动电机，603-凸轮机构底板，604-推杆，605-丝杠螺母，606-丝杠，607-升降机构丝杠导轨平台；

701-柔索牵引电机，702-底板，703-立柱，704-拉线位移传感器，705-压力传感器，706-下肢驱动柔索，707-上肢承载柔索，708-顶框，709-定滑轮机构，710-绳张力传感器；

801-磁吸式可分离运动平台，802-脚踏板，803-旋转式卡扣，804-电磁铁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图17所示，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1、可调式腰部及髋关节康复装置2、膝盖康复装置3、滑槽柔索牵引机构4、柔索驱动机构、凸轮式脚踝康复机构5、升降驱动机构，其中：

外框架由底板702、顶框708及连接底板702和顶框708的多个立柱703构成；

上肢穿戴式可调固定装置1包括可调式弹性上肢外衣101，可调式弹性上肢外衣101位于外框架内，可调式弹性上肢外衣101穿戴于人体腰部以上部位，可调式弹性上肢外衣101的周向长度和肩高可调，可调式弹性上肢外衣101周向侧面与外框架的顶框708之间连接有多个上肢承载柔索707，由此实现可调式弹性上肢外衣101吊挂在外框架内；

可调式腰部及髋关节康复装置2包括弹性腰带203，弹性腰带203位于可调式弹性上肢外衣101正下方，弹性腰带203穿戴于人体腰部，弹性腰带203的周向长度可调，弹性腰带203的左、右端分别连接有腰部支撑元件202，每个腰部支撑元件202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202的大腿调节元件201，每个大腿调节元件201上端分别固连于腰部支撑元件202的转轴，由此实现大腿调节元件201的转动；

膝盖康复装置3包括一对大腿板302、一对膝盖调节元件305、一对小腿板416，其中两大腿板302分别为框架结构，每个大腿板302上、下端分别设有卡槽，可调式腰部及髋关节康复装置2中的大腿调节元件201下端一一对应插接于两大腿板302上端的卡槽中，每个大腿板302内分别设有人工肌肉303，人工肌肉303的下端与大腿板302内下端固连，人工肌肉303的上端连接有绳索，绳索向上穿入至大腿板302上端卡槽并固连于大腿调节元件201下端，每个大腿板302上端卡槽内还设有弹簧301，弹簧301套在绳索外，且弹簧301上、下端分别对应支撑连接于大腿调节元件201下端、大腿板302上端卡槽内底部，两个大腿板302彼此相对的内侧面分别连接有大腿卡爪304，大腿卡爪304穿戴于人体大腿部位；两个膝盖调节元件305上端一一对应通过轴向沿左右水平的转轴转动连接于两个大腿板302下端卡槽，两个膝盖调节元件305上端一一对应通过轴向沿左右水平的转轴转动连接于两个大腿板的下端，两个小腿板416彼此相对的内侧面分别连接有小腿卡爪406，小腿卡爪406穿戴于人体小腿部位；

滑槽柔索牵引机构4包括一对分别为半圆形的磁吸式可分离运动平台801，两个磁吸式可分离运动平台801左右对称并对合为整圆平台，整圆平台水平位于膝盖康复装置3正下方，且两磁吸式可分离运动平台801与膝盖康复装置3中两个小腿板416一一对应，每个磁吸式可分离运动平台801上靠近对合处分别设有电磁铁804，两个磁吸式可分离运动平台801对合时电磁铁804能够相互吸合，以实现对两个磁吸式可分离运动平台801分离及结合的控制，每个磁吸式可分离运动平台801上还分别固定有脚踏板802，脚踏板802穿戴于人体脚部，每个磁吸式可分离运动平台801底部分别设有旋转式卡扣803；每个磁吸式可分离运动平台801上分别各自固定有一对在前后水平方向一字排列的下运动轨道402，每个下运动轨道402分别各自配置有竖直的上运动轨道404，设两个下运动轨道402彼此相对的一端为内端，每个上运动轨道404下端分别通过柔性开槽弯管403与对应的下运动轨道402内端连接，由柔性开槽弯管403连通上、下运动轨道404、402构成完整的L形滑道，由此在每个磁吸式可分离运动平台801上分别构成两个L形滑道，每个L形滑道内分别滑动安装有牵引球415，每个L形滑道中上运动轨道404上端、下运动轨道402外端分别安装有电机驱动的牵引绕线轮401，牵引绕线轮401的轴向均为左右水平，牵引绕线轮401上分别缠绕有柔索，且柔索分别穿入对应的L形滑道中并固定于牵引球415对应端；设左、右侧由两个上运动轨道404分别构成的上运动轨道对彼此相对的一面为内侧面，膝盖康复装置3中小腿板416的外侧面分别固定连接于对应的磁吸式可分离运动平台大腿调节元件801上两上运动轨道404的内侧面，每个磁吸式可分离运动平台801上的脚踏板802位于对应的小腿板416内侧，通过脚踏板一侧伸出的左右方向转轴安装轴承417连接于小腿板下端的安装孔中；

