CN111358661B - 一种康复机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种康复机器人，属于康复技术领域。所述康复机器人包括：两个气动肌肉框架分别设置在跑步机两侧；两个气动肌肉组件、两个所述拉簧组件与两个钢丝轮组件一一对应；气动肌肉组件的第一端与支撑架固定连接，气动肌肉组件的第二端与相对应的钢丝轮组件固定连接；拉簧组件的第一端与支撑架固定连接，拉簧组件的第二端与相对应的钢丝轮组件固定连接；两个钢丝轮组件可转动式地设置在支撑架上；两个外骨骼与两个气动肌肉框架一一对应；外骨骼与相对应的气动肌肉框架的两个钢丝轮组件传动连接。本发明康复机器人降低了外骨骼的重量，结构紧凑简单。

Description

一种康复机器人
技术领域
本发明涉及康复技术领域，特别涉及一种康复机器人。
背景技术
目前我国已进入人口老龄化社会，老年人群体日益庞大，据统计，截至2015年底，60岁以上老年人口已达到2.22亿，而中风是老年人群体面临主要危险之一。同时，截至2016年底我国机动车保有量为2.9亿辆，由此引发的各种交通事故也日益增多。据统计，目前我国由于中风和各种事故造成的肢体功能障碍患者人数已超过800万。而多数肢体障碍患者可通过康复训练改善或恢复其运动功能。目前我国的康复训练主要由专业医生指导，在护士或家属的帮助下完成康复训练，这个过程耗时耗力。随着机器人技术的发展，越来越多的科研机构开始将机器人技术应用于康复训练，由此产生了外骨骼康复机器人。
下肢康复训练机器人是将机器人技术领域与康复治疗医学领域结合而产生的，是一种补充或替代专业医师完成人体下肢康复训练的新技术，它的出现为下肢偏瘫患者的康复治疗开辟了新的道路，弥补了偏瘫患者临床治疗的不足。康复训练机器人的治疗方法是将患肢与机器人相连，患者肢体在机器人的带动下，完成各种动作，刺激人体下肢关节及肌肉的神经控制系统，从而达到恢复患者肢体运动机能的目的。这种方式减轻了对治疗医师的依赖，它能帮助医疗师完成繁重、反复的康复训练任务，帮助患者更好的恢复肢体运动机能。康复机器人的康复模式主要有被动康复模式和主动康复模式两种，被动康复模式是患者处于被动状态，在康复机器人的引导下完成康复动作；主动康复模式是患者处于主动状态，康复机器人辅助患者完成动作，如对其进行重力补偿或力效果仿真等。
因为外骨骼下肢康复机器人是一种与偏瘫患者身体直接接触的康复医疗装备，其安全性和柔顺性非常重要，此外，康复运动要力求平稳、自然，而这些主要依赖于康复机器人的执行器。
目前国内外大多数外骨骼机器人多采用电机或液压驱动，电机驱动具有响应快、控制方便、精度高和结构简单等优点，但其功率质量比较小，需要配合减速器使用，由此引发电机驱动式外骨骼体积较大，难以承受较大负载等问题；而液压驱动具有较高的功率质量比，但因为其工作介质为液压油，易发生泄漏，因此不适合用于康复外骨骼机器人。
发明内容
本发明提供一种康复机器人，解决了或部分解决了现有技术中外骨骼机器人采用电机或液压驱动，导致外骨骼的重量大，结构复杂的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种康复机器人包括：跑步机、两个气动肌肉框架及两个外骨骼；两个所述气动肌肉框架分别设置在所述跑步机两侧；所述气动肌肉框架包括：支撑架、两个气动肌肉组件、两个拉簧组件及两个钢丝轮组件；两个所述气动肌肉组件、两个所述拉簧组件与两个所述钢丝轮组件一一对应；所述气动肌肉组件的第一端与所述支撑架固定连接，所述气动肌肉组件的第二端与相对应的所述钢丝轮组件固定连接；所述拉簧组件的第一端与所述支撑架固定连接，所述拉簧组件的第二端与相对应的所述钢丝轮组件固定连接；两个所述钢丝轮组件可转动式地设置在所述支撑架上；两个所述外骨骼与两个所述气动肌肉框架一一对应；所述外骨骼与相对应的所述气动肌肉框架的两个所述钢丝轮组件传动连接。
进一步的，所述钢丝轮组件包括：钢丝轮、压紧块、输出轴及两个支撑座；两个所述支撑座固定设置在所述支撑架上；所述输出轴可转动式地设置在两个所述支撑座上，所述输出轴与所述钢丝轮固定连接；所述钢丝轮的周面上开设有嵌入槽、第一凹槽及第二凹槽，所述第一凹槽及第二凹槽均与所述嵌入槽连通；所述压紧块可拆卸式地设置在所述嵌入槽内。
