CN115024946B - 具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其包括髋关节组件、大腿组件、小腿组件、脚踝组件以及测力组件。髋关节组件、大腿组件、小腿组件和脚踝组件彼此相互连接，大腿组件和小腿组件均为剖分式结构。测力组件能够实时监测受力并进行反馈。一方面，本发明的剖分式套管的腿部结构，整体结构精简且刚度高，零件加工与整机装配便捷，使用方便。另一方面，本发明具有力反馈功能，通过绑腿与足底的测力传感器测量人机交互力，反应患者受到的驱动力与患者给外骨骼的主动力，提升了装置的安全性并为实现主动训练提供了人机交互数据，为康复提供更多的数据。

Description

具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统
技术领域
本发明涉及康复机械领域，具体涉及一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统。
背景技术
下肢康复训练是针对由于脊髓损伤、脑卒中等疾病或意外事故导致下肢运动障碍的患者，帮助其恢复站立、行走能力的重要手段。而下肢康复外骨骼可以带动患者下肢运动，辅助其步态行走，为病患提供更加及时、更加有效、有针对性的康复训练。
现有下肢康复外骨骼种类颇多，多数外骨骼由于机构和驱动的复杂性，在加工和装配过程中往往存在诸多不便；且多数外骨骼适用于康复后期或者轻症患者助力行走，少数具有高刚度并能与康复床结合满足康复前期和重症患者的训练需求；此外，现有的下肢康复机器人大多数缺少力反馈装置，尤其缺少腿部的交互力测量装置，且大部分绑腿完全固定在机械腿上，无法调整或快速拆装，给医务人员操作带来不便。
因此，设计一种结构精简、装配方便、高刚度、具有力反馈功能的下肢康复外骨骼是非常重要的，并且具有非常大的使用价值和研究意义。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统。本发明的结构精简，装配方便，具有较强的实用性，能够帮助患者完成三个关节的单独训练与完整步态训练且能适应不同身高和腿长的患者。同时，本发明具有力反馈功能，能够测量人机交互力从而提升装备的安全性并为实现主动训练提供人机交互数据。
具体地，本发明提供一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其包括髋关节组件、大腿组件、小腿组件、脚踝组件以及测力组件；
所述髋关节组件包括安装板、髋关节回转驱动装置、髋关节限位套杯、安装板外壳和髋关节外壳，所述髋关节限位套杯为阶梯中空型圆盘且圆盘端面设有弧形限位凸台，所述髋关节限位套杯固定连接在安装板内侧，髋关节回转驱动装置自安装板外侧嵌套于髋关节限位套杯内并与髋关节限位套杯固定连接，安装板外壳与安装板外侧相连，髋关节外壳从外侧嵌于安装板中且罩在髋关节回转驱动装置的外侧；
所述大腿组件包括大腿上段结构、大腿下段结构、膝关节回转驱动装置、膝关节限位套杯和大腿调长装置；
所述大腿上段结构为分体式的中空结构，所述大腿上段结构的上端固定连接在所述髋关节回转驱动装置的输出端并与所述安装板通过所述髋关节回转驱动装置构成第一转动副，所述第一转动副的转动轴线垂直于安装板，所述大腿上段结构与所述髋关节回转驱动装置连接的一端设置有与所述髋关节限位套杯的弧形限位凸台配合的用于对大腿的回转角度进行限位的弧形限位槽口；
所述大腿下段结构包括大腿下段本体和膝关节回转驱动安装座，所述膝关节回转驱动安装座为阶梯中空型圆筒且外圆周设有连接凸台，所述膝关节回转驱动安装座固定连接在所述大腿下段本体的下端，所述大腿下段本体的上端嵌套于所述大腿上段结构的内部并与所述大腿上段结构构成第一移动副，第一移动副的轴线垂直于第一转动副轴线；所述膝关节限位套杯与所述髋关节限位套杯结构相同且安装于所述膝关节回转驱动安装座内侧，所述膝关节回转驱动装置自所述膝关节回转驱动安装座外侧嵌套于所述膝关节限位套杯内并与所述膝关节限位套杯固定连接，所述大腿调长装置安装在所述大腿上段结构的内部；
