CN110101544B - 一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人 - Google Patents

Abstract

一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，包括背部脊椎牵引机构、脊椎腰部仿生结构、脊椎腰部驱动机构、智能可调松紧腰带、腹部固定支撑机构、脊椎康复外骨骼腿固定机构、背部支撑机构、脊椎外骨骼手持终端和驱动控制盒。脊椎腰部驱动机构在驱动控制盒的控制下，沿背部支撑机构运动，引起脊椎腰部仿生机构仿生变形，带动穿戴者实现腰椎前后屈伸牵引运动训练；背部脊椎牵引机构在驱动控制盒的控制下上下移动，实现腰椎以上人体载荷经过背部支撑机构、腹部固定支撑机构传递到脊椎外骨骼腿部固定机构，对穿戴者实现腰椎上下牵引康复训练。本发明采用了集成化设计，体积更小，提高了负载自重比，实现智能可穿戴以及多姿态康复训练。

Description

一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人

技术领域

本发明涉及一种外骨骼机器人，特别涉及一种轻量化腰椎辅助康复的外骨骼机器人，属于服务医疗机器人领域。

背景技术

腰椎病是一种严重影响人们工作生活能力的常见病、多发病。人们的身体多数处于亚健康的状态，由于人体长时间缺乏活动锻炼，肌肉无力，血液循环不畅，造成腰椎间小关节囊松弛，加速了椎体的改变，特别是腰椎间盘突出症、劳损等问题，从而导致腰椎间盘突出等病症的人群在加速增大。据国家卫生部统计，我国腰椎病患者已突破2亿，腰间盘突出症患者占全国总人数的15.2％，因腰椎病而丧失生活自理能力的人数仅次于脑血管病名例第二。多年以来腰椎病患者一直呈上升趋势，而且逐年以惊人的速度由中老年向青壮年扩展。腰椎间盘突出等腰椎病已逐渐成为威胁我国人民健康，阻碍经济文化发展的重要疾病之一。医学上为了矫正颈、脊、腰椎变形，通常采取对椎骨施加外力的方法，例如由正骨医师来进行推拿按摩治疗。

机器人诞生至今，已经被广泛的应用在各个领域，如工业自动化制造、服务医疗和军工装备等行业都是机器人热点行业。传统机器人虽然依然活跃在工业制造服务等领域，但是时代的发展使得人们的生产、生活、娱乐、医疗和服务等需求日益新颖，传统机器人无论在结构、控制和智能化方面都无法满足这些要求，人们需要更为轻便、更为集成、更为智能的机器人，并要求机器人能够安全的与人协作。但已被广泛投入各个领域的机器人，普遍存在着以下问题：(1)辅助康复机械结构上大而笨重结构采用刚性大的钢铁等材料，无法满足人机耦合性和舒适度，负载自重比低；(2)辅助康复工作环境特定单一并且是预知的，机器人基座基本固定不动就可完成工种任务，缺乏灵活性；(3)智能程度高低不等。有的腰椎康复辅助设备结构功能简单粗放，如坐位式牵引机构，智能固定上线牵引康复；现有较为智能的三维多功能牵引床，优点可进行多姿态康复训练，缺点：整机笨重，需要辅助人员操作、场景固定，控制器安装在控制柜中，控制线为外部走线多而杂，并一般配备较大的控制柜，电机驱动和运动规划等都由控制柜实现，这种分离式安装导致维修繁琐，存有很多安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，把传统的驱动控制器功能和驱动机构集成在背部结构中，体积更小，提高了负载自重比，实现智能可穿戴以及多姿态康复训练。

本发明所采用的技术方案是：

一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，包括背部脊椎牵引机构、腰部曲线牵引机构、腹部固定支撑机构、脊椎康复外骨骼腿固定机构、背部支撑机构、脊椎外骨骼手持终端和驱动控制盒；

其中，腰部曲线牵引机构包括脊椎腰部仿生结构、脊椎腰部驱动机构及智能可调松紧腰带；背部支撑机构自上而下设置有两个滑动槽，背部脊椎牵引机构滑动安装于背部支撑机构的上滑动槽中，脊椎腰部驱动机构的上端滑动安装于背部支撑机构的下滑动槽中，脊椎腰部驱动机构的下端固定在背部支撑机构上；