进一步的，所述气动肌肉组件包括：气动肌肉及第一拉绳；所述气动肌肉的第一端与所述支撑架固定连接，所述气动肌肉的第二端与所述第一拉绳的第一端固定连接；所述第一拉绳的第二端绕过所述第一凹槽设置在所述嵌入槽内。
进一步的，所述拉簧组件包括：拉簧、拉紧器及第二拉绳；所述拉簧的第一端与所述支撑架固定连接，所述拉簧的第二端通过所述拉紧器与所述第二拉绳的第一端固定连接；所述第二拉绳的第二端绕过所述第二凹槽设置在所述嵌入槽内。
进一步的，所述外骨骼包括：大臂组件及小臂组件；所述大臂组件包括：转动轴、髋关节输出摆杆、髋关节水平推杆、大腿臂及第一绑腿组件；所述转动轴可转动式地设置在所述支撑架上，所述转动轴与所述大腿臂的顶部连接；所述髋关节输出摆杆的第一端与一个所述钢丝轮组件固定连接，所述髋关节输出摆杆的第二端与所述髋关节水平推杆的第一端铰接；所述髋关节水平推杆的第二端与所述大腿臂的顶部铰接；所述第一绑腿组件可滑动式地设置在所述大腿臂上；所述小臂组件包括：膝关节输出摆杆、膝关节水平推杆、第一解耦连杆、第二解耦连杆、三角块、膝关节纵向连杆、小腿臂及第二绑腿组件；所述膝关节输出摆杆的第一端与另一个所述钢丝轮组件固定连接，所述膝关节输出摆杆的第二端与所述膝关节水平推杆的第一端铰接；所述第一解耦连杆的第一端与所述支撑架铰接，所述第一解耦连杆的第二端与所述第二解耦连杆的第一端铰接，所述第一解耦连杆的中部与所述膝关节水平推杆的第二端铰接；所述第二解耦连杆的第二端与所述三角块的第一端铰接；所述三角块的第二端与所述大腿臂铰接；所述三角块的第三端与所述膝关节纵向连杆的第一端铰接；所述小腿臂的顶部与所述大腿臂的底部铰接；所述膝关节纵向连杆的第二端与所述小腿臂铰接；所述第二绑腿组件可滑动式地设置在所述小腿臂上。
进一步的，所述第一绑腿组件及第二绑腿组件均包括：滑轨、滑块、第一调节套、绑腿支架、第二调节套及绑腿托架；所述滑轨与所述大腿臂或小腿臂固定连接，所述滑块可滑动式地设置在所述滑轨上，所述第一调节套与所述滑块固定连接；所述第一调节套可拆卸式地与所述大腿臂或小腿臂连接；所述绑腿支架的第一端可滑动式地与所述第一调节套连接；所述第二调节套可滑动式地设置在所述绑腿支架的第二端上；所述第二调节套与所述绑腿托架固定连接。
进一步的，所述康复机器人还包括：控制系统；所述控制系统包括：控制器、第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、位移传感器组件、角度传感器组件、第一角度传感器、第二角度传感器、第三拉压力传感器、第四拉压力传感器、第五拉压力传感器及第六拉压力传感器；所述控制器与所述气动肌肉组件连接；所述第一拉压力传感器设置在所述拉簧组件与所述支撑架之间，所述第二拉压力传感器设置在所述气动肌肉组件与所述支撑架之间；所述第三拉压力传感器设置在所述绑腿托架与所述第二调节套之间；所述第四拉压力传感器设置在所述膝关节纵向连杆上；所述第五拉压力传感器设置在所述膝关节水平推杆上；所述第六拉压力传感器设置在所述髋关节水平推杆上；所述第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、第三拉压力传感器、第四拉压力传感器、第五拉压力传感器及第六拉压力传感器与所述控制器连接；所述位移传感器组件设置在所述支撑架上，所述位移传感器组件与所述气动肌肉组件的输出端连接；所述角度传感器组件设置在所述大腿臂与所述小腿臂铰接处，所述第一角度传感器设置在一个钢丝轮组件的输出轴上，所述第二角度传感器设置在另一个钢丝轮组件输出轴上；所述位移传感器组件、所述角度传感器组件、第一角度传感器及第二角度传感器均与所述控制器连接。
进一步的，所述位移传感器组件包括：导轨、导块、位移传感器、固定架及转换块；所述导轨固定设置在所述支撑架上，所述导块可滑动式地设置在所述导轨内；所述导块与所述转换块固定连接；所述位移传感器通过所述固定架固定设置在所述支撑架上；所述转换块的第一端与所述气动肌肉组件的输出端连接，所述转换块的第二端与所述位移传感器的感应杆固定连接；所述角度传感器组件包括：第三角度传感器、联轴器及角度传感器支架；所述大腿臂与所述小腿臂的铰接处与所述联轴器的第一端连接；所述联轴器的第二端与所述第三角度传感器连接；所述第三角度传感器通过所述角度传感器支架与所述大腿臂固定连接。