柔索驱动机构包括数量对应于牵引球的多个柔索牵引电机701，多个柔索牵引电机701分别固定于外框架的底板702上，外框架的顶框708上对应每个柔索牵引电机701位置分别转动安装有滑轮机构709，每个柔索牵引电机701的输出轴分别同轴固定连接有绕线轮，绕线轮上分别缠绕有下肢驱动柔索706，下肢驱动柔索706分别向上绕过对应的滑轮机构709后，再一一对应向下固定连接至滑槽柔索牵引机构4中的牵引球415上；

凸轮式脚踝康复机构5整体位于滑槽柔索牵引机构4正下方，凸轮式脚踝康复机构5包括凸轮机构底板603、一对左右对称并分别位于凸轮机构底板603上方的脚踝运动推板503，两个脚踝运动推板503位置与两个磁吸式可分离运动平台801一一对应，凸轮机构底板603上对应于每个脚踝运动推板503后侧下方位置分别固定有转轴505，转轴505轴向分别沿左右水平，每个脚踝运动推板503底部后侧分别连接有连接块，且连接块通过轴孔转动安装于对应的转轴505上，由此提供脚踝运动推板503俯仰转动的自由度；凸轮机构底板603上还固定有电机驱动的丝杠螺母机构，丝杠螺母机构中螺母的运动方向为前后水平方向，螺母固定连接有凸轮机构直线运动平台509，凸轮机构直线运动平台509上固定有双向输出电机504，双向输出电机504的轴向沿左右水平方向，双向输出电机504每个输出轴分别偏心固定有凸轮501，凸轮501一一对应位于脚踝运动推板503前侧下方，每个脚踝运动推板503前侧底部对应凸轮501位置分别转动安装有轴向沿左右水平的滚轮502，滚轮502分别与对应的凸轮501紧密抵触，由丝杠螺母机构带动凸轮机构直线运动平台509整体直线运动，并由双向输出电机504带动凸轮501转动，再通过滚轮502使对应的脚踝运动推板503俯仰运动，每个脚踝运动推板503的顶部分别设有扣槽，扣槽位置与脚踝运动推板503对应的磁吸式可分离运动平台801底部旋转式卡扣803位置对应；

升降驱动机构固定于凸轮式脚踝康复机构5下方的外框架底板702上，升降驱动机构中的升降运动部件连接于凸轮式脚踝康复机构中5的凸轮机构底板603底部，由升降驱动机构驱动凸轮式脚踝康复机构5整体升降，且凸轮式脚踝康复机构5上升至脚踝运动推板503与对应的磁吸式可分离运动平台801贴合时，磁吸式可分离运动平台801底部的旋转式卡扣803能够扣入脚踝运动推板503的扣槽中。

本发明中，膝盖康复装置3中，每个大腿板302外侧面靠近腰部支撑元件202位置分别固定有锁紧装置307，锁紧装置307包括连接于大腿板302外侧面的竖直的连接件，连接件上端分别固定有分割球，腰部支撑元件202的底部对应分割球位置分别设有可供分割球进入的球孔。

膝盖康复装置3中，每个膝盖调节元件305外侧面分别固定有膝盖锁紧装置306，膝盖锁紧装置306包括连接于膝盖调节元件305外侧面的竖直的连接件，连接件上端分别固定有分割球，大腿板302的外侧面对应分割球位置分别固定有球孔座，球孔座底部设有可供分割球进入的球孔。

滑槽柔索牵引机构4中，下运动轨道402外端的牵引绕线轮分别单独配置有下牵引球运动电机413作为驱动电机，下运动轨道402外端的牵引绕线轮的轮轴通过锥齿轮对414与对应的下牵引球运动电机413的输出轴传动连接；