所述小腿组件包括小腿上段结构、小腿下段结构、踝关节回转驱动装置、踝关节限位套杯和小腿调长装置；
所述小腿上段结构与所述大腿上段结构相同，所述小腿上段结构的上端固定连接于所述膝关节回转驱动装置的输出端并与所述大腿下段结构通过所述膝关节回转驱动装置构成第二转动副，第二转动副的轴线平行于第一转动副的轴线，所述小腿上段结构与所述膝关节回转驱动装置连接的一端设有与所述膝关节限位套杯的弧形限位凸台配合的用于对小腿的回转角度进行限位的弧形限位槽口；
所述小腿下段结构包括小腿下段本体和踝关节回转驱动安装座，所述踝关节回转驱动安装座与所述膝关节回转驱动安装座结构相同并固定连接在所述小腿下段本体下端，所述小腿下段本体嵌套于所述小腿上段结构的内部并与所述小腿上段结构构成第二移动副，第二移动副的轴线垂直于第二转动副轴线；所述踝关节限位套杯与所述髋关节限位套杯结构相同且安装于所述踝关节回转驱动安装座内侧，所述踝关节回转驱动装置自所述踝关节回转驱动安装座外侧嵌套于所述踝关节限位套杯内并与所述踝关节限位套杯固定连接，所述小腿调长装置安装在所述小腿上段结构的内部；
所述脚踝组件包括脚踝立板和脚板，所述脚踝立板上端固定连接于所述踝关节回转驱动装置的输出端并与所述小腿下段结构通过所述踝关节回转驱动装置构成第三转动副，第三转动副的轴线平行于第二转动副的轴线，所述脚踝立板与所述踝关节驱动装置连接的一端设有与所述踝关节限位套杯的限位凸台配合的用于对脚踝的回转角度进行限位的弧形限位槽口；
所述测力组件包括大腿测力绑腿装置、小腿测力绑腿装置、脚踝测力底板和足底测力传感器，所述大腿测力绑腿装置固定连接在所述大腿上段结构上，所述小腿测力绑腿装置固定连接在所述小腿上段结构上，所述脚踝测力底板固定连接在所述脚踝立板底端，所述足底测力传感器设置在所述脚踝测力底板的两端。
优选地，所述大腿测力绑腿装置和所述小腿测力绑腿装置的结构相同，均包括凹形底座、悬臂梁力传感器、L形锁轴、转动手柄、碰珠、绑腿导轨、绑腿滑块和腿托，所述凹形底座与所述大腿上段结构固定连接，所述悬臂梁力传感器的第一端设置有限位凸台和转轴，所述悬臂梁力传感器的转轴与所述凹形底座宽度方向的通孔配合连接构成第四转动副，第四转动副的轴线平行于凹形底座的底面且垂直于第一转动副的轴线，所述L形锁轴安装于所述凹形底座中并与凹形底座底部的通孔配合连接构成第五转动副，第五转动副的轴线平行于所述凹形底座的底面且垂直于第四转动副的轴线，所述转动手柄安装于所述L形锁轴长边的一端，通过所述转动手柄带动L形转轴旋转，从而对所述悬臂梁力传感器在工作位的转动进行限位，所述碰珠嵌于所述凹形底座侧壁并与所述悬臂梁力传感器侧面设置的圆窝配合，从而对所述悬臂梁力传感器在非工作位的转动进行限位，所述绑腿导轨安装在所述悬臂梁力传感器第二端的表面，所述绑腿滑块与所述绑腿导轨连接形成第三移动副，第三移动副的轴线平行于第一移动副的轴线，所述腿托固定连接在所述绑腿滑块上。
优选地，所述凹形底座为上下分体式结构，所述悬臂梁力传感器第一端的转轴为中空轴。
优选地，所述凹形底座在一侧肩部垂直其底面的方向开设有孔；所述悬臂梁力传感器在侧面和尾部开设有限位槽，所述L形锁轴与所述凹形底座肩部的孔构成第五转动副，所述转动手柄带动所述L形锁轴旋转，通过与所述悬臂梁力传感器侧面的限位槽配合，对所述悬臂梁力传感器在工作位的转动进行限位，通过与所述悬臂梁力传感器尾部的限位槽配合，对所述悬臂梁力传感器在非工作位的转动进行限位。