进一步的，所述康复机器人还包括：舒适检测装置；所述舒适检测装置包括：编码器、同步轮、同步轴、同步带及同步带压块；所述编码器固定设置在所述小腿臂上，所述编码器与所述控制器连接；所述同步轮通过所述同步轴与所述编码器连接；所述同步带的一端套设于所述同步轮上，所述同步带的另一端通过所述同步带压块与所述第二绑腿组件连接。
进一步的，所述康复机器人还包括：升降台；所述升降台固定设置在所述跑步机的底部；所述康复机器人还包括：斜坡；所述斜坡设置在所述跑步机的进入端；所述康复机器人还包括：减重悬吊；所述减重悬吊与所述跑步机固定连接；所述减重悬吊的吊起端设置在所述跑步机的上方。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于两个气动肌肉框架分别设置在跑步机两侧，所以，需要康复的患者可以在跑步机上进行康复训练，由于两个气动肌肉组件、两个拉簧组件与两个钢丝轮组件一一对应，气动肌肉组件的第一端与支撑架固定连接，气动肌肉组件的第二端与相对应的钢丝轮组件固定连接，拉簧组件的第一端与支撑架固定连接，拉簧组件的第二端与相对应的钢丝轮组件固定连接，两个钢丝轮组件可转动式地设置在支撑架上，两个外骨骼与两个气动肌肉框架一一对应，外骨骼与相对应的气动肌肉框架的两个钢丝轮组件固定连接，所以，患者将腿部绑缚在外骨骼上，气动肌肉组件动作，驱动钢丝轮组件动作，气动肌肉组件和拉簧组件双向对拉钢丝轮组件，且具有自动张紧的功能，钢丝轮组件带动外骨骼动作，使患者进行康复运动，气动肌肉组件与拉簧组件结合传动的方式，充分利用了气动肌肉以及拉簧的柔性在布局上的优势，并在此基础上，将驱动执行器从外骨骼本体剥离出来，降低了外骨骼的重量，简化了结构。
附图说明
图1为本发明实施例提供的康复机器人的结构示意图；
图2为图1中康复机器人的气动肌肉框架的结构示意图；
图3为图2中气动肌肉框架的气动肌肉组件的结构示意图；
图4为图1中康复机器人的位移传感器组件的结构示意图；
图5为图1中康复机器人的外骨骼的结构示意图；
图6为图5中外骨骼的绑腿组件的结构示意图；
图7为图1中康复机器人的角度传感器组件的结构示意图；
图8为图1中康复机器人的舒适检测装置的结构示意图。
具体实施方式
参见图1-3，本发明实施例提供了一种康复机器人包括：跑步机1、两个气动肌肉框架2及两个外骨骼3。
两个气动肌肉框架2分别设置在跑步机1两侧。
气动肌肉框架2包括：支撑架2-1、两个气动肌肉组件2-2、两个拉簧组件2-3及两个钢丝轮组件2-4。
两个气动肌肉组件2-2、两个拉簧组件2-3与两个钢丝轮组件2-4一一对应。
气动肌肉组件2-2的第一端与支撑架2-1固定连接，气动肌肉组件2-2的第二端与相对应的钢丝轮组件2-4固定连接。
拉簧组件2-3的第一端与支撑架2-1固定连接，拉簧组件2-3的第二端与相对应的钢丝轮组件2-4固定连接。
两个钢丝轮组件2-4可转动式地设置在支撑架2-1上。
两个外骨骼3与两个气动肌肉框架2一一对应。
外骨骼3与相对应的气动肌肉框架2的两个钢丝轮组件2-2传动连接。
本申请具体实施方式由于两个气动肌肉框架2分别设置在跑步机1两侧，所以，需要康复的患者可以在跑步机1上进行康复训练，由于两个气动肌肉组件2-2、两个拉簧组件2-3与两个钢丝轮组件2-4一一对应，气动肌肉组件2-2的第一端与支撑架2-1固定连接，气动肌肉组件2-2的第二端与相对应的钢丝轮组件2-4固定连接，拉簧组件2-3的第一端与支撑架2-1固定连接，拉簧组件2-3的第二端与相对应的钢丝轮组件2-4固定连接，两个钢丝轮组件2-4可转动式地设置在支撑架2-1上，两个外骨骼3与两个气动肌肉框架2一一对应，外骨骼3与相对应的气动肌肉框架2的两个钢丝轮组件2-2传动连接，所以，患者将腿部绑缚在外骨骼3上，气动肌肉组件2-2动作，驱动钢丝轮组件2-4动作，气动肌肉组件2-2和拉簧组件2-3双向对拉钢丝轮组件2-4，且具有自动张紧的功能，钢丝轮组件2-4带动外骨骼3动作，使患者进行康复运动，气动肌肉组件2-2与拉簧组件2-3结合传动的方式，充分利用了气动肌肉组件2-2以及拉簧组件2-3的柔性在布局上的优势，并在此基础上，将驱动执行器从外骨骼3本体剥离出来，降低了外骨骼3的重量，简化了结构。