同一个磁吸式可分离运动平台801上的两个上运动轨道404上端的牵引绕线轮轮轴通过皮带传动机构传动连接，且同一个磁吸式可分离运动平台801上的两个上运动轨道404上端的牵引绕线轮共用一个上牵引球运动电机410，上牵引球运动电机401的输出轴与皮带传动机构其中一个带轮传动连接。

凸轮式脚踝康复机构5中，每个脚踝运动推板503后侧底部与凸轮机构底板603之间分别连接有压紧弹簧506，由压紧弹簧506施加力使脚踝运动推板503底部的滚轮502与对应的凸轮501之间紧密接触。

升降驱动机构为丝杠式升降机构6，丝杠式升降机构6包括固定于外框架底板702上的升降机构丝杠导轨平台607，升降机构丝杠导轨平台607中转动安装有轴向水平的丝杠606，丝杠606上螺合装配有丝杠螺母605，且丝杠螺母605沿升降机构丝杠导轨平台607滑动，丝杠螺母605转动连接有推杆604，推杆604倾斜向上延伸，且推杆604的上端转动连接于凸轮机构底板603底部，升降机构丝杠导轨平台607还安装有升降机构丝杠驱动电机602，升降机构丝杠驱动电机602的输出轴与丝杠605轴向一端传动连接，外框架底板702上还连接有多个竖直的导杆，凸轮机构底板603滑动装配在各个导杆上，由导杆约束凸轮机构底板603仅能竖直方向运动。

还包括传感系统，传感系统包括绳张力传感器710、拉线位移传感器，其中绳张力传感器710分别连接于各个下肢驱动柔索706中，拉线位移传感器704为编码器，拉线位移传感器704安装在各个柔索牵引电机701连接的绕线轮轮轴上。

如图1、2所示，本发明该柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人主要包括以下组件：上肢穿戴式可调固定装置1，可调式腰部及髋关节康复装置2，膝盖康复装置3，滑槽柔索牵引机构4，凸轮式脚踝康复机构5，丝杠式升降机构6，柔索驱动电机701，以及用于连接、承载、驱动这些机构的底板702，立柱703，下肢驱动柔索706，上肢承载柔索707，顶部框架708,滑轮机构709以及磁吸式可分离式运动平台8。其中穿戴式上肢穿着固定装置1通过上肢承载柔索707连接于顶部框架708上，腰部固定装置2与两侧完全对称的膝盖康复装置3以及滑槽柔索牵引机构4通过轴承以及转轴连接，每两个机构间设置有运动锁死装置307，确保完成正确的运动形式。凸轮式脚踝康复机构5通过丝杠式升降机构6驱动上下运动，以实现与运动平台的脱离与结合。

基本的运动形式如下实现：柔索驱动电机701通过下肢驱动柔索706经过滑轮机构709与滑槽柔索牵引机构4中的牵引球415相连，由滑槽柔索牵引机构4中的驱动电机413及驱动电机410来实现运动形式的调整，以实现对腰关节、髋关节、膝关节、踝关节等不同部位的运动康复。在进行踝关节的康复时，由丝杠式升降机构6推动凸轮式脚踝康复机构5上升，同时磁吸式可分离式运动平台8分离并与脚踝运动推板503连接，由凸轮机构带动脚踝的运动。在进行腰关节、髋关节的康复时，滑槽柔索牵引机构4中的牵引球415位于机构的下位，由绳索带动平板运动；在进行膝关节的康复时，牵引球415位于机构的上位（即膝盖位置处）带动膝盖的运动。

如图3所示，上肢可调式紧固柔索102通过可调式弹性上肢外衣101上的定位孔围绕于上可调式弹性上肢外衣101上，并通过弹簧卡扣104来进行长度调整，保证可调式紧固柔索102长度适中，可调式弹性上肢外衣101的肩高可通过卡扣103与不同位置的纽扣卡紧来调整。通过以上可完成上肢外衣大小、位置的调整，以适用于不同身材的人使用。

如图4所示，弹性腰带203通过其上的纽扣孔实现长度的调整，以适用于不同身材的人使用，并连接于腰部支撑元件202上。腰部支撑元件202使用轴承及转轴与大腿调节元件201连接，以此实现大腿与腰部之间的相对转动。