优选地，所述脚踝测力底板为两端带有悬臂结构的底板，所述足底测力传感器嵌于所述脚踝测力底板两端的悬臂结构内，通过多个所述足底测力传感器分别测量患者脚踝跖屈/背屈、外翻/内翻和踩踏的力矩与力。
优选地，所述脚板为足形板，所述脚板固定连接在所述足底测力传感器的测力端。
优选地，所述髋关节组件还包括安装板外壳和髋关节外壳，所述安装板外壳与安装板外侧相连，所述髋关节外壳从外侧嵌于安装板中且罩在髋关节回转驱动装置的外侧；
所述大腿组件还设置有髋关节内盖和膝关节外壳，所述髋关节内盖安装于大腿上段结构与髋关节回转驱动装置连接的一端，且罩在髋关节回转驱动装置内侧；所述膝关节外壳罩在膝关节回转驱动装置外侧；
所述小腿组件还设置有膝关节内盖和踝关节外壳，所述膝关节内盖安装于小腿上段结构与膝关节回转驱动装置连接的一端，且罩在膝关节回转驱动装置内侧；所述踝关节外壳罩在踝关节回转驱动装置外侧。
优选地，所述髋关节限位套杯与所述安装板、所述膝关节限位套杯与所述膝关节回转驱动安装座、所述踝关节限位套杯与所述踝关节回转驱动安装座均分别为一体结构。
优选地，所述大腿上段结构和所述小腿上段结构均为两个对扣槽型板组成的剖分式中空矩形管，所述大腿下段本体和小腿下段本体均为矩形管。
优选地，所述大腿调长装置和小腿调长装置的结构相同；所述大腿调长装置的支撑座安装在大腿上段结构的两个对扣槽型板之间，所述小腿调长装置的支撑座安装在小腿上段结构的两个对扣槽型板之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明的一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼采用模块化结构，并具有剖分式套管的腿部结构，整体结构精简且刚度好，零件加工与整机装配便捷，成本低，使用方便。
(2)本发明的一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼具备力反馈功能，通过腿部与足底的测力传感器能测量人机交互力，反应患者受到的驱动力与患者给外骨骼的主动力，从而提升装置的安全性并实现主动训练。
(3)本发明的一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼使用时能够与康复床结合，帮助患者完成躺姿、坐姿与站姿等多个位姿的下肢康复训练，且绑腿装置可在下肢康复外骨骼到康复床下时通过旋转轴转至腿的外侧，避免与康复床干涉，方便病人转移与医护人员操作。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的髋关节组件结构示意图；
图3是本发明的大腿组件结构示意图；
图4是本发明的小腿组件结构示意图；
图5a和图5b是本发明的脚踝组件结构示意图，图5a为脚踝组件的侧视图，图5b为脚踝组件的俯视图；
图6是本发明的大腿测力绑腿装置结构示意图；
图7是本发明的大腿调长装置结构示意图；
图8是本发明的凹型底座的结构示意图；
图9是本发明的悬臂梁力传感器的结构示意图；
图10是本发明的L形锁轴的结构示意图；
图11是本发明的转动手柄的结构示意图；
图12是本发明的凹型底座的另一个实施例的结构示意图；
图13是本发明的悬臂梁力传感器另一个实施方式的结构示意图。
图中附图标记如下，1-髋关节组件，101-安装板，102-髋关节回转驱动装置，103-髋关节限位套杯，104-安装板外壳，105-髋关节外壳，2-大腿组件，201-大腿上段，202-大腿下段，2021-大腿下段本体，2022-膝关节回转驱动安装座，203-膝关节回转驱动装置，204-膝关节限位套杯，205-髋关节内盖，206-膝关节外壳，207-大腿调长装置，2071-手轮，2072-支撑座，2073-圆锥齿轮组，2074-传动轴，2075-梯形丝杠，2076-丝母，3-小腿组件，301-小腿上段