智能可调松紧腰带固定在背部支撑机构上，脊椎腰部仿生机构顶端轴与脊椎腰部驱动机构铰接，脊椎腰部驱动机构在驱动控制盒的控制下，沿背部支撑机构运动，引起脊椎腰部仿生机构仿生变形，带动穿戴者实现腰椎前后屈伸牵引运动训练；

腹部固定支撑机构与背部支撑机构固连，脊椎康复外骨骼腿固定机构对称铰接于腹部固定支撑机构的左右两侧，脊椎外骨骼手持终端挂在腹部固定支撑机构的一侧，驱动控制盒安装于腹部固定支撑机构的背部；

背部脊椎牵引机构在驱动控制盒的控制下上下移动，实现腰椎以上人体载荷经过背部支撑机构、腹部固定支撑机构传递到脊椎外骨骼腿部固定机构，对穿戴者实现腰椎上下牵引康复训练。

背部脊椎牵引机构包括肩膀固定带和肩膀固定带牵引机电系统；

肩膀固定带牵引机电系统包括第一驱动电机、卷扬绳和支撑弹簧和第一拉压传感器；其中第一驱动电机安装于腹部固定支撑机构的背部；

第一卷扬绳一端连接支撑弹簧，另一端连接第一驱动电机输出端；支撑弹簧的另一端和第一拉压传感器一端连接，第一拉压传感器另一端固定在背部支撑机构上，第一卷扬绳与支撑弹簧连接后通过轴滑动安装在背部支撑机构上的上滑动槽内，轴两端铰接肩膀固定带，第一驱动电机在驱动控制盒的驱动指令控制下正反转，带动肩膀固定带上下移动，实现腰椎以上人体载荷经过背部支撑机构、腹部固定支撑机构传递到脊椎外骨骼腿部固定机构，对穿戴者实现腰椎上下牵引康复训练。

脊椎腰部仿生机构包括仿生护腰版、仿生腰椎体、仿生椎间弹性体和仿生骶骨；

五块仿生腰椎体首尾铰接串联，相邻两个仿生腰椎体之间放置仿生椎间弹性体，位于底部的仿生腰椎体铰接有仿生骶骨，所述仿生骶骨铰接在背部支撑机构底部，仿生护腰版贴于五块首尾串联的仿生腰椎体表面，五块首尾串联的仿生腰椎体通过顶端销轴与脊椎腰部驱动机构铰接，且该顶部销轴滑动安装在背部支撑机构的下滑动槽内。

所述脊椎腰部仿生机构能够在穿戴者带动下实现左右展运动。

脊椎腰部驱动机构的驱动系统包括第二驱动电机、第二卷扬绳、弹簧杆和第二拉压传感器；

其中第二驱动电机安装于腹部固定支撑机构的背部；

第二卷扬绳一端连接弹簧杆，另一端连接第二驱动电机输出端；弹簧杆的另一端和第二拉压传感器一端连接，第二拉压传感器另一端固定在背部支撑机构上，第二卷扬绳与弹簧杆连接后通过轴滑动安装在背部支撑机构上的下滑动槽内，第二驱动电机在驱动控制盒的驱动指令控制下正反转，带动仿生腰椎体做前后伸屈，进而带动穿戴者实现腰椎前后屈伸牵引运动训练。

脊椎腰部驱动机构中，第二卷扬绳和弹簧杆及第二拉压传感器能够实时向驱动控制盒反馈穿戴者松紧程度，在康复辅助运动范围内穿戴者通过驱动控制盒，驱动脊椎腰部仿生机构变形；或通过智能可调松紧腰带调节穿戴者腰部松紧度，实现腰椎康复辅助前后牵引康复互补。

背部支撑机构采用铝合金或者碳纤维材料制作。

脊椎外骨骼手持终端能够根据需求设置训练模式以及训练模式的强度，所述训练模式包括腰椎前后屈伸牵引运动训练模式和腰椎上下牵引康复训练模式。

脊椎外骨骼手持终端能够同时设置两种训练模式，实现腰椎上下和前后屈伸牵引康复训练同时进行。

所述轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人的使用方法，步骤如下：

(1)穿戴者肩部固定背部脊椎牵引机构，手动调节其松紧；智能可调松紧腰带由穿戴者背后固定在腰部前面，手动调节其松紧；外骨骼腿固定机构绑缚在穿戴者两侧大腿上，手动调节其松紧；穿戴者可单独完成穿戴；