具体地，钢丝轮组件2-4包括：钢丝轮2-41、压紧块2-42、输出轴2-43及两个支撑座2-44。
两个支撑座2-44固定设置在支撑架2-1的顶部上。在本实施方式中，两个支撑座2-44可通过螺栓固定设置在支撑架2-1上，便于拆装。
输出轴2-43可转动式地设置在两个支撑座2-44上，输出轴2-43与钢丝轮2-41固定连接。在本实施方式中，输出轴2-43通过涨紧套2-45与钢丝轮2-41固定连接，提高了外骨骼3的位置精度。输出轴2-43与钢丝轮2-41同轴。
钢丝轮2-41的周面上开设有嵌入槽、第一凹槽及第二凹槽，第一凹槽及第二凹槽均与嵌入槽连通。
压紧块2-42可拆卸式地设置在嵌入槽内。
具体地，气动肌肉组件2-2包括：气动肌肉2-21及第一拉绳2-22。
气动肌肉2-21的第一端固定连接在支撑架2-1的底部上，气动肌肉2-21的第二端与第一拉绳2-22的第一端固定连接。
第一拉绳2-22的第二端绕过第一凹槽设置在嵌入槽内。
气动肌肉2-21是根据仿生学原理，模拟人体肌肉设计的一种驱动原件。与电机和液压驱动相比，因为其采用仿生学设计，其力-位移关系特性与人类肌肉相似，因此更加适合应用于外骨骼康复机器人。且气动肌肉2-21工作介质为空气，无色无味，不会对病人有任何影响。除此之外气动肌肉2-21还有功率质量比高、安全舒适等优点。
其中，气动肌肉2-21的主要优点在于其动作方式、响应时间、伸缩范围与生物肌肉较为相似，其非线性特性与人体骨骼肌相近，具备电机等执行器所没有的固有柔顺性；其次，气动肌肉2-21重量轻、输出拉力大、结构紧凑、使用灵活、洁净，而且可直接驱动负载，无需齿轮等减速机构，利于康复机器人的轻型化、简单化。此外，气动肌肉2-21的运动行程受自身长度、输入气压等限制，只能在有限范围内运动，因此气动肌肉2-21在康复机器人的驱动中，比电机更安全、可靠。
具体地，拉簧组件2-3包括：拉簧2-31、拉紧器2-32及第二拉绳2-33。
拉簧2-31的第一端固定连接在支撑架2-1的底部上，拉簧2-31的第二端通过拉紧器2-32与第二拉绳2-33的第一端固定连接。
第二拉绳2-33的第二端绕过第二凹槽设置在嵌入槽内。
第一拉绳2-22与第二拉绳2-33均采用的是钢丝绳。
同时，采用钢丝绳和拉簧2-31对拉的驱动模式克服了两根气动肌肉通过连杆对拉输出力的非线性问题，并且减少了气动肌肉的数量，降低了耗气量等优势。
其中，当第一拉绳2-22的第二端绕过第一凹槽设置在嵌入槽内，第二拉绳2-33的第二端绕过第二凹槽设置在嵌入槽内时，将压紧块2-42压入嵌入槽内，然后通过螺栓锁紧。启动气动肌肉2-21，气动肌肉2-21的通过第一拉绳2-22拉动钢丝轮2-41转动，同时，拉簧2-31依次通过拉紧器2-32及第二拉绳2-33拉动钢丝轮2-41，克服了气缸的物理尺寸在布局上的局限性，采用了气动肌肉2-21与拉簧2-31结合钢丝绳传动的方式，这充分利用了气动肌肉2-21的相关特性以及钢丝绳的柔性在布局上的优势，并在此基础上，可以将作为驱动执行器的钢丝轮2-41从外骨骼3本体剥离出来，大大的降低了外骨骼3的重量、简化了结构，由一根气动肌肉2-21和拉簧2-31通过钢丝绳双向对拉钢丝轮2-41，具有自动张紧的功能；同时采用气动肌肉2-21和拉簧2-31对拉的驱动模式克服了之前两根气动肌肉通过连杆对拉输出力的非线性问题，并且减少了气动肌肉的数量，降低了耗气量等优势。
参见图5-6，具体地，外骨骼3包括：大臂组件3-1及小臂组件3-2。
大臂组件3-1包括：转动轴3-11、髋关节输出摆杆3-12、髋关节水平推杆3-13、大腿臂3-14及第一绑腿组件3-15。
转动轴3-11可转动式地设置在支撑架2-1上，转动轴3-11与大腿臂3-14的顶部连接。
髋关节输出摆杆3-12的第一端与一个钢丝轮组件2-4的输出轴2-43固定连接。在本实施方式中，髋关节输出摆杆3-12的第一端通过涨紧套与一个钢丝轮组件2-4的输出轴2-43固定连接，提高了外骨骼3的位置精度。髋关节输出摆杆3-12的第二端与髋关节水平推杆3-13的第一端铰接。
髋关节水平推杆3-13的第二端与大腿臂3-14的顶部铰接。
第一绑腿组件3-15可滑动式地设置在大腿臂3-14上。
