CN112891152B - 适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架，应用于下肢不具备运动能力的患者的康复训练。本发明由双自由度靠背组件(1)、单自由度调节组件(2)、减振组件(3)、旋转架组件(4)、主动减重台架组件(5)和悬吊组件(6)组成。单自由度调节组件(2)与旋转架组件(4)之间设置的是双自由度靠背组件(1)和减振组件(3)；且双自由度靠背组件(1)安装在减振组件(3)上。针对患者在运动过程中重心的上下平移与左右平移，设计了减振机构与双自由度靠背，使得人机运动协同性有了显著的增强。针对下肢运动功能障碍患者无法支撑自身体重的问题，设计了减重辅助悬吊平台，减轻患者各关节压力。针对乘坐轮椅的患者的穿戴过程，设计了相对主动减重台架(5)旋转移动的旋转架组件(4)，使得病人可以实现从轮椅到机器人的快速穿戴过程。

Description

适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架

技术领域

本发明涉及应用于康复外骨骼机构，更特别地说，是指一种适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架。

背景技术

目前，人口老龄化已经是世界上普遍存在的问题，中国老龄人口将突破三亿，中国将迈入中度老龄化社会。老年人由于脑卒中等原因会导致下肢功能出现障碍，传统康复训练方式主要依靠康复理疗师进行一对一的康复训练，耗力耗时并且无法满足大量患者的康复训练需求。在这种情况下，外骨骼康复机器可以很好的解决高度重复性的康复训练问题，对步态运动轨迹的精确控制可以很好的提高康复训练效果。

传统的康复方法主要是依赖于康复理疗师的操作经验，随着病人数量的不断增加和康复理疗师人数限制，很多病人不能及时得到康复治疗，造成了严重的后遗症。当前的康复治疗训练存在如下的问题：1)多名物理康复师同时只能帮助一名患者进行康复训练，医疗人员工作负担重；2)物理康复治疗的效果很大程度上依赖于康复治疗师的技能水平与操作经验，不利于治疗效果的数据化和规律化发展；3)不能很精确地对训练参数(关节角度、行走姿态角、行走位移等)进行控制与记录，同时人工治疗的方法不利于对治疗效果进行定量的监测。

为了解决以上问题，众多学者进行了康复机器人的相关研究。外骨骼康复机器人是近年来出现的一种新型的服务机器人，这类机器人属于医疗机器人的范畴。与上肢康复机器人相比较，下肢康复训练机器人使用的范围更广，患者更多。下肢康复机器人旨在通过康复训练使患者重获行走能力，在康复训练中可对康复过程进行参数化监测与记录，结合权威专家数据库，可以方便地掌握康复效果并指导患者的康复训练，更大程度地保证康复训练的规范性与针对性。下肢外骨骼康复机器人能够正确地模拟正常人的行走姿态，同时可以承担人体一部分的重量，因此对于下肢运动存在障碍的患者，可以能够提供更加有效地康复训练以及辅助行走。目前利用机器人进行评估、重建和提高下肢功能障碍患者的肢体运动灵活性使其康复的研究已成为国内外的研究热点。因此，性能优良的下肢外骨骼康复机器人具有广阔的发展前景。

按照有无直接驱动外骨骼进行运动的动力源可以将外骨骼机器人分为下肢康复式外骨骼和下肢助力式外骨骼。这两种类型的下肢机器人分别应用在病患康复训练与健康人运动助力方向。

发明内容

本发明设计了一种适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架，主要应用于下肢不具备运动能力的患者的康复训练。针对患者在运动过程中重心的上下平移与左右平移，设计了减振机构与双自由度靠背，使得人机运动协同性有了显著的增强。针对下肢运动功能障碍患者无法支撑自身体重的问题，设计了减重辅助悬吊平台，减轻患者各关节压力。针对乘坐轮椅的患者的穿戴过程，设计了一种可旋转悬臂机构，使得病人可以实现从轮椅到机器人的快速穿戴过程。随后利用人体行走过程中的关节角度数据，进行下肢外骨骼运动学分析与康复训练步态规划，并在样机实验阶段验证了康复平台各项功能。

由于台架式康复下肢外骨骼机器人主要面对的是下肢功能障碍患者，而患者往往不具备支撑自身身体重量的能力，所以建立一套下肢康复辅助平台系统是尤为必要的。本发明设计的适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架既可以利用康复平台支撑外骨骼双腿及背板重量，又可以利用悬吊威亚衣与主动减重机构减轻病人双腿关节的压力，从而达到较好的训练效果。一套好的下肢康复辅助平台系统一定要满足人机协调适应性的要求，也就是说人体在行走过程中要与外骨骼的运动同步，此时面临的问题就是人体在行走过程中重心存在水平方向与竖直方向的平动，本发明一方面在进行下肢康复辅助平台设计时，利用“平行四边形”减振机构自适应重心竖直方向的移动，另一方面利用可横向左右移动的靠背自适应穿戴者重心水平的移动，此外利用减重电机与钢丝绳将病人悬吊起来，悬吊威亚衣穿戴在患者身上，降低各关节的压力。最后配合慢速跑步机，即可完成下肢康复运动辅助平台的设计。