(2)对于只做腰椎上下牵引康复训练的穿戴者，根据康复辅助医师指导意见，通过脊椎外骨骼手持终端设置训练模式和强度，并将训练模式指令和强度指令发送给驱动控制盒，进而驱动电机通过背部脊椎牵引机构带动人体腰椎上部向上移动，实现穿戴者腰椎以上人体做上下牵引运动训练；

(3)对于只做前后牵引康复训练的穿戴者，根据康复辅助医师指导意见，脊椎外骨骼手持终端设置训练模式和强度，并将训练模式指令和强度指令发送给驱动控制盒，驱动控制盒控制脊椎腰部驱动机构运动，引起脊椎腰部仿生机构变形，带动穿戴者实现腰椎前后屈伸牵引运动训练，同时通过智能可调松紧腰带调节仿生结构与穿戴者松紧程度。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提供的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，整机包括背部仿生机构、智能调节机构、仿生脊椎驱动机构、电池和驱动控制盒及手持操作终端等集成设计，节省了结构空间，同时简化了传动结构；内部结构紧凑，实现了外骨骼机器人脊椎辅助康复解决方案，优化机器人整机结构；

(2)本发明提供的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，脊椎腰部仿生结构人机舒适性好，符合人体生理特征，仿生腰椎曲线可根据不同穿戴者的实际特征，进行初始调节；

(3)本发明提供的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，通过背部牵引机构和腹部及腿部固定支撑机构，可实现对穿戴者腰椎向上牵引辅助康复治疗；

(4)本发明提供的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，通过脊椎腰部仿生结构和脊椎腰部驱动机构及智能可调松紧腰带，可实现对穿戴者腰椎的前后牵引辅助康复治疗；

(5)本发明提供的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，可单独实现穿戴者腰椎向上牵引辅助康复治疗，可单独也实现穿戴者腰椎的前后牵引辅助康复治疗。也可实现穿戴者腰椎向上牵引辅助康复和前后辅助康复治疗同时进行。

(6)本发明提供的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，优化了外骨骼机器人结构及布局设计，把传统的驱动控制器功能和驱动机构集成在背部结构中，体积更小，负载自重比提高；同时极大的简化腰椎康复机器人的动力集成，并降低智能可穿戴外骨骼康复机器人的应用门槛，让穿戴者可以根据自身实际状况选择不同的康复方式，而不是纠结于坐式固定或者躺式康复器具限制。

附图说明

图1为本发明轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人整体示意图；

图2为背部脊椎牵引机构示意图；

图3为脊椎腰部仿生机构示意图；

图4为脊椎腰部驱动机构示意图；

图5为本发明轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人背面示意图；

图6为本发明轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人动作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明提供的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，包括背部脊椎牵引机构1、腰部曲线牵引机构、腹部固定支撑机构4、脊椎康复外骨骼腿固定机构5、背部支撑机构6、脊椎外骨骼手持终端8和驱动控制盒9。

其中，腰部曲线牵引机构包括脊椎腰部仿生结构2、脊椎腰部驱动机构7及智能可调松紧腰带3；背部支撑机构6自上而下设置有两个滑动槽，背部脊椎牵引机构1可滑动地安装于背部支撑机构6的上滑动槽中，脊椎腰部驱动机构7的上端安装于背部支撑机构6的下滑动槽中，脊椎腰部驱动机构7的下端固定在背部支撑机构6上。

脊椎腰部仿生机构2为根据穿戴者医学影像设计的腰部可变形仿生机构，脊椎腰部仿生机构2顶端轴与脊椎腰部驱动机构7铰接；脊椎腰部驱动机构7在驱动控制盒9的控制下，沿背部支撑机构6运动，带动脊椎腰部仿生机构2实现仿生变形；智能可调松紧腰带3固定在背部支撑机构6上，用于调节穿戴者腰部松紧度。

腹部固定支撑机构4与背部支撑机构6固连，脊椎康复外骨骼腿固定机构5对称铰接于腹部固定支撑机构4的左右两侧，脊椎外骨骼手持终端8挂在腹部固定支撑机构4的一侧，驱动控制盒9安装于腹部固定支撑机构4的背部，背部脊椎牵引机构1在驱动控制盒9的控制下，沿背部支撑机构6滑槽内上下移动，实现腰椎以上人体载荷经过背部支撑机构6、腹部固定支撑机构4传递到脊椎外骨骼腿部固定机构5，对穿戴者实现腰椎向上牵引康复治疗。