小臂组件3-2包括：膝关节输出摆杆3-21、膝关节水平推杆3-22、第一解耦连杆3-23、第二解耦连杆3-24、三角块3-25、膝关节纵向连杆3-26、小腿臂3-27及第二绑腿组件3-28。
膝关节输出摆杆3-21的第一端与另一个钢丝轮组件2-4固定连接。在本实施方式中，膝关节输出摆杆3-2的第一端通过胀紧套与另一个钢丝轮组件2-4的输出轴2-43固定连接，提高了外骨骼3的位置精度。膝关节输出摆杆3-21的第二端与膝关节水平推杆3-22的第一端铰接。
第一解耦连杆3-23的第一端与支撑架2-1铰接，第一解耦连杆3-23的第二端与第二解耦连杆3-24的第一端铰接，第一解耦连杆3-23的中部与膝关节水平推杆3-22的第二端铰接。
第二解耦连杆3-24的第二端与三角块3-25的第一端铰接。
三角块3-25的第二端与大腿臂铰接。
三角块3-25的第三端与膝关节纵向连杆3-26的第一端铰接。
小腿臂3-27的顶部与大腿臂3-14的底部铰接。
膝关节纵向连杆3-26的第二端与小腿臂3-27铰接。
第二绑腿组件3-28可滑动式地设置在小腿臂3-27上。
其中，一个钢丝轮组件2-4动作，通过输出轴2-43将动力传递给髋关节输出摆杆3-12，髋关节输出摆杆3-12将动力通过髋关节水平推杆3-13传递给大腿臂3-14，大腿臂3-14通过转动轴3-11在支撑架2-1上转动，进而带动第一绑腿组件3-15摆动，使患者可以进行康复训练。
另一个钢丝轮组件2-4动作，通过输出轴2-43将动力传递给膝关节输出摆杆3-21，膝关节输出摆杆3-21将动力以此通过膝关节水平推杆3-22、第一解耦连杆3-23、第二解耦连杆3-24及三角块3-25传递给膝关节纵向连杆3-26，膝关节纵向连杆3-26带动小腿臂3-27在大腿臂3-14的底部进行转动，进而带动第二绑腿组件3-28摆动，使患者可以进行康复训练。
具体地，第一绑腿组件3-15及第二绑腿组件3-28均包括：滑轨3-151、滑块3-152、第一调节套3-153、绑腿支架3-154、第二调节套3-155及绑腿托架3-156。
滑轨3-151与大腿臂3-14或小腿臂3-27固定连接，滑块3-152可滑动式地设置在滑轨3-151上，第一调节套3-153与滑块3-152固定连接。
第一调节套3-153可拆卸式地与大腿臂3-14或小腿臂3-27连接。
绑腿支架3-154的第一端可滑动式地与第一调节套3-153连接。
第二调节套3-155可滑动式地设置在绑腿支架3-154的第二端上。其中，绑腿支架3-154为L形。
第二调节套3-155与绑腿托架3-156固定连接。
滑轨3-151的底部固定设置有滑块限位块3-157，用于防止滑块3-152由滑轨3-151上滑落。
其中，根据使用者的体型，使滑块3-152在滑轨3-151上滑动到合适的位置，大腿臂3-14及小腿臂3-27上均等间距均匀间隔开设有若干螺栓孔，通过螺栓穿过第一调节套3-153进入螺栓孔内，使绑腿支架3-154的高度符合使用者要求。绑腿支架3-154的第一端上均等间距均匀间隔开设有若干螺栓孔，使绑腿支架3-154的第一端在第一调节套3-153内滑动，当绑腿支架3-154的第一端滑动到合适位置时，通过螺栓穿过第一调节套3-153进入螺栓孔内，锁紧绑腿支架3-154的第一端。绑腿支架3-154的第二端上均等间距均匀间隔开设有若干螺栓孔，使第二调节套3-155在绑腿支架3-154的第二端上滑动，当第二调节套3-155滑动到合适位置时，通过螺栓穿过第二调节套3-155进入螺栓孔内，锁紧第二调节套3-155。第二调节套3-155带动绑腿托架3-156到达合适位置，方便患者使用。
其中，外骨骼3采用高强度的铝合金加工而成，支撑架2-1采用轻质灵活的铝型材搭建，目的就是为了尽可能的降低重量，同时使机构的可适用性更强；在驱动器的布局上采用交错布局使结构更加紧凑。
具体地，康复机器人还包括：控制系统。
控制系统包括：控制器、第一拉压力传感器4、第二拉压力传感器5、位移传感器组件6、角度传感器组件7、第一角度传感器16、第二角度传感器17、第三拉压力传感器8、第四拉压力传感器9、第五拉压力传感器18及第六拉压力传感器19。
控制器与气动肌肉组件2-2连接。
