CN114177005A - 一种外骨骼机器人腿部受力结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外骨骼机器人腿部受力结构，包括腿部康复训练装置，腿部康复训练装置包括腰部绑带、连接器、外骨骼机械腿、腿部绑带、膝部支撑传感机构和调节式滑动器，腰部绑带的下方通过两组连接器分别与两组外骨骼机械腿相连接，外骨骼机械腿包括外壳体和安装于外壳体内部的调节机构，外壳体为三段式结构且分别为壳体一、壳体二和壳体三，调节机构由蓄电池、控制器、连接头和电动伸缩柱组成，控制器安装于蓄电池的侧面，蓄电池通过线路连接有两组连接头，两组连接头分别位于蓄电池的两侧且分别与两组电动伸缩柱相连接。本发明设计的腿部康复训练装置可以根据使用者不同阶段的康复需要对腿部康复训练装置调节和拆装，提高装置的智能化程度。

Description

一种外骨骼机器人腿部受力结构
技术领域
本发明涉及腿部康复训练装置技术领域，具体为一种外骨骼机器人腿部受力结构。
背景技术
肢体残疾主要由骨关节病、脊髓损伤和脑血管疾病等造成。康复机器人面向的康复患者主要为：脑卒中、脊髓损伤、骨折后遗症。脊髓损伤主要是由交通事故造成，轻者使损伤者行走能力减弱，重则瘫痪。脑血管疾病是神经系统疾病的常见病，其中以脑卒中患者居多。脑卒中是死亡率最高的三大疾病之一，85％的脑卒中患者会出现侧肢体运动功能障碍。从人口老龄化趋势和潜在受益人群规模的增长角度来看，康复机器人的出现不仅可以提高老年人和残疾人运动能力及生活质量，还可以促进社会和谐发展。随着老龄化进程的加快，患有中风、帕金森、脊柱损伤和下肢截瘫等疾病的患者数量将不断增长，国内肢体残疾基数高及老龄化，康复机器人供需缺口巨大，康复训练是帮助患侧肢体恢复运动功能的重要手段，所以满足患者不同阶段的康复功能需求是康复机器人首先要解决的问题，根据现代临床康复理论在不同的康复阶段患者的主要康复训练状态有所不同，所以康复机器人系统也应该要满足不同肢体和位姿的训练要求。
然而，现有的腿部外骨骼康复机械装置在使用的过程中存在以下的问题：(1)腿部康复用外骨骼机械装置的结构较为固定，无法满足患者不同阶段的康复功能需求；(2)现有的腿部康复用外骨骼机械装置智能化程度较低，功能性较少。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外骨骼机器人腿部受力结构，解决了腿部康复用外骨骼机械装置的结构较为固定，无法满足患者不同阶段的康复功能需求，这一技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种外骨骼机器人腿部受力结构，包括腿部康复训练装置，所述腿部康复训练装置包括腰部绑带、连接器、外骨骼机械腿、腿部绑带、膝部支撑传感机构和调节式滑动器，所述腰部绑带的下方通过两组连接器分别与两组外骨骼机械腿相连接，所述外骨骼机械腿包括外壳体和安装于外壳体内部的调节机构，所述外壳体为三段式结构且分别为壳体一、壳体二和壳体三，所述调节机构由蓄电池、控制器、连接头和电动伸缩柱组成，所述控制器安装于蓄电池的侧面，所述蓄电池通过线路连接有两组连接头，两组所述连接头分别位于蓄电池的两侧且分别与两组电动伸缩柱相连接，两组所述电动伸缩柱分别位于壳体一、壳体三内，所述腿部绑带分设有四组且分别安装于两组外骨骼机械腿的内侧，所述膝部支撑传感机构安装于上下相邻两组腿部绑带之间，所述调节式滑动器分设有两组且分别内嵌于两组外骨骼机械腿的底部。