附图说明

图1是本发明适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架的结构图。

图1A是本发明适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架的另一视角结构图。

图1B是本发明适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架与跑步机结合的结构图。

图1C是本发明适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架与跑步机结合的另一视角结构图。

图2是本发明中双自由度靠背组件的结构图。

图2A是本发明中双自由度靠背组件的另一视角结构图。

图2B是本发明上靠背Y轴方向长度调节部分的结构图。

图2C是本发明上靠背Y轴方向长度调节部分的另一视角结构图。

图2D是本发明上靠背Y轴方向长度调节部分的分解图。

图2E是本发明下靠背Y轴方向长度调节部分的结构图。

图2F是本发明下靠背Y轴方向长度调节部分的另一视角结构图。

图3是本发明中单自由度调节组件的结构图。

图3A是本发明中单自由度调节组件的另一视角结构图。

图3B是本发明中单自由度调节组件的图片。

图3C是本发明单自由度调节组件中X轴方向移动部分的结构图。

图3D是本发明单自由度调节组件中右腿穿戴连接机构的结构图。

图3E是本发明单自由度调节组件中右腿穿戴连接机构的另一视角结构图。

图3F是本发明单自由度调节组件中左腿穿戴连接机构的结构图。

图3G是本发明单自由度调节组件中左腿穿戴连接机构的另一视角结构图。

图4是本发明中减振组件的结构图。

图4A是本发明中减振组件的另一视角结构图。

图4B是本发明减振组件中四连杆部分的结构图。

图4C是本发明减振组件中四连杆部分的受力简图。

图4D是本发明减振组件中上部俯仰机构的结构图。

图4E是本发明减振组件中上部俯仰机构的分解图。

图4F是本发明减振组件中Z轴方向的伸缩机构的结构图。

图4G是本发明减振组件中Z轴方向的伸缩机构的分解图。

图5是本发明中旋转架组件的结构图。

图5A是本发明中旋转架组件的另一视角结构图。

图5B是本发明旋转架组件中上部旋转合页的分钟图。

图5C是本发明旋转架组件中下部旋转合页的分钟图。

图6是本发明中主动减重台架组件的结构图。

图6A是本发明中主动减重台架组件的另一视角结构图。

图6B是本发明中主动减重台架组件的再一视角结构图。

图6C是本发明中主动减重台架组件的钢丝绳与滚轮的结构图。

图7是本发明中悬吊组件的结构图。

1.双自由度靠背组件	1A.上靠背	1B.下靠背	1B1.下靠背连接件
				1B2.AA导轨	1B3.AB导轨	1B4.AA滑块	1B5.AB滑块
1B6.第一个L形连接件	1B7.第二个L形连接件	1C.Z轴方向连接件	1C1.AA立板
				1C2.AB立板	1C3.AA凹形槽	1C4.AA限位通孔	1D.Y轴方向长度调节件
1D1.AA手拧螺母	1D2.AB手拧螺母	1D3.AB限位通孔	1D4.侧面板
				1D5.横板	1E.Y轴方向长度调节滑槽	1E1.压紧板	1E2.滑槽通孔
1E3.AA通孔	1E4.AB通孔	1E5.AB凹形槽	1F.Y轴方向AA连接件
				1G.手动调节Y轴滑台	1G1.A丝杠滑块	1G2.A丝杠	1G3.A丝杠导轨
1G4.手动摇把	1H.Y轴方向AB连接件	1H1.AA挡板	1H2.AB挡板
				2.单自由度调节组件	2A.矩形框支架	2A1.上边框	2A2.下边框
2A3.左边框	2A4.右边框	2A5.左型材肋条	2A6.右型材肋条
				2A7.矩形腔	2A8.边框背板	2B.左腿穿戴连接机构	2B1.第一左夹板
2B2.第二左夹板	2B3.左腿中间框	2C.右腿穿戴连接机构	2C1.第一右夹板
				2C2.第二右夹板	2C3.右腿中间框	2D.BA连杆接头	2D1.BA连杆接头转轴
2E.BB连杆接头	2E1.BB连杆接头转轴	2F.X轴方向BA滑轨	2F1.BA直线轴承
				2F2.BB直线轴承	2F3.BC直线轴承	2F4.BD直线轴承	2G.X轴方向BB滑轨
2G1.BE直线轴承	2G2.BF直线轴承	2G3.BG直线轴承	2G4.BH直线轴承
				2H.双向丝杠连杆	2H-1.BA丝杠段	2H-2.BB丝杠段	2H1.BA手拧螺母
2H2.BA轴承座	2H3.BA丝杠螺母	2H4.BB丝杠螺母	2H5.BB轴承座
				2H6.BB手拧螺母	3.减振组件	3A.CA连杆	3A1.提手
3A3.CA深沟球轴承	3A4.CB深沟球轴承	3A5.前端万向节	3B.CB连杆
				3C.CC连杆	3D.第一导轨圆柱	3D1.直线轴承	3D2.弹簧支撑座
3D3.通孔滑槽	3E.丝杠螺母	3F.第二导轨圆柱	3F1.外螺纹段
				3F2.CA通孔	3G.CA接头	3G1.CA接头转轴	3G2.CA凸耳
3G3.CA支臂	3G4.CA万向节	3G5.CC深沟球轴承	3G51.CA端盖
				3G6.CD深沟球轴承	3G61.CB端盖	3H.CB接头	3H1.CB接头转轴
3H2.CB凸耳	3H3.CB支臂	3J.CC接头	3J1.CC接头转轴
				3J2.CC凸耳	3J3.CC支臂	3K.CD接头	3K1.圆柱销
3K2.CA插板	3K3.CB插板	3L.弹簧	3M.俯仰调节件
				3M1.CE接头转轴	3M2.CF深沟球轴承	3M3.CF深沟球轴承	3M4.CA锥形板
3M41.CB通孔	3M5.CB锥形板	3M51.CC通孔	4.旋转架组件
				4A.上横梁	4B.下横梁	4C.DA竖梁	4D.DB竖梁
4E.DC竖梁	4F.DA旋转轴	4F1.DA连接段	4F2.DA圆柱段
				4F3.DA通孔	4G.DA旋转轴轴座	4G1.DA盲孔	4G2.DB通孔
4H.DA上推力轴承	4J.DB旋转轴	4J1.DB连接段	4J2.DB圆柱段
				4J3.DC通孔	4K.DB旋转轴轴座	4K1.DB盲孔	4K2.DD通孔
4L.DB上推力轴承	5.主动减重台架组件	5A.直流电机	5B.减重机箱
				5C.悬吊架	5D.EA连接板	5E.EB连接板	5F.滚轮
5G.EA滚轮去架	5H.EB滚轮去架	6.悬吊组件	6A.悬吊威亚衣
				6B.拉绳	6C.支撑板	6D.FA定滑轮	6E.FB定滑轮
6F.FC定滑轮	6G.吊环	6H.FA定滑轮连接件	6J.FB定滑轮连接件
				6K.FC定滑轮连接件	6-1.上段钢丝绳	6-2.下段钢丝绳	6-3.拉力传感器
6-4.上吊环	6-5.下吊环	100.跑步机	200.手扶机构
				200A.右侧安装板	300.安全辅助板	400.下肢左腿外骨骼机构	400A.左腰护板
500.下肢右腿外骨骼机构	500A.右腰护板

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明设计的一种适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架，主要应用于下肢不具备运动能力的患者的康复训练，是将下肢左腿外骨骼机构400捆绑在患者的左腿上，下肢右腿外骨骼机构500捆绑在患者的右腿上，如图1、图1A、图1B、图1C所示。设计的双自由度靠背与主动减重台架由双自由度靠背组件1、单自由度调节组件2、减振组件3、旋转架组件4、主动减重台架组件5和悬吊组件6组成。单自由度调节组件2与旋转架组件4之间设置的是双自由度靠背组件1和减振组件3；且双自由度靠背组件1安装在减振组件3上。针对患者在运动过程中重心的上下平移与左右平移、以及运动过程中的抖动，设计了双自由度靠背组件1、单自由度调节组件2和减振组件3，使得人机运动协同性有了显著的增强。针对下肢运动功能障碍患者无法支撑自身体重的问题，设计了主动减重台架5与辅助悬吊组件6，减轻患者各关节压力。针对乘坐轮椅的患者的穿戴过程，设计了相对主动减重台架5旋转移动的旋转架组件4，使得病人可以实现从轮椅到机器人的快速穿戴过程。随后利用人体行走过程中的关节角度数据，进行下肢外骨骼运动学分析与康复训练步态规划，并在样机实验阶段验证了康复平台各项功能。

为了实现患者下肢的康复训练可以将本发明的双自由度靠背与主动减重台架安装在现有的跑步机100上，如图1B和图1C所示。在方便患者手扶时，设计了左右两侧的手扶机构200。一方面为了保护患者下肢后移还在跑步机100后方设计了加长的安全辅助板300，另一方面，加长的安全辅助板300使得病人可以实现从轮椅到机器人的快速穿戴过程。

双自由度靠背组件1

参见图1、图1A、图1B、图1C、图2、图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F所示，双自由度靠背组件1包括有上靠背1A、下靠背1B、Z轴方向连接件1C、Y轴方向长度调节件1D、Y轴方向长度调节滑槽1E、Y轴方向AA连接件1F、手动调节Y轴滑台1G、Y轴方向AB连接件1H。上靠背1A、下靠背1B为碳纤维板。Y轴方向长度调节件1D设计为锥型滑轨结构。Y轴方向长度调节滑槽1E中的AB凹形槽1E5设计为梯形滑槽结构。

上靠背1A固定安装在Y轴方向长度调节件1D的侧立板1D4上。Y轴方向长度调节件1D置于Y轴方向长度调节滑槽1E的AB凹形槽1E5中，且通过安装AA手拧螺母1D1在Y轴方向长度调节件1D的限位孔中的位置来调节上靠背1A在Y轴方向的位置。采用Y轴方向长度调节件1D在Y轴方向长度调节滑槽1E中的位置，并用AA手拧螺母1D1锁紧，实现的是上靠背1A在Y轴方向的小距离调节，达到上靠背1A慢慢贴近患者肩部。

参见图2D、图2E所示，下靠背1B固定安装在AA滑块1B4和AB滑块1B5上，AA滑块1B4套接在AA导轨1B2上，AB滑块1B5套接在AB导轨1B3上。AA导轨1B2与AB导轨1B3平行放置后固定安装在下靠背连接件1B1上。下靠背连接件1B1固定安装在第一个L形连接件1B6和第二个L形连接件1B7上，第一个L形连接件1B6另一端面板与第二个L形连接件1B7另一端面板固定安装在Y轴方向AA连接件1F的一端，Y轴方向AA连接件1F的另一端固定安装在A丝杠滑块1G1上。采用转动手动摇把1G4时，带动A丝杠滑块1G1在A丝杠1G2上运动，从而使Y轴方向AA连接件1F做Y轴方向的平移运动，达到下靠背1B靠近患者的腰部部位。

Z轴方向连接件1C上设有AA立板1C1、AB立板1C2、AA凹形槽1C3，AA凹形槽1C3位于AA立板1C1与AB立板1C2之间。AA凹形槽1C3的上方设有AA限位通孔1C4。AA限位通孔1C4用于AB手拧螺母1D2穿过。压紧板1E1安装在AA凹形槽1C3的上方，AB挡板1H2安装在AA凹形槽1C3的下方。AA立板1C1上设有AA轴承孔，AA轴承孔内安装有CA深沟球轴承3A3。AB立板1C2上设有AB轴承孔，AB轴承孔内安装有CB深沟球轴承3A4。