具体地，如图2所示，背部脊椎牵引机构1包括肩膀固定带101和肩膀固定带牵引机电系统。肩膀固定带牵引机电系统包括第一驱动电机102、卷扬绳103和支撑弹簧104和第一拉压传感器105；其中第一驱动电机102安装于腹部固定支撑机构4的背部。

第一卷扬绳103一端连接支撑弹簧104，另一端连接第一驱动电机102输出端；支撑弹簧104的另一端和第一拉压传感器105一端连接，第一拉压传感器105另一端固定在背部支撑机构6上，第一卷扬绳103与支撑弹簧104连接后通过轴滑动安装在背部支撑机构6上的上滑动槽内，轴两端铰接肩膀固定带101，第一驱动电机102在驱动控制盒9的驱动指令控制正反转，实现肩膀固定带101上下移动，实现腰椎以上人体载荷经过背部支撑机构6、腹部固定支撑机构4传递到脊椎外骨骼腿部固定机构5，对穿戴者实现腰椎向上牵引康复治疗。

本发明轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人背面示意图如图5所示。

如图3所示，脊椎腰部仿生机构2包括仿生护腰版201、仿生腰椎体202、仿生椎间弹性体203和仿生骶骨204。仿生腰椎体202五块首尾铰接串联，相邻两个仿生腰椎体202之间放置仿生椎间弹性体203，位于底部的仿生腰椎体202铰接有仿生骶骨204，所述仿生骶骨204铰接在背部支撑机构6底部，仿生护腰版201贴于五块首尾串联的仿生腰椎体202表面，五块首尾串联的仿生腰椎体202通过顶端销轴与脊椎腰部驱动机构7铰接，且该顶部销轴滑动安装在背部支撑机构6的下滑动槽内。整条结构仿生人体腰椎生理机构。

脊椎腰部仿生机构2在脊椎腰部驱动机构7带动下实现人体腰椎伸屈运动，在穿戴者带动下实现左右展运动。

如图4所示，脊椎腰部驱动机构7的驱动系统包括第二驱动电机301、第二卷扬绳302、弹簧杆303、第二拉压传感器304。

其中第二驱动电机301安装于腹部固定支撑机构4的背部。

第二卷扬绳302一端连接弹簧杆303，另一端连接第二驱动电机301输出端；弹簧杆303的另一端和第二拉压传感器304一端连接，第二拉压传感器304另一端固定在背部支撑机构6上，第二卷扬绳302与弹簧杆303连接后通过轴滑动安装在背部支撑机构6上的下滑动槽内，第二驱动电机301，在驱动控制盒9的驱动指令控制下正反转，带动仿生腰椎体做前后伸屈，进而带动穿戴者进行腰椎康复辅助运动。

脊椎腰部驱动机构7中的第二卷扬绳302和弹簧杆303及第二拉压传感器304能够实时向驱动控制盒9反馈穿戴者松紧程度，在康复辅助运动范围内穿戴者通过驱动控制盒9，驱动脊椎腰部仿生机构2变形；或通过智能可调松紧腰带3调节穿戴者腰部松紧度，实现腰椎康复辅助前后牵引康复互补。

图6示出了背部脊椎牵引机构1上下牵引运动、脊椎腰部仿生结构2上下牵引运动和智能可调松紧腰带3前后牵引运动示意图。

背部支撑机构6采用轻型强度高的铝合金或者碳纤维材料制作。

脊椎外骨骼手持终端8能够根据需求设置训练模式以及训练模式的强度，所述训练模式包括腰椎前后屈伸牵引运动训练模式和腰椎上下牵引康复训练模式。

脊椎外骨骼手持终端8能够同时设置两种训练模式，实现腰椎上下和前后屈伸牵引康复训练同时进行。

本发明中的驱动电机以及驱动控制盒包括能源电池采用轻型化设计。

本发明轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人的使用方法，步骤如下：

(1)穿戴者肩部固定肩膀固定带101，手动调节其松紧，腰椎以人体上通过肩膀固定带101固定在背部支撑机构6上；智能可调松紧腰带3由穿戴者背后固定在腰部前面，手动调节其松紧；外骨骼腿固定机构5绑缚在穿戴者两侧大腿上，手动调节其松紧；穿戴者可单独完成穿戴。脊椎康复外骨骼腿固定机构5和腹部固定支撑机构4是铰接，可实现人体髋关节正常伸屈运动；人机多点固定有利于保护穿戴者，在人机耦合性及舒适性良好的条件下进行康复辅助训练。