，302-小腿下段，3021-小腿下段本体，3022-踝关节回转驱动安装座，303-踝关节回转驱动装置，304-踝关节限位套杯，305-膝关节内盖，306-踝关节外壳，307-小腿调长装置，4-脚踝组件，401-脚踝立板，402-脚踝测力底板，403-脚板，404-足底测力传感器，405-踝关节内盖，5-大腿测力绑腿装置，501-凹形底座，502-悬臂梁力传感器，503-L形锁轴，504-转动手柄，505-碰珠，506-绑腿导轨，507-绑腿滑块，508-腿托，6-小腿测力绑腿装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示，本发明提供一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其包括髋关节组件1、大腿组件2、小腿组件3、脚踝组件4、大腿测力绑腿装置5和小腿测力绑腿装置6。
如图2所示，髋关节组件1包括安装板101、髋关节回转驱动装置102、髋关节限位套杯103、安装板外壳104和髋关节外壳105。髋关节限位套杯103为阶梯中空型圆盘且圆盘端面设有弧形限位凸台，其固定连接于安装板101内侧，增大了髋关节回转驱动装置102固定端的支撑面积。髋关节回转驱动装置102从安装板101外侧嵌套于髋关节限位套杯103内，与髋关节限位套杯103固定连接。安装板外壳104与安装板101外侧相连，髋关节外壳105从外侧嵌于安装板101中，且罩在髋关节回转驱动装置102外侧，将带电体与患者隔离，从而起到安全防护的作用。在本发明的实施例中，髋关节回转驱动装置102可以使用集成关节模组，减小驱动装置的外形尺寸，且髋关节限位套杯103与安装板101也可做成一体。
如图3所示，大腿组件2包括大腿上段结构201、大腿下段结构202、膝关节回转驱动装置203、膝关节限位套杯204、髋关节内盖205、膝关节外壳206和大腿调长装置207。大腿上段结构201为两个对扣槽型板组成的剖分式中空矩形管，其上端固定连接于髋关节回转驱动装置102的输出端。大腿上段结构201与安装板101通过髋关节回转驱动装置102构成第一转动副，第一转动副的轴线垂直于安装板，且转动中心与患者的髋关节同轴，实现患者髋关节屈曲/伸展运动的康复训练。大腿上段结构201与髋关节回转驱动装置102连接一端设有弧形限位槽口，弧形限位槽口与髋关节限位套杯103的弧形限位凸台配合，用于限制大腿回转角度。
大腿下段结构202包括大腿下段本体2021和膝关节回转驱动安装座2022组成。膝关节回转驱动安装座2022为阶梯中空型圆筒且外圆周设有连接凸台，其固定连接于大腿下段本体2021下端，固定连接方式可以选用焊接，也可选用螺栓连接。大腿下段本体2021嵌套于大腿上段201内部并与大腿上段201构成第一移动副，第一移动副垂直于第一转动副轴线。
如图7所示，大腿调长装置包括手轮2071、支撑座2072、圆锥齿轮组2073、传动轴2074、梯形丝杠2075和丝母2076。大腿调长装置207安装在大腿上段201内部，置于大腿上段201两个对扣槽型板之间。转动固定在大腿上段结构201的手轮2071，由传动轴2074将转动传递给圆锥齿轮组2073，带动梯形丝杠2075旋转，通过固定在大腿下端的丝母2076使得大腿下段结构202相对于大腿上段结构201产生直线往复运动，从而调节大腿组件2的长度，适应不同腿长的患者。膝关节限位套杯204与髋关节限位套杯结构完全相同，其安装于膝关节回转驱动安装座2022内侧，膝关节回转驱动装置203从膝关节回转驱动安装座2022外侧嵌套于膝关节限位套杯204内，与膝关节限位套杯204固定连接。髋关节内盖205安装于大腿上段201与髋关节回转驱动装置102连接的一端，且罩在髋关节回转驱动装置102内侧；膝关节外壳206罩在膝关节回转驱动装置203外侧。