参见图2B、图2C、图2D所示，Y轴方向长度调节件1D上设有横板1D5和侧面板1D4。横板1D5上设有AB限位通孔1D3，AB限位通孔1D3用于AA手拧螺母1D1的圆柱段穿过。上靠背1A固定安装在Y轴方向长度调节件1D的侧面板1D4上。Y轴方向长度调节件1D的横板1D5置于Y轴方向长度调节滑槽1E的AB凹形槽1E5中。

参见图2B、图2C、图2D所示，Y轴方向长度调节滑槽1E上设有AB通孔1E4、AB凹形槽1E5和滑槽通孔1E2。Y轴方向长度调节滑槽1E的AB凹形槽1E5用于放置Y轴方向长度调节件1D的横板1D5，且通过AA手拧螺母1D1的圆柱段穿过Y轴方向长度调节件1D上的限位孔1D3后，置于Y轴方向长度调节滑槽1E的滑槽通孔1E2内，达到锁紧Y轴方向长度调节件1D在Y轴方向长度调节滑槽1E上的位置。AB手拧螺母1D2的圆柱段穿过压紧板1E1上的AA通孔1E3后安装在AB通孔1E4中。在本发明中，AA手拧螺母1D1与AB手拧螺母1D2的锁紧功能使得Y轴方向长度调节件1D与Y轴方向长度调节滑槽1E的相对位置得以稳定锁定。进而使上靠背1A实现Y轴方向上的距离调节。

参见图2B、图2D、图2E所示，手动调节Y轴滑台1G是由A丝杠1G2、A丝杠导轨1G3和A丝杠滑块1G1组成，A丝杠1G2的两侧是A丝杠导轨1G3，A丝杠滑块1G1安装在A丝杠1G2与A丝杠导轨1G3上。手动调节Y轴滑台1G的下方是Y轴方向AB连接件1H，Y轴方向AB连接件1H上安装有AA挡板1H1和AB挡板1H2，AA挡板1H1上安装有手动摇把1G4。在本发明中，通过手动摇把1G4使得A丝杠滑块1G1在A丝杠1G2上运动，实现下靠背1B在Y轴方向上的平移，达到下靠背1B靠近患者后背，这属于缓慢的调节(或称Y轴距离微调)下靠背1B靠近患者后背。在使用旋转架组件4带动双自由度靠背组件1和减振组件3(双自由度靠背组件1与减振组件3通过连杆连接)在Y轴方向上的平移为大距离调节(或称Y轴距离粗调)。

在本发明中，双自由度靠背组件1具备上下调节与前后调节的自由度，前后可调节范围150mm，上下可调节范围120mm，可满足不同穿戴者的穿戴需求。上下调节方案利用AB手拧螺母1D2与Z轴方向连接件1C上的AA限位通孔1C4的配合实现上下的移动。前后调节方案利用Y轴方向长度调节件1D上的锥型滑轨与Y轴方向长度调节滑槽1E上的梯形滑槽结构，利用AA手拧螺母1D1压紧，相比于矩形的滑槽，调节更加方便，且滑槽与滑轨之间的摩擦力可以通过螺栓的压力进行调节。

腰部靠背(即下靠背1B)考虑到穿戴者的穿戴舒适性，在下靠背1B上粘贴了厚度30mm的海绵层，可以有效的提高穿戴者的穿戴体验。下靠背1B上设计有弹性绑带安装槽，在使用过程中可以将下靠背1B与人体腰部背部固定，提高人机协同匹配性。

单自由度调节组件2

参见图1、图1A、图1B、图1C、图3、图3A、图3B、图3C所示，单自由度调节组件2包括有矩形框支架2A、左腿穿戴连接机构2B、右腿穿戴连接机构2C、BA连杆接头2D、BB连杆接头2E、X轴方向BA滑轨组件、X轴方向BB滑轨组件、双向丝杠连杆组件。

参见图3、图3A、图3B所示，矩形框支架2A作为单自由度调节组件2的承力机构，是用于安装和调节左右大腿外骨骼的相对距离(向内)的，或者相反距离(向外)的。矩形框支架2A上设有上边框2A1、下边框2A2、左边框2A3、右边框2A4、矩形腔2A7、边框背板2A8、以及位于中间竖直放置的左型材肋条2A5、右型材肋条2A6。

下边框2A2的底部安装有BA连杆接头2D和BB连杆接头2E。

左边框2A3上安装有BA轴承座2H2，BA轴承座2H2上连接有双向丝杠连杆2H的左端和BA手拧螺母2H1。

右边框2A4上安装有BB轴承座2H5，BB轴承座2H5上连接有双向丝杠连杆2H的右端和BB手拧螺母2H6。

左边框2A3、右边框2A4、左型材肋条2A5和右型材肋条2A6用于支撑起X轴方向BA滑轨2F、双向丝杠连杆2H和X轴方向BB滑轨2G。

左型材肋条2A5与右型材肋条2A6之间是矩形腔2A7，矩形腔2A7用于手动调节Y轴滑台1G穿过，矩形腔2A7设在边框背板2A8上。另外，边框背板2A8上还设有用于左腿穿戴连接机构2B、右腿穿戴连接机构2C穿过的孔。

参见图3、图3B、图3D、图3E所示，左腿穿戴连接机构2B由第一左夹板2B1、第二左夹板2B2、左腿中间框2B3组成。左腿中间框2B3固定安装在第一左夹板2B1与第二左夹板2B2之间。第一左夹板2B1上安装有BA直线轴承2F1、BA丝杠螺母2H3和BE直线轴承2G1。第二左夹板2B2上安装有BB直线轴承2F2、BF直线轴承2G2。参见图1B所示，通过在左腿穿戴连接机构2B的第一左夹板2B1与第二左夹板2B2上安装左腰护板400A，实现左腿穿戴连接机构2B与下肢左腿外骨骼机构400的安装，进而通过手动摇动BA手拧螺母2H1使双向丝杠连杆2H完成顺时针或逆时针的旋转运动，达到下肢左腿外骨骼机构400向外或向内移动。向外移动指的是下肢左腿外骨骼机构400缓慢靠近左边框2A3的移动。向内移动指的是下肢左腿外骨骼机构400缓慢靠近左型材肋条2A5的移动。

参见图3、图3B、图3F、图3G所示，右腿穿戴连接机构2C由第一右夹板2C1、第二右夹板2C2、右腿中间框2C3组成。右腿中间框2C3固定安装在第一右夹板2C1与第二右夹板2C2之间。第一右夹板2C1上安装有BD直线轴承2F4、BB丝杠螺母2H4和BH直线轴承2G4。第二右夹板2C2上安装有BC直线轴承2F3、BG直线轴承2G3。参见图1B所示，通过在右腿穿戴连接机构2C的第一右夹板2C1与第二右夹板2C2上安装右腰护板500A，实现右腿穿戴连接机构2C与下肢右腿外骨骼机构500的安装，进而通过手动摇动BB手拧螺母2H6使双向丝杠连杆2H完成顺时针或逆时针的旋转运动，达到下肢右腿外骨骼机构500向外或向内移动。向外移动指的是下肢右腿外骨骼机构500缓慢靠近右边框2A4的移动。向内移动指的是下肢右腿外骨骼机构500缓慢靠近右型材肋条2A6的移动。双向丝杠连杆2H两端设置的螺纹是相对反向的。

参见图3、图4、图4A所示，BA连杆接头2D为U形结构件。BA连杆接头2D固定安装在矩形框支架2A的下边框2A2上。BA连杆接头2D的开口端连接有CB连杆3B的一端。

参见图3、图4、图4A所示，BB连杆接头2E为U形结构件。BB连杆接头2E固定安装在矩形框支架2A的下边框2A2上。BB连杆接头2E的开口端连接有CC连杆3C的一端。

参见图3、图3B、图3C所示，X轴方向BA滑轨组件由X轴方向BA滑轨2F、以及安装在X轴方向BA滑轨2F上的BA直线轴承2F1、BB直线轴承2F2、BC直线轴承2F3、BD直线轴承2F4构成。BA直线轴承2F1与BB直线轴承2F2为同向放置。BC直线轴承2F3与BD直线轴承2F4为同向放置。

参见图3、图3B、图3C所示，X轴方向BB滑轨由X轴方向BB滑轨2G、以及安装在X轴方向BB滑轨2G上的BE直线轴承2G1、BF直线轴承2G2、BG直线轴承2G3、BH直线轴承2G4构成。BE直线轴承2G1与BF直线轴承2G2为同向放置。BG直线轴承2G3与BH直线轴承2G4为同向放置。