穿戴者使用轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人进行上下牵引和前后牵引康复辅助训练，需要根据康复辅助师的训练指导，通过脊椎外骨骼手持终端发送指令来实现。

(2)对于只做上下牵引康复训练的穿戴者，根据康复辅助医师指导意见，手动调节手持终端按钮，选择不同强度指令，发送指令给驱动控制盒9，进而驱动电机102通过肩膀固定带101带动人体腰椎上部向上移动，实现穿戴者腰椎以上人体做上下牵引运动训练；

(3)对于只做前后牵引康复训练的穿戴者，根据康复辅助医师指导意见，手动调节手持终端按钮，选择不同强度指令，发送指令给驱动控制盒9，进而带动脊椎腰部驱动机构7运动，实现脊椎腰部仿生机构2变形，带动穿戴者实现腰椎前后屈伸牵引运动训练，同时通过智能可调松紧腰带3调节仿生结构2与穿戴者松紧程度。

本发明中，可在可调松紧腰带与人体之间安装按摩震动马达，实现腰部按摩功能，增强人机舒适度。

本发明对于立位式康复，可实现单向牵引康复、双向牵引康复和按摩康复的混合康复手段。

本发明采用电机输入端编码器和末端拉压传感器分别实时监测反馈驱动电机主体和执行机构的工作状态，提高了输出端位置的测量精度；同时驱动控制盒9集成了驱动模块和控制模块，驱动模块主要用于驱动第一驱动电机和第二驱动电机，控制模块接收驱动电机输入端和执行机构(拉压传感器)的反馈信号，向驱动模块发送控制指令，驱动控制盒9通过实时监测驱动电机主体的电流，控制驱动电机主体的运动形式，减小了过载和外界碰撞的冲击，提高了外骨骼机器人与人协同运动，并增强了机器人的智能性，人机交互效果好。

本发明优势在于康复训练过程中，患者处于立、斜躺或坐的姿态，减小腰间盘支撑受力，减小腰椎体之间压力，因此它适用于腰间盘及腰肌劳损等患者。

本发明的轻量化脊椎康复外骨骼机器人采用机构、控制、驱动、通信一体化的集成设计，可实现腰椎上下牵引、前后牵引和混合互补牵引训练的功能。其特点是其重构性、冗余性和灵活性好、设计周期短、设计成本低并且便于维护。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (9)

1.一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：包括背部脊椎牵引机构(1)、腰部曲线牵引机构、腹部固定支撑机构(4)、脊椎康复外骨骼腿固定机构(5)、背部支撑机构(6)、脊椎外骨骼手持终端(8)和驱动控制盒(9)；

其中，腰部曲线牵引机构包括脊椎腰部仿生机构(2)、脊椎腰部驱动机构(7)及智能可调松紧腰带(3)；背部支撑机构(6)自上而下设置有两个滑动槽，背部脊椎牵引机构(1)滑动安装于背部支撑机构(6)的上滑动槽中，脊椎腰部驱动机构(7)的上端滑动安装于背部支撑机构(6)的下滑动槽中，脊椎腰部驱动机构(7)的下端固定在背部支撑机构(6)上；

智能可调松紧腰带(3)固定在背部支撑机构(6)上，脊椎腰部仿生机构(2)顶端轴与脊椎腰部驱动机构(7)铰接，脊椎腰部驱动机构(7)在驱动控制盒(9)的控制下，沿背部支撑机构(6)运动，引起脊椎腰部仿生机构(2)仿生变形，带动穿戴者实现腰椎前后屈伸牵引运动训练；

腹部固定支撑机构(4)与背部支撑机构(6)固连，脊椎康复外骨骼腿固定机构(5)对称铰接于腹部固定支撑机构(4)的左右两侧，脊椎外骨骼手持终端(8)挂在腹部固定支撑机构(4)的一侧，驱动控制盒(9)安装于腹部固定支撑机构(4)的背部；