在本发明的实施例中，膝关节回转驱动装置203可以使用集成关节模组，且膝关节限位套杯204与膝关节回转驱动安装座2022也可做成一体。
如图4所示，小腿组件3与大腿组件2类似，包括小腿上段结构301、小腿下段结构302、踝关节回转驱动装置303、踝关节限位套杯304、膝关节内盖305、踝关节外壳306和小腿调长装置307。小腿上段结构301与大腿上段结构201结构完全相同，其上端固定连接于膝关节回转驱动装置203输出端，小腿上段结构301与大腿下段结构202通过膝关节回转驱动装置203构成第二转动副，第二转动副平行于第一转动副，实现患者膝关节屈曲/伸展运动的康复训练。小腿上段结构301与膝关节回转驱动装置203连接的一端设有弧形限位槽口，该弧形限位槽口与膝关节限位套杯204的弧形限位凸台配合，用于限制小腿回转角度。小腿下段结构302包括小腿下段本体3021和踝关节回转驱动安装座3022组成，踝关节回转驱动安装座3022与膝关节回转驱动安装座2022结构完全相同，其固定连接于小腿下段本体3021下端，固定连接方式与大腿下段202相同。小腿下段本体3021嵌套于小腿上段结构301内部，与小腿上段结构301构成第二移动副，第二移动副垂直于第二转动副轴线。小腿调长装置307与大腿调长装置207结构相同，置于小腿上段301两个对扣槽型板之间，可调节小腿组件3的长度。踝关节限位套杯304与髋关节限位套杯103结构完全相同，其安装于踝关节回转驱动安装座3022内侧。踝关节回转驱动装置303从踝关节回转驱动安装座3022外侧嵌套于踝关节限位套杯304内，与踝关节限位套杯304固定连接。膝关节内盖305安装于小腿上段301与膝关节回转驱动装置203连接的一端，且罩在膝关节回转驱动装置203内侧；踝关节外壳306罩在踝关节回转驱动装置303外侧。在本发明的实施例中，踝关节回转驱动装置303可以使用集成关节模组，且踝关节限位套杯304与踝关节回转驱动安装座3022也可做成一体。
如图5a和图5b所示，脚踝组件4包括脚踝立板401、脚踝测力底板402、脚板403、足底测力传感器404和踝关节内盖405。脚踝立板401上端固定连接于踝关节回转驱动装置303输出端，脚踝立板401与小腿下段302通过踝关节回转驱动装置303构成第三转动副，第三转动副平行于第二转动副，实现患者踝关节跖屈/背屈运动的康复训练。脚踝立板401与踝关节驱动装置303连接一端设有弧形限位槽口，与踝关节限位套杯304的限位凸台配合，限制脚踝回转角度。脚踝测力底板402为两端带有悬臂结构的底板，与脚踝立板401底端固定连接。脚板403为足形板，固定连接于足底测力传感器404的测力端，足底测力传感器404嵌于脚踝测力底板402两端的悬臂结构内。通过在脚踝测力底板402的前后与左右方向分布的足底测力传感器404，可以测量患者脚踝跖屈/背屈、外翻/内翻和踩踏的力矩与力。踝关节内盖405安装于脚踝立板401与踝关节回转驱动装置203连接的一端，罩在踝关节回转驱动装置303内侧。
如图6以及图8-图11所示，大腿测力绑腿装置5包括凹形底座501、悬臂梁力传感器502、L形锁轴503、转动手柄504、碰珠505、绑腿导轨506、绑腿滑块507和腿托508。凹形底座501为分体式结构，其一个侧部和底部可以分开，从而方便安装悬臂梁力传感器502。凹形底座501的底部和宽度方向均开设有通孔，分别为底部通孔5011和宽度方向通孔5010，其通过开设的螺栓孔借助于螺栓连接可以与外骨骼的大腿固定连接。凹形底座501的底部还开设有用于过线的槽口。悬臂梁力传感器502的第一端设置有限位凸台5021和转轴5022，且在侧面设置有限位圆窝(图中未示出，其为开在侧壁外部的圆形凹槽)。