参见图3、图3B、图3C所示，双向丝杠连杆2H的左端设有左丝杠段2H-1，双向丝杠连杆2H的右端设有右丝杠段2H-2。左丝杠段2H-1上套接有BA丝杠螺母2H3。右丝杠段2H-2上套接有BB丝杠螺母2H4。双向丝杠连杆2H的左端固定有BA轴承座2H2，BA轴承座2H2上安装有BA手拧螺母2H1，通过BA手拧螺母2H1手动调节左腿穿戴连接机构2B沿X轴方向平移。双向丝杠连杆2H的右端固定有BB轴承座2H5，BB轴承座2H5上安装有BB手拧螺母2H6，通过BB手拧螺母2H6手动调节右腿穿戴连接机构2C沿X轴方向平移。在本发明中，双向丝杠连杆2H两端设置的螺纹是相对反向的，即一端为正旋，另一端则为反旋。通过BA丝杠螺母2H3、BB丝杠螺母2H4在各自的螺纹上运动，实现左腿穿戴连接机构2B与右腿穿戴连接机构2C同时向中间靠拢，或者同时分开。

在本发明中，单自由度调节组件2为适应患者行走过程中重心左右横移的核心。考虑到双自由度靠背组件1与单自由度调节组件2之间的空间较小，如果与双自由度靠背组件1采用相同的滑槽滑轨结构将会增加调节的难度，在较小的空间内操作极不舒适，因此采用一种可以在背板后侧调节X轴方向左右间距的机构。利用双向丝杠连杆组件中双向丝杠连杆2H与BA丝杠螺母2H3、BB丝杠螺母2H4构成移动副，并且在双向丝杠连杆2H末端分别设计有手摇的BA手拧螺母2H1、BB手拧螺母2H6，可以方便的调节左腿穿戴连接机构2B与右腿穿戴连接机构2C之间的左右移动范围为0mm－180mm，完全可以满足运动需要。

减振组件3

参见图1、图1A、图1B、图1C、图4、图4A、图4B、图4D、图4E、图4F、图4G所示，减振组件3包括有Z轴方向的伸缩机构、上部俯仰机构和中间平行双连杆机构。

参见图4D、图4E所示上部俯仰机构由CA连杆3A、提手3A1、前端万向节3A5、前端转轴3A2、CA接头3G、CA接头转轴3G1、俯仰调节件3M构成。在本发明中，通过提手3A1手动抬起或者放下来完成平行四杆机构的变形。

中间平行双连杆机构由CB连杆3B、CC连杆3C、CB接头3H、CB接头转轴3H1、CC接头3J、CC接头转轴3J1构成。

Z轴方向的伸缩机构由弹簧3L、第二导轨圆柱3F、丝杠螺母3E、弹簧支撑座3D2、直线轴承3D1、第一导轨圆柱3D、CA接头3K、CA接头转轴3K1构成。

参见图4C所示的减振组件的运动简图，O₁O₂ED为平行四边形，C点为可转动导轨，AC处设有弹簧3L以支撑外骨骼双腿重量。对于本发明减振组件3，O₁B越长，在弹簧3L拉伸至最大长度时DE末端的变化幅度更大，末端运动灵敏度越高。但考虑到实际使用过程中需要将外骨骼双腿背板向上拉起以转动，因此需要预留出足够的运动空间。因此，在弹簧3L下端安装有弹簧支撑座3D2、直线轴承3D1，并通过圆柱销3D3将弹簧支撑座3D2、CD接头3K固连，形成摆动导杆机构，直线轴承3D1的使用可以减小第一导轨圆柱3D上下运动时的摩擦力，使得减振组件3的上下运动更加流畅顺滑。弹簧3L内部设计有第一导轨圆柱3D和第二导轨圆柱3F，以防止弹簧3L压缩失稳。在Y轴方向上利用减振组件3中三个连杆(3A、3B、3C)的前端的万向节与轴的配合，来完成与双自由度靠背组件1、单自由度调节组件2的活动连接，减振组件3在减重、及伸缩作用下自适应地与下肢左腿外骨骼机构400、下肢右腿外骨骼机构500的高度进行调节，提高了本发明设计的主动减重台架的人机协同性。

在本发明中，减振组件3需要保证其线性度良好，具体来讲就是减振组件3的DE末端尽可能的在竖直方向平动，而具有很小的水平位移。此外，减振组件3末端竖直方向上的位移应符合人体重心在竖直方向上的偏移量，综合考虑外骨骼(400、500)使用时整双腿及背板高度以及康复跑步机的尺寸，将俯仰调节件3M的运动角θ的取值范围设定为0≤θ≤10°。可计算得到减振末端竖直方向位移为111.1mm。当O₁D的长度设置为640mm时，DE末端水平方向的位移为9.7mm，不会对人体的行走产生明显的影响。

CA连杆3A、CB连杆3B和CC连杆3C的结构相同，且选用的加工材质为轻质的铝合金材料。CA连杆3A、CB连杆3B、CC连杆3C、第一导轨圆柱3D、第二导轨圆柱3F和Z轴方向连接件1C形成平行四杆机构。

前端转轴3A2实现CA连杆3A的前端与前端万向节3A5的活动安装，前端转轴3A2的两端分别套接有CA深沟球轴承3A3、CB深沟球轴承3A4，CA深沟球轴承3A3安装在Z轴方向连接件1C的AA立板1C1的通孔中，CB深沟球轴承3A4安装在Z轴方向连接件1C的AB立板1C2的通孔中。

参见图4、图4F、图4G所示，第一导轨圆柱3D上设有通孔滑槽3D3，通孔滑槽3D3用于圆柱销3K1穿过。第一导轨圆柱3D的中心圆孔为螺纹孔3D4，螺纹孔3D4与第二导轨圆柱3F上的螺纹段配合，实现第二导轨圆柱3F在第一导轨圆柱3D的中心圆孔内做上下运动，进而通过丝杠螺母3E向下压弹簧3L，达到上靠背1A和下靠背1B减振的目的。

参见图4、图4F、图4G所示，第二导轨圆柱3F上设有外螺纹段3F1，第二导轨圆柱3F的上端设有CA通孔3F2，CA通孔3F2用于CE接头转轴3M1穿过。

参见图4D、图4E所示，CA接头3G的一端设有U形形状的CA凸耳3G2，CA凸耳3G2上设有用于安装深沟球轴承(3G5、3G6)的通孔，在CA凸耳3G2的外侧安装有端盖(3G51、3G61)用于阻止深沟球轴承(3G5、3G6)滑落。CA凸耳3G2中间放置有CA万向节3G4，且通过CA接头转轴3G1安装在CA接头3G的一端。CA接头转轴3G1的两端套接有CC深沟球轴承3G5、CD深沟球轴承3G6。CA接头3G的另一端设有U形形状的CA支臂3G3。CA支臂3G3固定安装在旋转架组件4的上横梁4A上。CA接头3G、CB接头3H和CC接头3J的结构相同。

参见图4、图4A所示，CB接头3H的一端设有U形形状的CB凸耳3H2，CB凸耳3H2上设有用于安装深沟球轴承的通孔，在CB凸耳3H2的外侧安装有端盖用于阻止深沟球轴承滑落。CB凸耳3H2中间放置有CB万向节，且通过CB接头转轴3H1安装在CB接头3H的一端。CB接头转轴3H1的两端套接有两个深沟球轴承。CB接头3H的另一端设有U形形状的CB支臂3H3。CA支臂3G3固定安装在旋转架组件4的DB竖梁4D上。CB接头转轴3H1安装在CB接头3H的CB凸耳3H2和CB连杆3B的另一端上，CB连杆3B的一端上连接有BB连杆接头2E。

参见图4、图4A所示，CC接头3J的一端设有U形形状的CC凸耳3J2，CC凸耳3J2上设有用于安装深沟球轴承的通孔，在CC凸耳3J2的外侧安装有端盖用于阻止深沟球轴承滑落。CC凸耳3J2中间放置有CC万向节，且通过CC接头转轴3J1安装在CC接头3J的一端。CC接头转轴3J1的两端套接有两个深沟球轴承。CC接头3J的另一端设有U形形状的CC支臂3J3。CC支臂3J3固定安装在旋转架组件4的DC竖梁4E上。CC接头转轴3J1安装在CC接头3J的CC凸耳3J2和CC连杆3C的另一端上，CC连杆3C的一端上连接有BA连杆接头2D。