如图5所示，在右腿膝关节康复装置中，大腿调节元件201安插于大腿板302中，通过大腿调节元件201上的卡槽限制其极限运动距离。同时在大腿调节元件201与大腿板302之间存在限位弹簧301，以限制大腿调节元件201的运动，同时使整个机构的长度具有一定的柔性，在大腿板302之间安装有人工肌肉303，该人工肌肉303的底部与大腿板302的底部固连，上端通过绳索牵引大腿调节元件201，通过对人工肌肉303的长度的调整，可以实现大腿长度的变化，同时由于弹簧301的存在，该长度又存在一定的柔性，更加符合人体工程学的要求。在大腿板302上通过螺栓连接有大腿卡爪304，实现与人的大腿部位的连接。大腿板302通过轴承及转轴与膝盖调节元件305连接，通过该元件与大腿板之间的相对转动来模拟膝盖的运动。同时在大腿板302上安装有锁紧装置307，通过锁紧装置307的上下运动可以实现对大腿运动的锁死。当锁紧装置307运动至上位即分割球进入腰部支撑元件202中时，髋关节的运动即锁死，以此保证运动的可靠性。同理，在膝盖调节元件305上安装有锁紧装置306，当锁紧装置306运动至上位即分割球进入大腿板302中时，膝关节的运动即锁死。该机构可实现髋关节与膝关节的平面转动模拟，以达到康复运动的目的。

在对不同部位进行康复时，为了保证其他部位不会干扰目标运动，加入了锁紧装置306及307。当大腿锁紧装置307与膝盖锁紧装置306均锁紧（即处于上位）时，即为进行腰部或者踝关节的康复。当大腿锁紧装置307打开（即处于下位）膝盖锁紧装置306锁紧时，即为进行对髋关节的康复。当大腿锁紧装置307与膝盖锁紧装置306均打开时，即为进行膝关节的康复。

如图7、图8、图9、图10所示，滑槽柔索牵引机构负责对下肢驱动柔索706的牵引点进行调整，以适用不同康复部位的要求。该机构前后完全对称，可以同时驱动处于康复机器人同一侧的前后两根下肢驱动柔索。其中下运动轨道402通过螺钉固连于底板上，上运动轨道404与小腿板416固连（可设计为整体或焊接为一体），柔性开槽弯管403位于下运动轨道402与上运动轨道404之间，与两运动轨道固连。在运动轨道内有牵引球415，与下肢运动柔索706相连，负责传递柔索驱动电机701的牵引力，牵引球415在由运动轨道402、404以及柔性开槽弯管403形成的轨道中运动，并由两对弹簧限位卡扣405进行位置限定卡紧。牵引球415两端由柔索与牵引绕线轮401连接，两个完全相同的牵引绕线轮401通过轴承分别与下运动轨道402和上运动轨道404连接，下方牵引绕线轮通过锥齿轮机构414与下牵引球运动电机413连接，上方牵引绕线轮通过同步带409与同步带轮408与上牵引球运动电机410连接，由上牵引球运动电机410与下牵引球运动电机413的转动带动牵引球415在轨道中的运动，从而实现下肢驱动柔索706作用位置的变化，从而完成不同的康复目标。进一步说，上牵引球运动电机410上装有两个同步带轮408，分别与前后两个牵引绕线轮连接，在需要将牵引球提升至膝盖处时，上牵引球运动电机410可同时带动前后两个牵引球的运动。该滑槽柔索牵引机构左右完全对称，另一侧结构与以上介绍完全相同。

在进行腰部以及髋关节的康复时，下牵引球运动电机413负责带动牵引球415运动至下位，在进行膝关节的康复时，上牵引球运动电机410负责带动牵引球415运动至上位。

如图11、图12所示凸轮式脚踝康复装置，滚轮安装在脚踝运动推板503上，通过轴承安装于脚踝运动推板503上的转轴内。另一侧压紧弹簧506连接于脚踝运动推板503与凸轮机构底板603之间，使滚轮502与凸轮501始终保持接触。脚踝运动推板503围绕转轴505转动，之间安装有轴承，为保证传动的平稳性，可安装四个乃至更多的轴承。转轴505固连于凸轮机构底板603上，凸轮机构丝杠导轨511通过螺栓固连于凸轮机构底板603上，在凸轮机构丝杠导轨511一侧安装有凸轮机构丝杠驱动电机507，凸轮机构丝杠驱动电机507采用螺钉固连于凸轮机构丝杠导轨511上，该电机输出轴通过联轴器与凸轮机构丝杠508连接，并带动丝杠螺母510运动。丝杠螺母510与凸轮机构直线运动平台509之间采用螺栓进行连接，凸轮机构直线运动平台509在凸轮机构丝杠导轨平台511的导轨上直线运动。在凸轮机构直线运动平台509上通过螺栓连接双向输出电机504，双向输出电机504两端通过键连接有两个凸轮501，实现凸轮501的转动。凸轮501的外形通过数据拟合得出，在凸轮501转动时，由于压紧弹簧506的存在，使得滚轮502始终与凸轮501紧密贴合，进而使得脚踝运动推板503按照既定轨迹绕转轴505转动，实现脚踝康复目的。