第一拉压力传感器4设置在拉簧组件2-3与支撑架2-1之间。在本实施方式中，第一拉压力传感器4通过吊环10拉簧组件2-3连接，便于拆装。第二拉压力传感器5设置在气动肌肉组件2-2与支撑架2-1之间。在本实施方式中，第二拉压力传感器5通过吊环10及螺纹转换头与气动肌肉组件2-2连接，便于拆装。
第三拉压力传感器8设置在绑腿托架3-156与第二调节套3-155之间，不仅能够双向测力，同时还能测得更为精确的人机交互力。
第四拉压力传感器9设置在膝关节纵向连杆3-26上。
第五拉压力传感器18设置在膝关节水平推杆3-22上。
第六拉压力传感器19设置在髋关节水平推杆3-13上。
第一拉压力传感器4、第二拉压力传感器5、第三拉压力传感器8、第四拉压力传感器9、第五拉压力传感器18及第六拉压力传感器19与控制器连接。
第一拉压力传感器4及第二拉压力传感器5将气动肌肉2-21的输出初始力信号发送给控制器，第三拉压力传感器8将输出最终力信号发送给控制器，第四拉压力传感器9、第五拉压力传感器18及第六拉压力传感器19将输出过程力信号发生给控制器，控制器将输出初始力信号、输出过程力信号及输出最终力信号进行比较，获得比较结果，根据比较结果向气动肌肉2-21发送控制信号，控制气动肌肉2-21的输出力，保证患者使用的舒适性。
位移传感器组件6设置在支撑架2-1上，位移传感器组件6与气动肌肉组件2-2的输出端连接。
角度传感器组件7设置在大腿臂3-14与小腿臂3-27铰接处。第一角度传感器16设置在一个钢丝轮组件2-4的输出轴上，第二角度传感器17设置在另一个钢丝轮组件2-4输出轴上。
其中，位移传感器组件6将气动肌肉组件2-2动作端的伸缩信号发送给控制器，角度传感器组件12将膝关节的输出角度信号发送给控制器，控制器将伸缩信号及输出角度信号进行比较，获得比较结果，根据比较结果向气动肌肉2-21发送控制信号，控制气动肌肉2-21的伸缩，保证患者使用的康复效果。
第一角度传感器16通过一个钢丝轮组件2-4的输出轴的转动，获取膝关节的输入角度信号，并将输入角度信号发送给控制器，将输入角度信号与输出角度信号进行比较，获取膝关节输入角度和输出角度的转换关系。
第二角度传感器17通过一个钢丝轮组件2-4的输出轴的转动，获取髋关节的输入角度信号，并将输入角度信号发送给控制器，获取髋关节的转动角度。
参见图4，具体地，位移传感器组件6包括：导轨6-1、导块6-2、位移传感器6-3、固定架6-4及转换块6-5。
导轨6-1固定设置在支撑架2-1上，导块6-2可滑动式地设置在导轨6-1内。
导块6-2与转换块6-5固定连接。
位移传感器6-3通过固定架6-4固定设置在支撑架2-1上。
转换块6-5的第一端与气动肌肉组件2-1的输出端连接，转换块6-5的第二端与位移传感器6-3的感应杆固定连接。
气动肌肉组件2-1的气动肌肉2-11的动作端动作，通过转换块6-5带动位移传感器6-3的感应杆在位移传感器6-3的感应筒内上滑动，使位移传感器6-3向控制器发送伸缩信号，同时，转换块6-5带动导块6-2在导轨6-1上滑动，对转换块11-5进行导向。
参见图7，具体地，角度传感器组件7包括：第三角度传感器7-1、联轴器7-2及角度传感器支架7-3。
大腿臂3-14与小腿臂3-27的铰接处与联轴器7-2的第一端连接。在本实施方式中，大腿臂3-14通过关节旋转轴7-4与小腿臂3-27铰接，联轴器7-2的第一端与关节旋转轴7-4的轴心连接，使得第三角度传感器7-1测得旋转角度更加精确。
联轴器7-2的第二端与第三角度传感器7-1连接。
第三角度传感器7-1通过角度传感器支架7-3与大腿臂3-14固定连接。
其中，大腿臂3-14与小腿臂3-27之间旋转，转动角度通过联轴器7-2传递给第三角度传感器7-1，第三角度传感器7-1将角度信号发送给控制器。
具体地，康复机器人还包括：舒适检测装置11。
参见图8，舒适检测装置11包括：编码器11-1、同步轮11-2、同步轴11-3、同步带11-4及同步带压块11-5。
编码器11-1固定设置在小腿臂3-27上，编码器11-1与控制器连接。
同步轮11-2通过同步轴11-3与编码器11-1连接。小腿臂3-27上固定设置有导向轴承11-6，同步带11-4的一端设置在同步轮11-2与导向轴承11-6之间，对同步带11-4的运动进行导向。
同步带11-4的一端套设于同步轮11-2上，同步带11-4的另一端通过同步带压块11-5与第二绑腿组件3-28连接。