参见图4、图4F、图4G、图5所示，CD接头3K的一端是安装座，安装座固定在旋转架组件4的DB竖梁4D和DC竖梁4E之间。CD接头3K的另一端是CA插板3K2、CB插板3K3，CA插板3K2与CB插板3K3之间放置弹簧支撑座3D2，弹簧支撑座3D2的下端与直线轴承3D1固定，弹簧支撑座3D2与直线轴承3D1套接在第一导轨圆柱3D上，且通过圆柱销3K1的一端顺次穿过CB插板3K3上的通孔、弹簧支撑座3D2上的通孔、通孔滑槽3D3到达弹簧支撑座3D2上的另一通孔、CA插板3K2上的通孔后，用锁扣穿过圆柱销3K1端部的通孔，实现用圆柱销3K1将弹簧支撑座3D2固定在第一导轨圆柱3D上。

参见图4D、图4E所示，俯仰调节件3M由CA锥形板3M4、CB锥形板3M5、CE接头转轴3M1、CE深沟球轴承3M2和CF深沟球轴承3M3组成。CA锥形板3M4上设有CB通孔3M41，CB通孔3M41内安装有CF深沟球轴承3M3。CB锥形板3M5上设有CC通孔3M51，CC通孔3M51内安装有CE深沟球轴承3M2。CA锥形板3M4安装在CA连杆3A的一侧面板上，CB锥形板3M5安装在CA连杆3A的另一侧面板上。CE接头转轴3M1穿过第二导轨圆柱3F上端的CA通孔3F2后，在CE接头转轴3M1的两端套接在CE深沟球轴承3M2和CF深沟球轴承3M3。

旋转架组件4

参见图1、图1A、图1B、图1C、图5、图5A、图5B所示，旋转架组件4包括有上横梁4A、下横梁4B、DA竖梁4C、DB竖梁4D、DC竖梁4E、DA旋转轴4F、DA旋转轴轴座4G、DA上推力轴承4H、DB旋转轴4J、DB旋转轴轴座4K和DB上推力轴承4L。上横梁4A、下横梁4B、DA竖梁4C、DB竖梁4D和DC竖梁4E为空心的铝型材结构件。

上横梁4A与下横梁4B平行放置，DA竖梁4C、DB竖梁4D和DC竖梁4E平行放置，DA竖梁4C、DB竖梁4D和DC竖梁4E的上端固定安装在上横梁4A上，DA竖梁4C、DB竖梁4D和DC竖梁4E的下端固定安装在下横梁4B上。

参见图5B所示，DA旋转轴4F的一端是DA连接段4F1，DA连接段4F1上设有DA通孔4F3，DA旋转轴4F的DA连接段4F1插入上横梁4A的一端后，通过销钉穿过上横梁4A上的通孔及DA通孔4F3，从而实现上横梁4A与DA旋转轴4F的连接。DA旋转轴4F的另一端是DA圆柱段4F2，DA圆柱段4F2上套接有DA上推力轴承4H，DA圆柱段4F2置于DA旋转轴轴座4G的DA盲孔4G1中。

参见图5B所示，DA旋转轴轴座4G的一端是DA盲孔4G1，DA盲孔4G1用于放置DA旋转轴4F的DA圆柱段4F2。DA旋转轴轴座4G的另一端是DB通孔4G2，DB通孔4G2用于悬吊架5C穿过。

参见图5B所示，DB旋转轴4J的一端是DB连接段4J1，DB连接段4J1上设有DC通孔4J3，DB旋转轴4J的DB连接段4J1插入下横梁4B的一端后，通过销钉穿过下横梁4B上的通孔及DC通孔4J3，从而实现下横梁4B与DB旋转轴4J的连接。DB旋转轴4J的另一端是DB圆柱段4J2，DB圆柱段4J2上套接有DB上推力轴承4L，DB圆柱段4J2置于DB旋转轴轴座4K的DB盲孔4K1中。

参见图5B所示，DB旋转轴轴座4K的一端是DB盲孔4K1，DB盲孔4K1用于放置DB旋转轴4J的DB圆柱段4J2。DB旋转轴轴座4K的另一端是DD通孔4K2，DD通孔4K2用于悬吊架5C穿过。

主动减重台架组件5

参见图1、图1A、图1B、图1C、图6、图6A、图6B、图6C所示，主动减重台架组件5包括有直流电机5A、减重机箱5B、悬吊架5C、EA连接板5D、EB连接板5E、滚轮5F、EA滚轮去架5G、EB滚轮去架5H。

滚轮5F安装在EA滚轮去架5G与EB滚轮去架5H之间，滚轮5F上缠绕有下段钢丝绳6-2。直流电机5A的输出轴上安装减速器然后与滚轮5F连接，在直流电机5A提供的驱动下滚轮5F转动，进而实现下段钢丝绳6-2的顺时针卷起，逆时针的放出。

减重机箱5B固定在手扶机构200的右侧安装板200A上，直流电机5A的机壳固定在减重机箱5B上。

悬吊架5C为多段式的不锈钢管材折弯成型，悬吊架5C的U形闭合端用于吊起悬吊威亚衣6A。悬吊架5C的EA固定端5C1安装在EB连接板5E上。悬吊架5C的EB固定端5C2安装在EA连接板5D上，EA连接板5D与EB连接板5E平行放置且固定在减重机箱5B内。

在进行主动减重台架组件5设计时，考虑到需要将轮椅上的病人从康复机器人后方推入，因此将减重台架与悬吊架设置为单侧布置，预留出推行轮椅的空间，在单侧台架侧面设置两个旋转轴(4F、4J)，用来安装减振组件3和旋转架组件4。为了满足台架整体的稳定性要求，在单侧台架对面布置同样的型钢，并在二者之间安装固定零件，使悬吊架的力作用线作用在台架整体稳定域内。

在本发明中，悬吊架5C由不锈钢管材折弯成型，末端为180度折弯。台架两侧布置有可调节高度与角度的手扶机构200，并用管夹固定，扶手上方安装有急停开关，患者或医生可以在出现意外情况时随时停止外骨骼运动。单侧台架侧方布置有减振系统悬臂旋转轴，旋转轴为轴孔配合，考虑到旋转部分的重量较大，旋转轴上下接触面安装了推力球轴承，减小旋转摩擦力。在外骨骼整个旋转部分旋转到右侧时，会出现台架整体重心不落在稳定域的情况，因此在钢架对侧型钢内添加配种钢块，以满足稳定性要求。

在直流电机带动钢丝绳滚轮滚转钢丝绳，进而完成悬吊威亚衣升降。电机额定电压220V，额定功率1.5kW，额定扭矩10Nm，额定转速1500rpm。为了实现慢速的升降悬吊威亚衣，在电机输出端上安装减速器，减速器减速比为1:20，钢丝绳滚轮直径为25mm，由此可以计算出电机最大悬吊拉力为8000N，完全可以符合要求。钢丝绳通过滚轮上的螺纹孔配合螺栓与八字铝套连接，并在码盘上缠绕多圈，保证连接稳固。

悬吊组件6

参见图1、图1A、图1B、图1C、图6、图7所示，悬吊组件6包括有悬吊威亚衣6A、拉绳6B、支撑板6C、定滑轮(6D、6E、6F)、定滑轮连接件(6H、6J、6K)、上段钢丝绳6-1、下段钢丝绳6-2、拉力传感器6-3。

悬吊威亚衣6A通过拉绳6B安装在支撑板6C的下方。悬吊威亚衣6A用于穿戴在患者的上身。

上段钢丝绳6-1的一端固定在吊环6G上，上段钢丝绳6-1的另一端顺次经FA定滑轮6D、FB定滑轮6E、FC定滑轮6F后固定在上吊环6-4上。上吊环6-4上与下吊环6-5之间安装有拉力传感器6-3。拉力传感器6-3用于检测患者穿戴上悬吊威亚衣6A后，进行康复运动时所需的拉力。拉力传感器6-3的量程为0～100Kg。

下段钢丝绳6-2的一端固定在下吊环6-5上，下段钢丝绳6-2的另一端绕制在滚轮5F上。滚轮5F与直流电机5A的输出轴及减速器连接。通过直流电机5A驱动滚轮5F转动，实现下段钢丝绳6-2滚动，进而使上段钢丝绳6-1经定滑轮(6F、6E、6D)后拉起悬吊威亚衣6A，穿戴悬吊威亚衣6A的患者就会被提起，在跑步机100上达到对患者下肢的康复运动。