如图13、图14所示丝杠式升降机构，推杆604安装于凸轮机构底板603上，围绕凸轮机构底板603底部的安装孔进行转动。推杆604另一端处于升降机构丝杠导轨平台607的卡槽中，同时丝杠螺母605与推杆604的底部相连接，其中加有轴承，保证其相对转动。更进一步，该丝杠螺母605与丝杠606连接，由其带动进行直线运动，丝杠606通过轴承连接于升降机构丝杠导轨平台607中，丝杠通过联轴器601与升降机构丝杠驱动电机602连接。

在进行脚踝的康复时，由升降机构带动凸轮式脚踝康复机构直线运动上升，与磁吸式可分离运动平台8结合，实现脚踝康复。

如图15及图16所示磁吸式可分离运动平台连接装置，磁吸式可分离运动平台801上通过螺栓固定连接有脚踏板802，该脚踏板通过轴承417连接至小腿板416下部。该磁吸式可分离运动平台801中间安装有两对电磁铁804，可以实现对平台分离及结合的控制。在磁吸式可分离运动平台801上安装有两个旋转式卡扣803，当脚踝运动推板503与磁吸式可分离运动平台801结合时，旋转卡扣803进行锁紧，即可完成脚踝运动推板503与磁吸式可分离运动平台801的固连。

参见图18，本发明所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人控制方法，按如下步骤进行：

步骤一：系统初始化，检查各电机是否回复到初始位置，锁紧装置以及传感器是否复位。

步骤二：在上位机中输入患者身高、大腿长、小腿长等身体信息，通过人工肌肉调节腿部康复装置的小腿及大腿长以匹配患者身材。调节穿戴式可调上肢固定装置，通过可调式紧固柔索102、卡扣103以及弹性腰带203来进行调整，使其达到平衡身体重量的目的，最终贴合患者的身材要求。

步骤三：进行康复训练的模式选择。可选择腰部康复、髋关节康复、膝关节康复以及踝关节康复。在进行完对应模式的选择后，对膝盖锁紧装置306以及腰部锁紧装置307进行对应的设定，同时滑槽柔索牵引机构将下肢驱动柔索牵引至正确位置。如果进行踝关节康复，还需要升降机构丝杠驱动电机607带动凸轮式脚踝康复装置上升，并与磁吸式可分离运动平台801结合.

步骤四：根据患者身体状况选择训练强度，根据拉力传感器710、压力传感器705及绳长传感器704所传回的信息监测运动幅度是否适合。

步骤五：进行腰部、髋关节、膝关节的康复时，启动柔索牵引电机，按照选择的运动幅度进行康复运动。进行踝关节康复时，先按照所选运动幅度由凸轮机构丝杠驱动电机507进行凸轮501的位置调整，调整完毕后双向输出电机504带动凸轮式脚踝康复机构运转。在康复过程中监测运动的安全性。

步骤六：在单个流程结束后选择是否继续当前项目或选择其他项目，若选择其他项目则返回步骤三进行选择。如不需要继续进行康复，则系统复位，完成康复训练。

实施实例1：

图1与图2为本柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人的结构图，在图2中，柔索驱动电机701通过下肢驱动柔索706经过滑轮机构709与滑槽柔索牵引机构4中的牵引球415相连，由滑槽柔索牵引机构4中的驱动电机413及驱动电机410来实现运动形式的调整，以实现对腰关节、髋关节、膝关节、踝关节等不同部位的运动康复。在进行踝关节的康复时，由丝杠式升降机构6推动凸轮式脚踝康复机构5上升，同时磁吸式可分离式运动平台8分离并与脚踝运动推板503连接，由凸轮机构带动脚踝的运动。在进行腰关节、髋关节的康复时，滑槽柔索牵引机构4中的牵引球415位于机构的下位，由绳索带动平板运动；在进行膝关节的康复时，牵引球415位于机构的上位（即膝盖位置处）带动膝盖的运动。在进行脚踝的康复时，由丝杠式升降机构6带动凸轮式脚踝康复机构5运动，使之与磁吸式可分离运动平台801连接，带动运动。