在使用时，可以不将第一调节套3-153锁紧在大腿臂3-14或小腿臂3-27上，使滑块3-152可以在滑轨3-151上自由滑动，当滑块3-152在滑轨3-151上自由滑动时，同步带11-4进行转动，进而带动同步轮11-2转动，同步轮11-2通过同步轴11-3将位移传递给编码器11-1，编码器11-1将位移信号发送给控制器，用以测得用户在康复训练过程中滑块的位移量与力的关系，以此可以研究外骨骼3的舒适性问题。同时，还可以通过螺栓穿过第一调节套3-153进入螺栓孔内，使滑块3-152锁紧在滑轨3-151上，来与非固定住时进行对比来研究康复外骨骼的舒适性问题。
具体地，康复机器人还包括：升降台12。
升降台12固定设置在跑步机1的底部，通过升降升降台12，可以根据不同身高人群的髋关节高度进行跑步机1高度的调整，使得用户的髋关节与外骨,3始终能够对齐，从而可以测得比较准确的用户步态。
具体地，康复机器人还包括：斜坡13。
斜坡13设置在跑步机1的进入端，便于患者登上跑步机1。
具体地，康复机器人还包括：减重悬吊14。
减重悬吊14与跑步机1固定连接。
减重悬吊14的吊起端设置在跑步机1的上方。
当患者登上跑步机1时，可以通过绳索将患者与减重悬吊14的吊起端连接，可以减少患者下肢的负重。
具体地，康复机器人还包括：两个扶手装置15。
两个扶手装置15与两个气动肌肉框架2一一对应，扶手装置15固定设置在相对应的气动肌肉框架2的支撑架2-1上。
扶手装置15包括：扶手15-1及扶手升降座15-2。
扶手15-1与扶手升降座15-2的动作端固定连接。
扶手升降座15-2的固定端固定设置在支撑架2-1上。
当患者登上跑步机1时，启动扶手升降座15-2，扶手升降座15-2的动作端带动扶手15-1到达合适的高度，便于患者把持。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种康复机器人，其特征在于，包括：跑步机、两个气动肌肉框架及两个外骨骼；
两个所述气动肌肉框架分别设置在所述跑步机两侧；
每个所述气动肌肉框架均包括：支撑架、两个气动肌肉组件、两个拉簧组件及两个钢丝轮组件；
所述气动肌肉组件的第一端与所述支撑架固定连接，所述气动肌肉组件的第二端与相对应的所述钢丝轮组件固定连接；
所述拉簧组件的第一端与所述支撑架固定连接，所述拉簧组件的第二端与相对应的所述钢丝轮组件固定连接；
两个所述钢丝轮组件可转动式地设置在所述支撑架上；
所述外骨骼与相对应的所述气动肌肉框架的两个所述钢丝轮组件传动连接；
每个所述外骨骼均包括：大臂组件及小臂组件；
所述大臂组件包括：转动轴、髋关节输出摆杆、髋关节水平推杆、大腿臂及第一绑腿组件；
所述转动轴可转动式地设置在所述支撑架上，所述转动轴与所述大腿臂的顶部连接；
所述髋关节输出摆杆的第一端与一个所述钢丝轮组件固定连接，所述髋关节输出摆杆的第二端与所述髋关节水平推杆的第一端铰接；
所述髋关节水平推杆的第二端与所述大腿臂的顶部铰接；
所述第一绑腿组件可滑动式地设置在所述大腿臂上；
所述小臂组件包括：膝关节输出摆杆、膝关节水平推杆、第一解耦连杆、第二解耦连杆、三角块、膝关节纵向连杆、小腿臂及第二绑腿组件；
所述膝关节输出摆杆的第一端与另一个所述钢丝轮组件固定连接，所述膝关节输出摆杆的第二端与所述膝关节水平推杆的第一端铰接；
所述第一解耦连杆的第一端与所述支撑架铰接，所述第一解耦连杆的第二端与所述第二解耦连杆的第一端铰接，所述第一解耦连杆的中部与所述膝关节水平推杆的第二端铰接；
所述第二解耦连杆的第二端与所述三角块的第一端铰接；
所述三角块的第二端与所述大腿臂铰接；
所述三角块的第三端与所述膝关节纵向连杆的第一端铰接；
所述小腿臂的顶部与所述大腿臂的底部铰接；
所述膝关节纵向连杆的第二端与所述小腿臂铰接；
所述第二绑腿组件可滑动式地设置在所述小腿臂上。
2.根据权利要求1所述的康复机器人，其特征在于，所述钢丝轮组件包括：钢丝轮、压紧块、输出轴及两个支撑座；
两个所述支撑座固定设置在所述支撑架上；
所述输出轴可转动式地设置在两个所述支撑座上，所述输出轴与所述钢丝轮固定连接；
所述钢丝轮的周面上开设有嵌入槽、第一凹槽及第二凹槽，所述第一凹槽及第二凹槽均与所述嵌入槽连通；