悬臂梁力传感器502的转轴5022与凹形底座501宽度方向通孔构成第一转动副，第一转动副平行于凹形底座501的底面。L形锁轴503包括长边5032和短边5031，L形锁轴503的长边5032安装于凹形底座501中，与凹形底座501底部通孔5011构成第二转动副，第二转动副平行于凹形底座501的底面且垂直于第一转动副。L形锁轴503的短边5031位于限位凸台5021的内部，并能够在水平位置和竖直位置之间转动，当L形锁轴503的短边5031处于竖直位置时能够对悬臂梁力传感器502进行限位。转动手柄504安装于L形锁轴503长边5032的外端部并与长边5032的外端部之间借助于销轴连接，并通过转动手柄504带动L形转轴503旋转，锁止悬臂梁力传感器502在工作位的转动。碰珠505嵌于凹形底座501侧壁，其能够与悬臂梁力传感器502侧面圆窝(图中未示出)配合，锁止悬臂梁力传感器502在非工作位的转动。
当大腿测力绑腿装置5工作时，借助于转动手柄504带动L形转轴503旋转，使L形锁轴503的短边5031处于竖直位置，对悬臂梁力传感器502进行限位。当与康复床或其他装置产生干涉时，需要将大腿测力绑腿装置5进行旋转，可以向上旋转180度，通过碰珠505与悬臂梁力传感器502侧面圆窝5023的配合，对悬臂梁力传感器502进行限位。
绑腿导轨506安装于悬臂梁力传感器502另一端表面，绑腿滑块507与绑腿导轨506连接，形成第三移动副，第三移动副平行于第一移动副。腿托508固定连接在绑腿滑块507上，通过绑腿导轨506可实现腿托508沿腿方向的纵向移动，从而提高患者的舒适感。小腿测力绑腿装置6与大腿测力绑腿装置5结构完全相同，与小腿上段301固定连接。
在具体实施例中，在大腿测力绑腿装置5与小腿测力绑腿装置6中，悬臂梁力传感器502一端的转轴可为中空轴，作为出线端，可避免悬臂梁传感器502旋转过程中电线发生较大位移，便于一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼电线排布。
在另一个具体实施例中，在大腿测力绑腿装置5与小腿测力绑腿装置6中，如图12所示，凹形底座501也可在一侧肩部垂直其底面开孔5012，并于上下剖分面上开槽5013。如图13所示，悬臂梁力传感器502可在侧面和尾部开限位槽5024，侧面为限位槽5024，尾部为限位槽5025，L形锁轴503也可与凹形底座501肩部的孔构成第二转动副，第二转动副垂直于凹形底座501的底面。转动手柄504带动L形锁轴503旋转，通过与悬臂梁力传感器502侧面的限位槽(限位槽用于容纳L形锁轴503的短边，当短边转入限位槽时对悬臂梁力传感器502的转动进行限位)配合，锁止悬臂梁力传感器502在工作位的转动，通过与悬臂梁力传感器502尾部的限位槽配合，锁止悬臂梁力传感器502在非工作位的转动。
本发明的一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼，一方面，其结构精简，装配方便，刚度高，能够帮助患者完成三个关节的单独训练与完整步态训练且能适应不同身高和腿长的患者。另一方面，本发明具有力反馈功能，能够测量人机交互力从而提升装备的安全性并实现主动训练。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：其包括髋关节组件、大腿组件、小腿组件、脚踝组件以及测力组件；
所述髋关节组件包括安装板、髋关节回转驱动装置和髋关节限位套杯，所述髋关节限位套杯为阶梯中空型圆盘且圆盘端面设有弧形限位凸台，所述髋关节限位套杯固定连接在安装板内侧，髋关节回转驱动装置自安装板外侧嵌套于髋关节限位套杯内并与髋关节限位套杯固定连接；所述大腿组件包括大腿上段结构、大腿下段结构、膝关节回转驱动装置、膝关节限位套杯和大腿调长装置；