本实例1以实现腰部康复运动为目标，参照控制流程图18，具体控制流程如下：

步骤一：系统初始化，检查各电机是否回复到初始位置，锁紧装置以及传感器是否复位。

步骤二：在上位机中输入患者身高、大腿长、小腿长等身体信息，通过人工肌肉调节腿部康复装置的小腿及大腿长以匹配患者身材。调节穿戴式可调上肢固定装置，通过可调式紧固柔索102、卡扣103以及弹性腰带203来进行调整，使其达到平衡身体重量的目的，最终贴合患者的身材要求。

步骤三：选择腰部康复模式，膝盖锁紧装置306以及腰部锁紧装置307调整为锁紧状态，确认滑槽柔索牵引机构将牵引球移动至下运动轨道内的卡紧机构上。

步骤四：根据患者身体状况选择训练强度，根据拉力传感器710、压力传感器705及绳长传感器704所传回的信息监测运动幅度是否适合。

步骤五：启动柔索牵引电机701，按照选择的运动幅度进行康复运动。在运动过程中依照传感器所传回数据事实监测运动数据，超出安全值后立即停止。

步骤六：在单个流程结束后选择是否继续当前项目或选择其他项目，若选择其他项目则返回步骤三进行选择。如不需要继续进行康复，则系统复位，结束康复训练。

实施实例2：

本实例对髋关节进行康复，系统结构与实施实例1相同

参照控制流程图18，本实例的控制流程如下：

步骤一、二与实施实例一中相同

步骤三：选择髋关节康复模式，腰部锁紧装置307调整为开启状态，膝盖锁紧装置306调整为锁死状态。确认滑槽柔索牵引机构将牵引球移动至下运动轨道内的卡紧机构上。

步骤四：根据患者身体状况选择训练强度，根据拉力传感器710、压力传感器705及绳长传感器704所传回的信息监测运动幅度是否适合。

步骤五：启动柔索牵引电机701，按照选择的运动幅度进行康复运动。在运动过程中依照传感器所传回数据事实监测运动数据，超出安全值后立即停止。

步骤六：在单个流程结束后选择是否继续当前项目或选择其他项目，若选择其他项目则返回步骤三进行选择。如不需要继续进行康复，则系统复位，完成康复训练。

实施实例3：

本实例对膝关节进行康复，系统结构与实施实例1相同

参照控制流程图18，本实例的控制流程如下：

步骤一、二与实施实例一中相同

步骤三：选择膝关节康复模式，腰部锁紧装置307与膝盖锁紧装置306均调整为开启状态。确认滑槽柔索牵引机构将牵引球移动至膝盖处的上运动轨道内的卡紧机构上。、

步骤四：根据患者身体状况选择训练强度，根据拉力传感器710、压力传感器705及绳长传感器704所传回的信息监测运动幅度是否适合。

步骤五：启动柔索牵引电机701，按照选择的运动幅度进行康复运动。在运动过程中依照传感器所传回数据事实监测运动数据，超出安全值后立即停止。

步骤六：在单个流程结束后选择是否继续当前项目或选择其他项目，若选择其他项目则返回步骤三进行选择。如不需要继续进行康复，则系统复位，完成康复训练。

实施实例4：

本实例对踝关节进行康复，系统结构与实施实例1相同

参照控制流程图18，本实例的控制流程如下：

步骤一、二与实施实例一中相同

步骤三：选择踝关节康复模式，腰部锁紧装置307与膝盖锁紧装置306均调整为锁死状态。确认滑槽柔索牵引机构将牵引球移动至下运动轨道内的卡紧机构上。

步骤四：丝杠驱动电机602运转，带动丝杠升降机构使得凸轮式脚踝康复机构上升，最终接触到磁吸式可分离式运动平台801。转动磁吸式可分离式运动平台8中的旋转卡扣803使得磁吸式可分离式运动平台801与脚踝运动推板503锁死。锁死后磁吸式可分离式运动平台801中的电磁铁804断电，磁吸式可分离式运动平台801分成两部分。

步骤五：根据患者身体状况选择训练强度，根据拉力传感器710、压力传感器705及绳长传感器704所传回的信息监测运动幅度是否适合。

步骤六：凸轮机构丝杠驱动电机507根据所选训练强度带动凸轮机构直线运动，使之运动幅度满足要求。调整完成后，双向电机504按照所选幅度带动凸轮运动。

步骤七：在单个流程结束后选择是否继续当前项目或选择其他项目，若选择其他项目则返回步骤三进行选择。如不需要继续进行康复，则系统复位，完成康复训练。

Claims (7)