所述压紧块可拆卸式地设置在所述嵌入槽内。
3.根据权利要求2所述的康复机器人，其特征在于，所述气动肌肉组件包括：气动肌肉及第一拉绳；
所述气动肌肉的第一端与所述支撑架固定连接，所述气动肌肉的第二端与所述第一拉绳的第一端固定连接；
所述第一拉绳的第二端绕过所述第一凹槽设置在所述嵌入槽内。
4.根据权利要求2所述的康复机器人，其特征在于，所述拉簧组件包括：拉簧、拉紧器及第二拉绳；
所述拉簧的第一端与所述支撑架固定连接，所述拉簧的第二端通过所述拉紧器与所述第二拉绳的第一端固定连接；
所述第二拉绳的第二端绕过所述第二凹槽设置在所述嵌入槽内。
5.根据权利要求1所述的康复机器人，其特征在于，所述第一绑腿组件及第二绑腿组件均包括：滑轨、滑块、第一调节套、绑腿支架、第二调节套及绑腿托架；
所述滑轨与所述大腿臂或小腿臂固定连接，所述滑块可滑动式地设置在所述滑轨上，所述第一调节套与所述滑块固定连接；
所述第一调节套可拆卸式地与所述大腿臂或小腿臂连接；
所述绑腿支架的第一端可滑动式地与所述第一调节套连接；
所述第二调节套可滑动式地设置在所述绑腿支架的第二端上；
所述第二调节套与所述绑腿托架固定连接。
6.根据权利要求5所述的康复机器人，其特征在于，所述康复机器人还包括：控制系统；
所述控制系统包括：控制器、第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、位移传感器组件、角度传感器组件、第一角度传感器、第二角度传感器、第三拉压力传感器、第四拉压力传感器、第五拉压力传感器及第六拉压力传感器；
所述控制器与所述气动肌肉组件连接；
所述第一拉压力传感器设置在所述拉簧组件与所述支撑架之间，所述第二拉压力传感器设置在所述气动肌肉组件与所述支撑架之间；
所述第三拉压力传感器设置在所述绑腿托架与所述第二调节套之间；
所述第四拉压力传感器设置在所述膝关节纵向连杆上；
所述第五拉压力传感器设置在所述膝关节水平推杆上；
所述第六拉压力传感器设置在所述髋关节水平推杆上；
所述第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、第三拉压力传感器、第四拉压力传感器、第五拉压力传感器及第六拉压力传感器与所述控制器连接；
所述位移传感器组件设置在所述支撑架上，所述位移传感器组件与所述气动肌肉组件的输出端连接；
所述角度传感器组件设置在所述大腿臂与所述小腿臂铰接处，所述第一角度传感器设置在一个钢丝轮组件的输出轴上，所述第二角度传感器设置在另一个钢丝轮组件输出轴上；
所述位移传感器组件、所述角度传感器组件、第一角度传感器及第二角度传感器均与所述控制器连接。
7.根据权利要求6所述的康复机器人，其特征在于：
所述位移传感器组件包括：导轨、导块、位移传感器、固定架及转换块；
所述导轨固定设置在所述支撑架上，所述导块可滑动式地设置在所述导轨内；
所述导块与所述转换块固定连接；
所述位移传感器通过所述固定架固定设置在所述支撑架上；
所述转换块的第一端与所述气动肌肉组件的输出端连接，所述转换块的第二端与所述位移传感器的感应杆固定连接；
所述角度传感器组件包括：第三角度传感器、联轴器及角度传感器支架；
所述大腿臂与所述小腿臂的铰接处与所述联轴器的第一端连接；
所述联轴器的第二端与所述第三角度传感器连接；
所述第三角度传感器通过所述角度传感器支架与所述大腿臂固定连接。
8.根据权利要求6所述的康复机器人，其特征在于，所述康复机器人还包括：舒适检测装置；
所述舒适检测装置包括：编码器、同步轮、同步轴、同步带及同步带压块；
所述编码器固定设置在所述小腿臂上，所述编码器与所述控制器连接；
所述同步轮通过所述同步轴与所述编码器连接；
所述同步带的一端套设于所述同步轮上，所述同步带的另一端通过所述同步带压块与所述第二绑腿组件连接。
9.根据权利要求1所述的康复机器人，其特征在于：
所述康复机器人还包括：升降台；
所述升降台固定设置在所述跑步机的底部；
所述康复机器人还包括：斜坡；
所述斜坡设置在所述跑步机的进入端；
所述康复机器人还包括：减重悬吊；
所述减重悬吊与所述跑步机固定连接；
所述减重悬吊的吊起端设置在所述跑步机的上方。
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