FA定滑轮连接件6H为U形构形。FA定滑轮连接件6H固定安装在悬吊架5C上，且FA定滑轮连接件6H的开口端中安装有FA定滑轮6D。

FB定滑轮连接件6J为U形构形。FB定滑轮连接件6J固定安装在悬吊架5C上，且FB定滑轮连接件6J的开口端中安装有FB定滑轮6E。

FC定滑轮连接件6K为U形构形。FC定滑轮连接件6K固定安装在悬吊架5C上，且FC定滑轮连接件6K的开口端中安装有FC定滑轮6F。

在进行康复训练时，患者需要穿一套全身式威亚悬吊衣，威亚衣通过两端具有卡扣的绳索与一块厚度为12mm的铝合金支撑板6C四角相连，铝合金支撑板6C上放设有吊环，钢丝绳末端通过八字铝套行程套环，并利用挂钩将二者连接到一起。挂钩的由合金钢组成，最大静承重为25kN，可以满足悬吊重量要求。悬吊架上放的定滑轮位置可调节，可以在安装位置处微调以适应患者的悬吊位置。其中威亚衣的型号为XD-A9520。在悬吊患者时主要的承力位置为左右腿环，该威亚衣左右腿环处设有加厚海绵，保证了一定的穿戴舒适性。

Claims (1)

1.一种适用于康复外骨骼的双自由度靠背与主动减重台架，其特征在于：由双自由度靠背组件（1）、单自由度调节组件（2）、减振组件（3）、旋转架组件（4）、主动减重台架组件（5）和悬吊组件（6）组成；

双自由度靠背组件（1）包括有上靠背（1A）、下靠背（1B）、Z轴方向连接件（1C）、Y轴方向长度调节件（1D）、Y轴方向长度调节滑槽（1E）、Y轴方向AA连接件（1F）、手动调节Y轴滑台（1G）、Y轴方向AB连接件（1H）；上靠背（1A）、下靠背（1B）为碳纤维板；Y轴方向长度调节件（1D）设计为锥型滑轨结构；Y轴方向长度调节滑槽（1E）中的AB凹形槽（1E5）设计为梯形滑槽结构；

上靠背（1A）固定安装在Y轴方向长度调节件（1D）的侧立板（1D4）上；Y轴方向长度调节件（1D）置于Y轴方向长度调节滑槽（1E）的AB凹形槽（1E5）中，且通过安装AA手拧螺母（1D1）在Y轴方向长度调节件（1D）的限位孔中的位置来调节上靠背（1A）在Y轴方向的位置；采用Y轴方向长度调节件（1D）在Y轴方向长度调节滑槽（1E）中的位置，并用AA手拧螺母（1D1）锁紧，实现的是上靠背（1A）在Y轴方向的小距离调节，达到上靠背（1A）贴近患者肩部；

下靠背（1B）固定安装在AA滑块（1B4）和AB滑块（1B5）上，AA滑块（1B4）套接在AA导轨（1B2）上，AB滑块（1B5）套接在AB导轨（1B3）上；AA导轨（1B2）与AB导轨（1B3）平行放置后固定安装在下靠背连接件（1B1）上；下靠背连接件（1B1）固定安装在第一个L形连接件（1B6）和第二个L形连接件（1B7）上，第一个L形连接件（1B6）另一端面板与第二个L形连接件（1B7）另一端面板固定安装在Y轴方向AA连接件（1F）的一端，Y轴方向AA连接件（1F）的另一端固定安装在A丝杠滑块（1G1）上；采用转动手动摇把（1G4）时，带动A丝杠滑块（1G1）在A丝杠（1G2）上运动，从而使Y轴方向AA连接件（1F）做Y轴方向的平移运动，达到下靠背（1B）靠近患者的腰部部位；

Z轴方向连接件（1C）上设有AA立板（1C1）、AB立板（1C2）、AA凹形槽（1C3），AA凹形槽（1C3）位于AA立板（1C1）与AB立板（1C2）之间；AA凹形槽（1C3）的上方设有AA限位通孔（1C4）；AA限位通孔（1C4）用于AB手拧螺母（1D2）穿过；压紧板（1E1）安装在AA凹形槽（1C3）的上方，AB挡板（1H2）安装在AA凹形槽（1C3）的下方；AA立板（1C1）上设有AA轴承孔，AA轴承孔内安装有CA深沟球轴承（3A3）；AB立板（1C2）上设有AB轴承孔，AB轴承孔内安装有CB深沟球轴承（3A4）；

Y轴方向长度调节件（1D）上设有横板（1D5）和侧面板（1D4）；横板（1D5）上设有AB限位通孔（1D3），AB限位通孔（1D3）用于AA手拧螺母（1D1）的圆柱段穿过；上靠背1A固定安装在Y轴方向长度调节件（1D）的侧面板（1D4）上；Y轴方向长度调节件（1D）的横板（1D5）置于Y轴方向长度调节滑槽（1E）的AB凹形槽（1E5）中；

Y轴方向长度调节滑槽（1E）上设有AB通孔（1E4）、AB凹形槽（1E5）和滑槽通孔（1E2）；Y轴方向长度调节滑槽（1E）的AB凹形槽（1E5）用于放置Y轴方向长度调节件（1D）的横板（1D5），且通过AA手拧螺母（1D1）的圆柱段穿过Y轴方向长度调节件（1D）上的限位孔（1D3）后，置于Y轴方向长度调节滑槽（1E）的滑槽通孔（1E2）内，达到锁紧Y轴方向长度调节件（1D）在Y轴方向长度调节滑槽（1E）上的位置；AB手拧螺母（1D2）的圆柱段穿过压紧板（1E1）上的AA通孔（1E3）后安装在AB通孔（1E4）中；

手动调节Y轴滑台（1G）是由A丝杠（1G2）、A丝杠导轨（1G3）和A丝杠滑块（1G1）组成，A丝杠（1G2）的两侧是A丝杠导轨（1G3），A丝杠滑块（1G1）安装在A丝杠（1G2）与A丝杠导轨（1G3）上；手动调节Y轴滑台（1G）的下方是Y轴方向AB连接件（1H），Y轴方向AB连接件（1H）上安装有AA挡板（1H1）和AB挡板（1H2），AA挡板（1H1）上安装有手动摇把（1G4）；

单自由度调节组件（2）包括有矩形框支架（2A）、左腿穿戴连接机构（2B）、右腿穿戴连接机构（2C）、BA连杆接头（2D）、BB连杆接头（2E）、X轴方向BA滑轨组件、X轴方向BB滑轨组件、双向丝杠连杆组件；

矩形框支架（2A）作为单自由度调节组件（2）的承力机构，是用于安装和调节左右大腿外骨骼的相对距离的，或者相反距离的；矩形框支架（2A）上设有上边框（2A1）、下边框（2A2）、左边框（2A3）、右边框（2A4）、矩形腔（2A7）、边框背板（2A8）、以及位于中间竖直放置的左型材肋条（2A5）、右型材肋条（2A6）；

下边框（2A2）的底部安装有BA连杆接头（2D）和BB连杆接头（2E）；

左边框（2A3）上安装有BA轴承座（2H2），BA轴承座（2H2）上连接有双向丝杠连杆（2H）的左端和BA手拧螺母（2H1）；

右边框（2A4）上安装有BB轴承座（2H5），BB轴承座（2H5）上连接有双向丝杠连杆（2H）的右端和BB手拧螺母（2H6）；

左边框（2A3）、右边框（2A4）、左型材肋条（2A5）和右型材肋条（2A6）用于支撑起X轴方向BA滑轨（2F）、双向丝杠连杆（2H）和X轴方向BB滑轨（2G）；

左型材肋条（2A5）与右型材肋条（2A6）之间是矩形腔（2A7），矩形腔（2A7）用于手动调节Y轴滑台（1G）穿过，矩形腔（2A7）设在边框背板（2A8）上；另外，边框背板（2A8）上还设有用于左腿穿戴连接机构（2B）、右腿穿戴连接机构（2C）穿过的孔；