作为本发明的一种优选方式，所述连接器由两组侧板组成，两组所述侧板分别位于外骨骼机械腿的两侧，所述侧板的下端与外骨骼机械腿的上端通过螺栓固定连接，两组所述侧板的上端设置有横板，所述侧板滑动设置于横板内且通过螺栓固定，所述横板固定于腰部绑带下沿。
作为本发明的一种优选方式，所述电动伸缩柱包括柱体一和柱体二，所述柱体一和柱体二之间穿插有导向杆且外外围均匀设置有四组微型液压缸，所述微型液压缸固定于柱体二上且动力输出端与柱体一相连接。
作为本发明的一种优选方式，所述膝部支撑传感机构由膝部垫、松紧绑带、压力传感器和支撑器组成，所述膝部垫的外端与外骨骼机械腿相连接且内端与松紧绑带相连接，所述压力传感器内置于膝部垫的内侧且通过线路与控制器相连接，所述控制器通过线路与支撑器相连接。
作为本发明的一种优选方式，所述支撑器包括上下对称设置的两组弧形撑板和安装于两组弧形撑板之间主块，所述弧形撑板的内端与主块转动连接，所述主块的背面安装有四组电动推杆一，四组所述电动推杆一的动力输出端与弧形撑板相连接。
作为本发明的一种优选方式，所述调节式滑动器从上到下依次设置有主筒、压盘器、回拉弹簧和垫块，所述主筒安装于外骨骼机械腿的底部，所述压盘器安装于主筒内，所述回拉弹簧分设有两组且下端与垫块相连接，所述垫块内置于主筒内。
作为本发明的一种优选方式，所述压盘器包括电动推杆二和安装于电动推杆二动力输出端的主盘，所述主盘与垫块的顶部相接触。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本方案设计了一种专门用于对患者腿部进行康复的训练装置，该腿部康复训练装置包括腰部绑带、连接器、外骨骼机械腿、腿部绑带、膝部支撑传感机构和调节式滑动器，患者可以将腰部绑带固定于腰部并通过连接器连接下方的两组外骨骼机械腿，外骨骼机械腿内设置有长度调节机构，可以根据患者的腿部长度进行适应性调节，当调节至适当的长度时，通过两组腿部绑带分别绑在大腿、小腿上并将膝部支撑传感机构安装于膝盖部位，可以对膝盖的压力进行测量并利用内置的支撑机构对腿部进行支撑处理，避免膝盖无法承压而出现摔倒的情况，此外当患者某条腿无法受力时，可以将该腿部一侧的外骨骼机械腿底部进行调节，使得底部的调节式滑动器展开并与地面接触，便于对腿部进行支撑处理，提高装置的灵活性。
2.本方案所设计的腿部康复训练装置可以根据使用者不同阶段的康复需要对腿部康复训练装置调节和拆装，提高装置的智能化程度。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明所述连接器结构图；
图3为本发明所述电动伸缩柱结构图；
图4为本发明所述膝部支撑传感机构结构图；
图5为本发明所述支撑器结构图；
图6为本发明所述调节式滑动器结构图。
图中:1、腰部绑带；2、腿部绑带；3、壳体一；4、壳体二；5、壳体三；6、蓄电池；7、控制器；8、连接头；9、电动伸缩柱；10、侧板；11、横板；12、柱体一；13、柱体二；14、导向杆；15、微型液压缸；16、松紧绑带；17、压力传感器；18、弧形撑板；19、主块；20、电动推杆一；21、主筒；22、压盘器；23、回拉弹簧；24、垫块；25、电动推杆二；26、主盘；27、膝部垫。