1.一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，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；

所述上肢穿戴式可调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；

所述膝盖康复装置包括一对大腿板、一对膝盖调节元件、一对小腿板，其中两大腿板分别为框架结构，每个大腿板上、下端分别设有卡槽，可调式腰部及髋关节康复装置中的大腿调节元件下端一一对应插接于两大腿板上端的卡槽中，每个大腿板内分别设有人工肌肉，人工肌肉的下端与大腿板内下端固连，人工肌肉的上端连接有绳索，绳索向上穿入至大腿板上端卡槽并固连于大腿调节元件下端，每个大腿板上端卡槽内还设有弹簧，弹簧套在绳索外，且弹簧上、下端分别对应支撑连接于大腿调节元件下端、大腿板上端卡槽内底部，两个大腿板彼此相对的内侧面分别连接有大腿卡爪，大腿卡爪穿戴于人体大腿部位；两个膝盖调节元件上端一一对应通过轴向沿左右水平的转轴转动连接于两个大腿板下端卡槽，两个膝盖调节元件上端一一对应通过轴向沿左右水平的转轴转动连接于两个大腿板的下端，两个小腿板彼此相对的内侧面分别连接有小腿卡爪，小腿卡爪穿戴于人体小腿部位；

所述滑槽柔索牵引机构包括一对分别为半圆形的磁吸式可分离运动平台，两个磁吸式可分离运动平台左右对称并对合为整圆平台，整圆平台水平位于膝盖康复装置正下方，且两磁吸式可分离运动平台与膝盖康复装置中两个小腿板一一对应，每个磁吸式可分离运动平台上靠近对合处分别设有电磁铁，两个磁吸式可分离运动平台对合时电磁铁能够相互吸合，以实现对两个磁吸式可分离运动平台分离及结合的控制，每个磁吸式可分离运动平台上还分别固定有脚踏板，脚踏板穿戴于人体脚部，每个磁吸式可分离运动平台底部分别设有旋转式卡扣；每个磁吸式可分离运动平台上分别各自固定有一对在前后水平方向一字排列的下运动轨道，每个下运动轨道分别各自配置有竖直的上运动轨道，设两个下运动轨道彼此相对的一端为内端，每个上运动轨道下端分别通过柔性开槽弯管与对应的下运动轨道内端连接，由柔性开槽弯管连通上、下运动轨道构成完整的L形滑道，由此在每个磁吸式可分离运动平台上分别构成两个L形滑道，每个L形滑道内分别滑动安装有牵引球，每个L形滑道中上运动轨道上端、下运动轨道外端分别安装有电机驱动的牵引绕线轮，牵引绕线轮的轴向均为左右水平，牵引绕线轮上分别缠绕有柔索，且柔索分别穿入对应的L形滑道中并固定于牵引球对应端；设左、右侧由两个上运动轨道分别构成的上运动轨道对彼此相对的一面为内侧面，所述膝盖康复装置中小腿板的外侧面分别固定连接于对应的磁吸式可分离运动平台上两上运动轨道的内侧面，每个磁吸式可分离运动平台上的脚踏板位于对应的小腿板内侧，通过脚踏板一侧伸出的左右方向转轴安装轴承连接于小腿板下端的安装孔中；

所述柔索驱动机构包括数量对应于牵引球的多个柔索牵引电机，多个柔索牵引电机分别固定于外框架的底板上，外框架的顶框上对应每个柔索牵引电机位置分别转动安装有滑轮机构，每个柔索牵引电机的输出轴分别同轴固定连接有绕线轮，绕线轮上分别缠绕有下肢驱动柔索，下肢驱动柔索分别向上绕过对应的滑轮机构后，再一一对应向下固定连接至滑槽柔索牵引机构中的牵引球上；