左腿穿戴连接机构（2B）由第一左夹板（2B1）、第二左夹板（2B2）、左腿中间框（2B3）组成；左腿中间框（2B3）固定安装在第一左夹板（2B1）与第二左夹板（2B2）之间；第一左夹板（2B1）上安装有BA直线轴承（2F1）、BA丝杠螺母（2H3）和BE直线轴承（2G1）；第二左夹板（2B2）上安装有BB直线轴承（2F2）、BF直线轴承（2G2）；通过在左腿穿戴连接机构（2B）的第一左夹板（2B1）与第二左夹板（2B2）上安装左腰护板（400A），实现左腿穿戴连接机构（2B）与下肢左腿外骨骼机构（400）的安装，进而通过手动摇动BA手拧螺母（2H1）使双向丝杠连杆（2H）完成顺时针或逆时针的旋转运动，达到下肢左腿外骨骼机构（400）向外或向内移动；向外移动指的是下肢左腿外骨骼机构（400）缓慢靠近左边框（2A3）的移动；向内移动指的是下肢左腿外骨骼机构（400）缓慢靠近左型材肋条（2A5）的移动；

右腿穿戴连接机构（2C）由第一右夹板（2C1）、第二右夹板（2C2）、右腿中间框（2C3）组成；右腿中间框（2C3）固定安装在第一右夹板（2C1）与第二右夹板（2C2）之间；第一右夹板（2C1）上安装有BD直线轴承（2F4）、BB丝杠螺母（2H4）和BH直线轴承（2G4）；第二右夹板（2C2）上安装有BC直线轴承（2F3）、BG直线轴承（2G3）；通过在右腿穿戴连接机构（2C）的第一右夹板（2C1）与第二右夹板（2C2）上安装右腰护板（500A），实现右腿穿戴连接机构（2C）与下肢右腿外骨骼机构（500）的安装，进而通过手动摇动BB手拧螺母（2H6）使双向丝杠连杆（2H）完成顺时针或逆时针的旋转运动，达到下肢右腿外骨骼机构（500）向外或向内移动；向外移动指的是下肢右腿外骨骼机构（500）缓慢靠近右边框（2A4）的移动；向内移动指的是下肢右腿外骨骼机构（500）缓慢靠近右型材肋条（2A6）的移动；双向丝杠连杆2H两端设置的螺纹是相对反向的；

BA连杆接头（2D）为U形结构件；BA连杆接头（2D）固定安装在矩形框支架（2A）的下边框（2A2）上；BA连杆接头（2D）的开口端连接有CB连杆（3B）的一端；

BB连杆接头（2E）为U形结构件；BB连杆接头（2E）固定安装在矩形框支架（2A）的下边框（2A2）上；BB连杆接头（2E）的开口端连接有CC连杆（3C）的一端；

X轴方向BA滑轨组件由X轴方向BA滑轨（2F）、以及安装在X轴方向BA滑轨（2F）上的BA直线轴承（2F1）、BB直线轴承（2F2）、BC直线轴承（2F3）、BD直线轴承（2F4）构成；BA直线轴承（2F1）与BB直线轴承（2F2）为同向放置；BC直线轴承（2F3）与BD直线轴承（2F4）为同向放置；

X轴方向BB滑轨组件由X轴方向BB滑轨（2G）、以及安装在X轴方向BB滑轨（2G）上的BE直线轴承（2G1）、BF直线轴承（2G2）、BG直线轴承（2G3）、BH直线轴承（2G4）构成；BE直线轴承（2G1）与BF直线轴承（2G2）为同向放置；BG直线轴承（2G3）与BH直线轴承（2G4）为同向放置；

双向丝杠连杆（2H）的左端设有左丝杠段（2H-1），双向丝杠连杆（2H）的右端设有右丝杠段（2H-2）；左丝杠段（2H-1）上套接有BA丝杠螺母（2H3）；右丝杠段（2H-2）上套接有BB丝杠螺母（2H4）；双向丝杠连杆（2H）的左端固定有BA轴承座（2H2），BA轴承座（2H2）上安装有BA手拧螺母（2H1），通过BA手拧螺母（2H1）手动调节左腿穿戴连接机构（2B）沿X轴方向平移；双向丝杠连杆（2H）的右端固定有BB轴承座（2H5），BB轴承座（2H5）上安装有BB手拧螺母（2H6），通过BB手拧螺母（2H6）手动调节右腿穿戴连接机构（2C）沿X轴方向平移；

减振组件（3）包括有Z轴方向的伸缩机构、上部俯仰机构和中间平行双连杆机构；

上部俯仰机构由CA连杆（3A）、提手（3A1）、前端万向节（3A5）、前端转轴（3A2）、CA接头（3G）、CA接头转轴（3G1）、俯仰调节件（3M）构成；

中间平行双连杆机构由CB连杆（3B）、CC连杆（3C）、CB接头（3H）、CB接头转轴（3H1）、CC接头（3J）、CC接头转轴（3J1）构成；

Z轴方向的伸缩机构由弹簧（3L）、第二导轨圆柱（3F）、丝杠螺母（3E）、弹簧支撑座（3D2）、直线轴承（3D1）、第一导轨圆柱（3D）、CA接头（3K）、CA接头转轴（3K1）构成；

CA连杆（3A）、CB连杆（3B）和CC连杆（3C）的结构相同，且选用的加工材质为轻质的铝合金材料；CA连杆（3A）、CB连杆（3B）、CC连杆（3C）、第一导轨圆柱（3D）、第二导轨圆柱（3F）和Z轴方向连接件（1C）形成平行四杆机构；

前端转轴（3A2）实现CA连杆（3A）的前端与前端万向节（3A5）的活动安装，前端转轴（3A2）的两端分别套接有CA深沟球轴承（3A3）、CB深沟球轴承（3A4），CA深沟球轴承（3A3）安装在Z轴方向连接件（1C）的AA立板（1C1）的通孔中，CB深沟球轴承（3A4）安装在Z轴方向连接件（1C）的AB立板（1C2）的通孔中；

第一导轨圆柱（3D）上设有通孔滑槽（3D3），通孔滑槽（3D3）用于圆柱销（3K1）穿过；第一导轨圆柱（3D）的中心圆孔为螺纹孔（3D4），螺纹孔（3D4）与第二导轨圆柱（3F）上的螺纹段配合，实现第二导轨圆柱（3F）在第一导轨圆柱（3D）的中心圆孔内做上下运动，进而通过丝杠螺母（3E）向下压弹簧（3L），达到上靠背（1A）和下靠背（1B）减振的目的；

第二导轨圆柱（3F）上设有外螺纹段（3F1），第二导轨圆柱（3F）的上端设有CA通孔（3F2），CA通孔（3F2）用于CE接头转轴（3M1）穿过；

CA接头（3G）的一端设有U形形状的CA凸耳（3G2），CA凸耳（3G2）上设有用于安装深沟球轴承（3G5、3G6）的通孔，在CA凸耳（3G2）的外侧安装有端盖（3G51、3G61）用于阻止深沟球轴承（3G5、3G6）滑落；CA凸耳（3G2）中间放置有CA万向节（3G4），且通过CA接头转轴（3G1）安装在CA接头（3G）的一端；CA接头转轴（3G1）的两端套接有CC深沟球轴承（3G5）、CD深沟球轴承（3G6）；CA接头（3G）的另一端设有U形形状的CA支臂（3G3）；CA支臂（3G3）固定安装在旋转架组件（4）的上横梁（4A）上；CA接头（3G）、CB接头（3H）和CC接头（3J）的结构相同；

CB接头（3H）的一端设有U形形状的CB凸耳（3H2），CB凸耳（3H2）上设有用于安装深沟球轴承的通孔，在CB凸耳（3H2）的外侧安装有端盖用于阻止深沟球轴承滑落；CB凸耳（3H2）中间放置有CB万向节，且通过CB接头转轴（3H1）安装在CB接头（3H）的一端；CB接头转轴（3H1）的两端套接有两个深沟球轴承；CB接头（3H）的另一端设有U形形状的CB支臂（3H3）；CA支臂（3G3）固定安装在旋转架组件（4）的DB竖梁（4D）上；CB接头转轴（3H1）安装在CB接头（3H）的CB凸耳（3H2）和CB连杆（3B）的另一端上，CB连杆（3B）的一端上连接有BB连杆接头（2E）；