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种外骨骼机器人腿部受力结构，包括腿部康复训练装置，腿部康复训练装置包括腰部绑带1、连接器、外骨骼机械腿、腿部绑带2、膝部支撑传感机构和调节式滑动器，腰部绑带1的下方通过两组连接器分别与两组外骨骼机械腿相连接，外骨骼机械腿包括外壳体和安装于外壳体内部的调节机构，外壳体为三段式结构且分别为壳体一3、壳体二4和壳体三5，调节机构由蓄电池6、控制器7、连接头8和电动伸缩柱9组成，控制器7安装于蓄电池6的侧面，蓄电池6通过线路连接有两组连接头8，两组连接头8分别位于蓄电池6的两侧且分别与两组电动伸缩柱9相连接，两组电动伸缩柱9分别位于壳体一3、壳体三5内，腿部绑带2分设有四组且分别安装于两组外骨骼机械腿的内侧，膝部支撑传感机构安装于上下相邻两组腿部绑带2之间，调节式滑动器分设有两组且分别内嵌于两组外骨骼机械腿的底部。
进一步改进地，连接器由两组侧板10组成，两组侧板10分别位于外骨骼机械腿的两侧，侧板10的下端与外骨骼机械腿的上端通过螺栓固定连接，两组侧板10的上端设置有横板11，侧板10滑动设置于横板11内且通过螺栓固定，横板11固定于腰部绑带1下沿。
进一步改进地，电动伸缩柱9包括柱体一12和柱体二13，柱体一12和柱体二13之间穿插有导向杆14且外围均匀设置有四组微型液压缸15，微型液压缸15固定于柱体二13上且动力输出端与柱体一12相连接，通过微型液压缸15可以对电动伸缩柱9的长度进行调节，进而对外骨骼机械腿的长度进行调节。
进一步改进地，膝部支撑传感机构由膝部垫27、松紧绑带16、压力传感器17和支撑器组成，膝部垫27的外端与外骨骼机械腿相连接且内端与松紧绑带16相连接，压力传感器17内置于膝部垫27的内侧且通过线路与控制器7相连接，控制器7通过线路与支撑器相连接。
进一步改进地，支撑器包括上下对称设置的两组弧形撑板18和安装于两组弧形撑板18之间主块19，弧形撑板18的内端与主块19转动连接，主块19的背面安装有四组电动推杆一20，四组电动推杆一20的动力输出端与弧形撑板18相连接，将支撑器置于患者的膝盖后方，当患者出现腿部快速弯曲时，压力传感器17感知并将信号传输至控制器7，控制器7控制电动推杆一20运作并对膝盖部位进行支撑，避免患者摔倒。
进一步改进地，调节式滑动器从上到下依次设置有主筒21、压盘器22、回拉弹簧23和垫块24，主筒21安装于外骨骼机械腿的底部，压盘器22安装于主筒21内，回拉弹簧23分设有两组且下端与垫块24相连接，垫块24内置于主筒21内，当患者某条腿部不方便施力支撑时，可以通过压盘器22对垫块24下压使得，垫块24伸出，便于配合另一条进行进行支撑移动，达到对腿部保护的目的。
具体地，压盘器22包括电动推杆二25和安装于电动推杆二25动力输出端的主盘26，主盘26与垫块24的顶部相接触，这样的设计方式便于通过电动推杆二25对主盘26的位置进行调节，用来控制滑轮24的收纳位置。
在使用时：本发明设计了一种专门用于对患者腿部进行康复的训练装置，该腿部康复训练装置包括腰部绑带1、连接器、外骨骼机械腿、腿部绑带2、膝部支撑传感机构和调节式滑动器，康复前期患者可以将腰部绑带1固定于腰部并通过连接器连接下方的两组外骨骼机械腿，外骨骼机械腿内设置有长度调节机构，可以根据患者的腿部长度进行适应性调节，当调节至适当的长度时，通过两组腿部绑带2分别绑在大腿、小腿上并将膝部支撑传感机构安装于膝盖部位，可以对膝盖的压力进行测量并利用内置的支撑机构对腿部进行支撑处理，避免膝盖无法承压而出现摔倒的情况，此外当患者某条腿无法受力时，可以将该腿部一侧的外骨骼机械腿底部进行调节，使得底部的调节式滑动器展开并与地面接触，便于对腿部进行支撑处理，提高装置的灵活性，当患者在康复后期时，可以选择性将调节式滑动器收入使得患者的腿部与地面直接接触，以及对膝部支撑传感机构去除。