背部脊椎牵引机构(1)在驱动控制盒(9)的控制下上下移动，实现腰椎以上人体载荷经过背部支撑机构(6)、腹部固定支撑机构(4)传递到脊椎外骨骼腿部固定机构(5)，对穿戴者实现腰椎上下牵引康复训练。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：背部脊椎牵引机构(1)包括肩膀固定带(101)和肩膀固定带牵引机电系统；

肩膀固定带牵引机电系统包括第一驱动电机(102)、第一卷扬绳(103)和支撑弹簧(104)和第一拉压传感器(105)；其中第一驱动电机(102)安装于腹部固定支撑机构(4)的背部；

第一卷扬绳(103)一端连接支撑弹簧(104)，另一端连接第一驱动电机(102)输出端；支撑弹簧(104)的另一端和第一拉压传感器(105)一端连接，第一拉压传感器(105)另一端固定在背部支撑机构(6)上，第一卷扬绳(103)与支撑弹簧(104)连接后通过轴滑动安装在背部支撑机构(6)上的上滑动槽内，轴两端铰接肩膀固定带(101)，第一驱动电机(102)在驱动控制盒(9)的驱动指令控制下正反转，带动肩膀固定带(101)上下移动，实现腰椎以上人体载荷经过背部支撑机构(6)、腹部固定支撑机构(4)传递到脊椎外骨骼腿部固定机构(5)，对穿戴者实现腰椎上下牵引康复训练。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：脊椎腰部仿生机构(2)包括仿生护腰版(201)、仿生腰椎体(202)、仿生椎间弹性体(203)和仿生骶骨(204)；

五块仿生腰椎体(202)首尾铰接串联，相邻两个仿生腰椎体(202)之间放置仿生椎间弹性体(203)，位于底部的仿生腰椎体(202)铰接有仿生骶骨(204)，所述仿生骶骨(204)铰接在背部支撑机构(6)底部，仿生护腰版(201)贴于五块首尾串联的仿生腰椎体(202)表面，五块首尾串联的仿生腰椎体(202)通过顶端销轴与脊椎腰部驱动机构(7)铰接，且该顶端销轴滑动安装在背部支撑机构(6)的下滑动槽内。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：所述脊椎腰部仿生机构(2)能够在穿戴者带动下实现左右展运动。

5.根据权利要求3所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：脊椎腰部驱动机构(7)的驱动系统包括第二驱动电机(301)、第二卷扬绳(302)、弹簧杆(303)和第二拉压传感器(304)；

其中第二驱动电机(301)安装于腹部固定支撑机构(4)的背部；

第二卷扬绳(302)一端连接弹簧杆(303)，另一端连接第二驱动电机(301)输出端；弹簧杆(303)的另一端和第二拉压传感器(304)一端连接，第二拉压传感器(304)另一端固定在背部支撑机构(6)上，第二卷扬绳(302)与弹簧杆(303)连接后通过轴滑动安装在背部支撑机构(6)上的下滑动槽内，第二驱动电机(301)在驱动控制盒(9)的驱动指令控制下正反转，带动仿生腰椎体(202)做前后伸屈，进而带动穿戴者实现腰椎前后屈伸牵引运动训练。

6.根据权利要求5所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：脊椎腰部驱动机构(7)中，第二卷扬绳(302)和弹簧杆(303)及第二拉压传感器(304)能够实时向驱动控制盒(9)反馈穿戴者松紧程度，在康复辅助运动范围内穿戴者通过驱动控制盒(9)，驱动脊椎腰部仿生机构(2)变形；或通过智能可调松紧腰带(3)调节穿戴者腰部松紧度，实现腰椎康复辅助前后牵引康复互补。

7.根据权利要求1所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：背部支撑机构(6)采用铝合金或者碳纤维材料制作。

8.根据权利要求1所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：脊椎外骨骼手持终端(8)能够根据需求设置训练模式以及训练模式的强度，所述训练模式包括腰椎前后屈伸牵引运动训练模式和腰椎上下牵引康复训练模式。

9.根据权利要求8所述的一种轻量化腰椎辅助康复外骨骼机器人，其特征在于：脊椎外骨骼手持终端(8)能够同时设置两种训练模式，实现腰椎上下和前后屈伸牵引康复训练同时进行。

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