CC接头（3J）的一端设有U形形状的CC凸耳（3J2），CC凸耳（3J2）上设有用于安装深沟球轴承的通孔，在CC凸耳（3J2）的外侧安装有端盖用于阻止深沟球轴承滑落；CC凸耳（3J2）中间放置有CC万向节，且通过CC接头转轴（3J1）安装在CC接头（3J）的一端；CC接头转轴（3J1）的两端套接有两个深沟球轴承；CC接头（3J）的另一端设有U形形状的CC支臂（3J3）；CC支臂（3J3）固定安装在旋转架组件（4）的DC竖梁（4E）上；CC接头转轴（3J1）安装在CC接头（3J）的CC凸耳（3J2）和CC连杆（3C）的另一端上，CC连杆（3C）的一端上连接有BA连杆接头（2D）；

CD接头（3K）的一端是安装座，安装座固定在旋转架组件（4）的DB竖梁（4D）和DC竖梁（4E）之间；CD接头（3K）的另一端是CA插板（3K2）、CB插板（3K3），CA插板（3K2）与CB插板（3K3）之间放置弹簧支撑座（3D2），弹簧支撑座（3D2）的下端与直线轴承（3D1）固定，弹簧支撑座（3D2）与直线轴承（3D1）套接在第一导轨圆柱（3D）上，且通过圆柱销（3K1）的一端顺次穿过CB插板（3K3）上的通孔、弹簧支撑座（3D2）上的通孔、通孔滑槽（3D3）到达弹簧支撑座（3D2）上的另一通孔、CA插板（3K2）上的通孔后，用锁扣穿过圆柱销（3K1）端部的通孔，实现用圆柱销（3K1）将弹簧支撑座（3D2）固定在第一导轨圆柱（3D）上；

俯仰调节件（3M）由CA锥形板（3M4）、CB锥形板（3M5）、CE接头转轴（3M1）、CE深沟球轴承（3M2）和CF深沟球轴承（3M3）组成；CA锥形板（3M4）上设有CB通孔（3M41），CB通孔（3M41）内安装有CF深沟球轴承（3M3）；CB锥形板（3M5）上设有CC通孔（3M51），CC通孔（3M51）内安装有CE深沟球轴承（3M2）；CA锥形板（3M4）安装在CA连杆（3A）的一侧面板上，CB锥形板（3M5）安装在CA连杆（3A）的另一侧面板上；CE接头转轴（3M1）穿过第二导轨圆柱（3F）上端的CA通孔（3F2）后，在CE接头转轴（3M1）的两端套接在CE深沟球轴承（3M2）和CF深沟球轴承（3M3）；

旋转架组件（4）包括有上横梁（4A）、下横梁（4B）、DA竖梁（4C）、DB竖梁（4D）、DC竖梁（4E）、DA旋转轴（4F）、DA旋转轴轴座（4G）、DA推力轴承（4H）、DB旋转轴（4J）、DB旋转轴轴座（4K）和DB推力轴承（4L）；上横梁（4A）、下横梁（4B）、DA竖梁（4C）、DB竖梁4D和DC竖梁（4E）为空心的铝型材结构件；

上横梁（4A）与下横梁（4B）平行放置，DA竖梁（4C）、DB竖梁（4D）和DC竖梁（4E）平行放置，DA竖梁（4C）、DB竖梁（4D）和DC竖梁（4E）的上端固定安装在上横梁（4A）上，DA竖梁（4C）、DB竖梁（4D）和DC竖梁（4E）的下端固定安装在下横梁（4B）上；

DA旋转轴（4F）的一端是DA连接段（4F1），DA连接段（4F1）上设有DA通孔（4F3），DA旋转轴（4F）的DA连接段（4F1）插入上横梁（4A）的一端后，通过销钉穿过上横梁（4A）上的通孔及DA通孔（4F3），从而实现上横梁（4A）与DA旋转轴（4F）的连接；DA旋转轴（4F）的另一端是DA圆柱段（4F2），DA圆柱段（4F2）上套接有DA推力轴承（4H），DA圆柱段（4F2）置于DA旋转轴轴座（4G）的DA盲孔（4G1）中；

DA旋转轴轴座（4G）的一端是DA盲孔（4G1），DA盲孔（4G1）用于放置DA旋转轴（4F）的DA圆柱段（4F2）；DA旋转轴轴座（4G）的另一端是DB通孔（4G2），DB通孔（4G2）用于悬吊架（5C）穿过；

DB旋转轴（4J）的一端是DB连接段（4J1），DB连接段（4J1）上设有DC通孔（4J3），DB旋转轴（4J）的DB连接段（4J1）插入下横梁（4B）的一端后，通过销钉穿过下横梁（4B）上的通孔及DC通孔（4J3），从而实现下横梁（4B）与DB旋转轴（4J）的连接；DB旋转轴（4J）的另一端是DB圆柱段（4J2），DB圆柱段（4J2）上套接有DB推力轴承（4L），DB圆柱段（4J2）置于DB旋转轴轴座（4K）的DB盲孔（4K1）中；

DB旋转轴轴座（4K）的一端是DB盲孔（4K1），DB盲孔（4K1）用于放置DB旋转轴（4J）的DB圆柱段（4J2）；DB旋转轴轴座（4K）的另一端是DD通孔（4K2），DD通孔（4K2）用于悬吊架（5C）穿过；

主动减重台架组件（5）包括有直流电机（5A）、减重机箱（5B）、悬吊架（5C）、EA连接板（5D）、EB连接板（5E）、滚轮（5F）、EA滚轮去架（5G）、EB滚轮去架（5H）；

滚轮（5F）安装在EA滚轮去架（5G）与EB滚轮去架（5H）之间，滚轮（5F）上缠绕有下段钢丝绳（6-2）；直流电机（5A）的输出轴上安装减速器然后与滚轮（5F）连接，在直流电机（5A）提供的驱动下滚轮（5F）转动，进而实现下段钢丝绳（6-2）的顺时针卷起，逆时针的放出；

减重机箱（5B）固定在手扶机构（200）的右侧安装板（200A）上，直流电机（5A）的机壳固定在减重机箱（5B）上；

悬吊架（5C）为多段式的不锈钢管材折弯成型，悬吊架（5C）的U形闭合端用于吊起悬吊威亚衣（6A）；悬吊架（5C）的EA固定端（5C1）安装在EB连接板（5E）上；悬吊架（5C）的EB固定端（5C2）安装在EA连接板（5D）上，EA连接板（5D）与EB连接板（5E）平行放置且固定在减重机箱（5B）内；

悬吊组件（6）包括有悬吊威亚衣（6A）、拉绳（6B）、支撑板（6C）、定滑轮（6D、6E、6F）、定滑轮连接件（6H、6J、6K）、上段钢丝绳（6-1）、下段钢丝绳（6-2）、拉力传感器（6-3）；

悬吊威亚衣（6A）通过拉绳（6B）安装在支撑板（6C）的下方；悬吊威亚衣（6A）用于穿戴在患者的上身；

上段钢丝绳（6-1）的一端固定在吊环（6G）上，上段钢丝绳（6-1）的另一端顺次经FA定滑轮（6D）、FB定滑轮（6E）、FC定滑轮（6F）后固定在上吊环（6-4）上；上吊环（6-4）上与下吊环（6-5）之间安装有拉力传感器（6-3）；拉力传感器（6-3）用于检测患者穿戴上悬吊威亚衣（6A）后，进行康复运动时所需的拉力；拉力传感器（6-3）的量程为0～100 Kg；

下段钢丝绳（6-2）的一端固定在下吊环（6-5）上，下段钢丝绳（6-2）的另一端绕制在滚轮（5F）上；滚轮（5F）与直流电机（5A）的输出轴及减速器连接；通过直流电机（5A）驱动滚轮（5F）转动，实现下段钢丝绳（6-2）滚动，进而使上段钢丝绳（6-1）经定滑轮（6F、6E、6D）后拉起悬吊威亚衣（6A），穿戴悬吊威亚衣（6A）的患者就会被提起，在跑步机（100）上达到对患者下肢的康复运动；

FA定滑轮连接件（6H）为U形构形；FA定滑轮连接件（6H）固定安装在悬吊架（5C）上，且FA定滑轮连接件（6H）的开口端中安装有FA定滑轮（6D）；

FB定滑轮连接件（6J）为U形构形；FB定滑轮连接件（6J）固定安装在悬吊架（5C）上，且FB定滑轮连接件（6J）的开口端中安装有FB定滑轮（6E）；

FC定滑轮连接件（6K）为U形构形；FC定滑轮连接件（6K）固定安装在悬吊架（5C）上，且FC定滑轮连接件（6K）的开口端中安装有FC定滑轮（6F）。

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