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种外骨骼机器人腿部受力结构，包括腿部康复训练装置，其特征在于：所述腿部康复训练装置包括腰部绑带(1)、连接器、外骨骼机械腿、腿部绑带(2)、膝部支撑传感机构和调节式滑动器，所述腰部绑带(1)的下方通过两组连接器分别与两组外骨骼机械腿相连接，所述外骨骼机械腿包括外壳体和安装于外壳体内部的调节机构，所述外壳体为三段式结构且分别为壳体一(3)、壳体二(4)和壳体三(5)，所述调节机构由蓄电池(6)、控制器(7)、连接头(8)和电动伸缩柱(9)组成，所述控制器(7)安装于蓄电池(6)的侧面，所述蓄电池(6)通过线路连接有两组连接头(8)，两组所述连接头(8)分别位于蓄电池(6)的两侧且分别与两组电动伸缩柱(9)相连接，两组所述电动伸缩柱(9)分别位于壳体一(3)、壳体三(5)内，所述腿部绑带(2)分设有四组且分别安装于两组外骨骼机械腿的内侧，所述膝部支撑传感机构安装于上下相邻两组腿部绑带(2)之间，所述调节式滑动器分设有两组且分别内嵌于两组外骨骼机械腿的底部。
2.根据权利要求1所述的一种外骨骼机器人腿部受力结构，其特征在于：所述连接器由两组侧板(10)组成，两组所述侧板(10)分别位于外骨骼机械腿的两侧，所述侧板(10)的下端与外骨骼机械腿的上端通过螺栓固定连接，两组所述侧板(10)的上端设置有横板(11)，所述侧板(10)滑动设置于横板(11)内且通过螺栓固定，所述横板(11)固定于腰部绑带(1)下沿。
3.根据权利要求1所述的一种外骨骼机器人腿部受力结构，其特征在于：所述电动伸缩柱(9)包括柱体一(12)和柱体二(13)，所述柱体一(12)和柱体二(13)之间穿插有导向杆(14)且外围均匀设置有四组微型液压缸(15)，所述微型液压缸(15)固定于柱体二(13)上且动力输出端与柱体一(12)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种外骨骼机器人腿部受力结构，其特征在于：所述膝部支撑传感机构由膝部垫(27)、松紧绑带(16)、压力传感器(17)和支撑器组成，所述膝部垫(27)的外端与外骨骼机械腿相连接且内端与松紧绑带(16)相连接，所述压力传感器(17)内置于膝部垫(27)的内侧且通过线路与控制器(7)相连接，所述控制器(7)通过线路与支撑器相连接。
5.根据权利要求4所述的一种外骨骼机器人腿部受力结构，其特征在于：所述支撑器包括上下对称设置的两组弧形撑板(18)和安装于两组弧形撑板(18)之间主块(19)，所述弧形撑板(18)的内端与主块(19)转动连接，所述主块(19)的背面安装有四组电动推杆一(20)，四组所述电动推杆一(20)的动力输出端与弧形撑板(18)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种外骨骼机器人腿部受力结构，其特征在于：所述调节式滑动器从上到下依次设置有主筒(21)、压盘器(22)、回拉弹簧(23)和垫块(24)，所述主筒(21)安装于外骨骼机械腿的底部，所述压盘器(22)安装于主筒(21)内，所述回拉弹簧(23)分设有两组且下端与垫块(24)相连接，所述垫块(24)内置于主筒(21)内。
7.根据权利要求6所述的一种外骨骼机器人腿部受力结构，其特征在于：所述压盘器(22)包括电动推杆二(25)和安装于电动推杆二(25)动力输出端的主盘(26)，所述主盘(26)与垫块(24)的顶部相接触。
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