所述凸轮式脚踝康复机构整体位于滑槽柔索牵引机构正下方，凸轮式脚踝康复机构包括凸轮机构底板、一对左右对称并分别位于凸轮机构底板上方的脚踝运动推板，两个脚踝运动推板位置与两个磁吸式可分离运动平台一一对应，凸轮机构底板上对应于每个脚踝运动推板后侧下方位置分别固定有转轴，转轴轴向分别沿左右水平，每个脚踝运动推板底部后侧分别连接有连接块，且连接块通过轴孔转动安装于对应的转轴上，由此提供脚踝运动推板俯仰转动的自由度；凸轮机构底板上还固定有电机驱动的丝杠螺母机构，丝杠螺母机构中螺母的运动方向为前后水平方向，螺母固定连接有凸轮机构直线运动平台，凸轮机构直线运动平台上固定有双向输出电机，双向输出电机的轴向沿左右水平方向，双向输出电机每个输出轴分别偏心固定有凸轮，凸轮一一对应位于脚踝运动推板前侧下方，每个脚踝运动推板前侧底部对应凸轮位置分别转动安装有轴向沿左右水平的滚轮，滚轮分别与对应的凸轮紧密抵触，由丝杠螺母机构带动凸轮机构直线运动平台整体直线运动，并由双向输出电机带动凸轮转动，再通过滚轮使对应的脚踝运动推板俯仰运动，每个脚踝运动推板的顶部分别设有扣槽，扣槽位置与脚踝运动推板对应的磁吸式可分离运动平台底部旋转式卡扣位置对应；

所述升降驱动机构固定于凸轮式脚踝康复机构下方的外框架底板上，升降驱动机构中的升降运动部件连接于凸轮式脚踝康复机构中的凸轮机构底板底部，由升降驱动机构驱动凸轮式脚踝康复机构整体升降，且凸轮式脚踝康复机构上升至脚踝运动推板与对应的磁吸式可分离运动平台贴合时，磁吸式可分离运动平台底部的旋转式卡扣能够扣入脚踝运动推板的扣槽中。

2.根据权利要求1所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述膝盖康复装置中，每个大腿板外侧面靠近腰部支撑元件位置分别固定有锁紧装置，锁紧装置包括连接于大腿板外侧面的竖直的连接件，连接件上端分别固定有分割球，所述腰部支撑元件的底部对应分割球位置分别设有可供分割球进入的球孔。

3.根据权利要求1所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述膝盖康复装置中，每个膝盖调节元件外侧面分别固定有膝盖锁紧装置，膝盖锁紧装置包括连接于膝盖调节元件外侧面的竖直的连接件，连接件上端分别固定有分割球，所述大腿板的外侧面对应分割球位置分别固定有球孔座，球孔座底部设有可供分割球进入的球孔。

4.根据权利要求1所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述滑槽柔索牵引机构中，下运动轨道外端的牵引绕线轮分别单独配置有下牵引球运动电机作为驱动电机，下运动轨道外端的牵引绕线轮的轮轴通过锥齿轮对与对应的下牵引球运动电机的输出轴传动连接；

同一个磁吸式可分离运动平台上的两个上运动轨道上端的牵引绕线轮轮轴通过皮带传动机构传动连接，且同一个磁吸式可分离运动平台上的两个上运动轨道上端的牵引绕线轮共用一个上牵引球运动电机，上牵引球运动电机的输出轴与皮带传动机构其中一个带轮传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述凸轮式脚踝康复机构中，每个脚踝运动推板后侧底部与凸轮机构底板之间分别连接有压紧弹簧，由压紧弹簧施加力使脚踝运动推板底部的滚轮与对应的凸轮之间紧密接触。

6.根据权利要求1所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：所述升降驱动机构为丝杠式升降机构，丝杠式升降机构包括固定于外框架底板上的升降机构丝杠导轨平台，升降机构丝杠导轨平台中转动安装有轴向水平的丝杠，丝杠上螺合装配有丝杠螺母，且丝杠螺母沿升降机构丝杠导轨平台滑动，丝杠螺母转动连接有推杆，推杆倾斜向上延伸，且推杆的上端转动连接于凸轮机构底板底部，升降机构丝杠导轨平台还安装有升降机构丝杠驱动电机，升降机构丝杠驱动电机的输出轴与丝杠轴向一端传动连接，所述外框架底板上还连接有多个竖直的导杆，所述凸轮机构底板滑动装配在各个导杆上，由导杆约束凸轮机构底板仅能竖直方向运动。

7.根据权利要求1所述的一种柔索驱动可穿戴式腰下肢康复机器人，其特征在于：还包括传感系统，传感系统包括绳张力传感器、拉线位移传感器，其中绳张力传感器分别连接于各个下肢驱动柔索中，拉线位移传感器为编码器，安装在各个柔索牵引电机连接的绕线轮轮轴上。