所述大腿上段结构为分体式的中空结构，所述大腿上段结构的上端固定连接在所述髋关节回转驱动装置的输出端并与所述安装板通过所述髋关节回转驱动装置构成第一转动副，所述第一转动副的转动轴线垂直于安装板，所述大腿上段结构与所述髋关节回转驱动装置连接的一端设置有与所述髋关节限位套杯的弧形限位凸台配合的用于对大腿的回转角度进行限位的弧形限位槽口；
所述大腿下段结构包括大腿下段本体和膝关节回转驱动安装座，所述膝关节回转驱动安装座为阶梯中空型圆筒且外圆周设有连接凸台，所述膝关节回转驱动安装座固定连接在所述大腿下段本体的下端，所述大腿下段本体的上端嵌套于所述大腿上段结构的内部并与所述大腿上段结构构成第一移动副，第一移动副的轴线垂直于第一转动副轴线；所述膝关节限位套杯与所述髋关节限位套杯结构相同且安装于所述膝关节回转驱动安装座内侧，所述膝关节回转驱动装置自所述膝关节回转驱动安装座外侧嵌套于所述膝关节限位套杯内并与所述膝关节限位套杯固定连接，所述大腿调长装置安装在所述大腿上段结构的内部；
所述小腿组件包括小腿上段结构、小腿下段结构、踝关节回转驱动装置、踝关节限位套杯和小腿调长装置；
所述小腿上段结构与所述大腿上段结构相同，所述小腿上段结构的上端固定连接于所述膝关节回转驱动装置的输出端并与所述大腿下段结构通过所述膝关节回转驱动装置构成第二转动副，第二转动副的轴线平行于第一转动副的轴线，所述小腿上段结构与所述膝关节回转驱动装置连接的一端设有与所述膝关节限位套杯的弧形限位凸台配合的用于对小腿的回转角度进行限位的弧形限位槽口；
所述小腿下段结构包括小腿下段本体和踝关节回转驱动安装座，所述踝关节回转驱动安装座与所述膝关节回转驱动安装座结构相同并固定连接在所述小腿下段本体下端，所述小腿下段本体嵌套于所述小腿上段结构的内部并与所述小腿上段结构构成第二移动副，第二移动副的轴线垂直于第二转动副轴线；所述踝关节限位套杯与所述髋关节限位套杯结构相同且安装于所述踝关节回转驱动安装座内侧，所述踝关节回转驱动装置自所述踝关节回转驱动安装座外侧嵌套于所述踝关节限位套杯内并与所述踝关节限位套杯固定连接，所述小腿调长装置安装在所述小腿上段结构的内部；
所述脚踝组件包括脚踝立板和脚板，所述脚踝立板上端固定连接于所述踝关节回转驱动装置的输出端并与所述小腿下段结构通过所述踝关节回转驱动装置构成第三转动副，第三转动副的轴线平行于第二转动副的轴线，所述脚踝立板与所述踝关节回转驱动装置连接的一端设有与所述踝关节限位套杯的限位凸台配合的用于对脚踝的回转角度进行限位的弧形限位槽口；
所述测力组件包括大腿测力绑腿装置、小腿测力绑腿装置、脚踝测力底板和足底测力传感器，所述大腿测力绑腿装置固定连接在所述大腿上段结构上，所述小腿测力绑腿装置固定连接在所述小腿上段结构上，所述脚踝测力底板固定连接在所述脚踝立板底端，所述足底测力传感器设置在所述脚踝测力底板的两端；
所述大腿测力绑腿装置和所述小腿测力绑腿装置的结构相同，均包括凹形底座、悬臂梁力传感器、L形锁轴、转动手柄、碰珠、绑腿导轨、绑腿滑块和腿托，所述凹形底座与所述大腿上段结构固定连接，所述悬臂梁力传感器的第一端设置有限位凸台和转轴，所述悬臂梁力传感器的转轴与所述凹形底座宽度方向的通孔配合连接构成第四转动副，第四转动副的轴线平行于凹形底座的底面且垂直于第一转动副，所述L形锁轴安装于所述凹形底座中并与凹形底座底部的通孔配合连接构成第五转动副，第五转动副的轴线平行于所述凹形底座的底面且垂直于第四转动副的轴线，所述转动手柄安装于所述L形锁轴长边的一端，通过所述转动手柄带动L形转轴旋转，从而对所述悬臂梁力传感器在工作位的转动进行限位，所述碰珠嵌于所述凹形底座侧壁并与所述悬臂梁力传感器侧面设置的圆窝配合，从而对所述悬臂梁力传感器在非工作位的转动进行限位，所述绑腿导轨安装在所述悬臂梁力传感器第二端的表面，所述绑腿滑块与所述绑腿导轨连接形成第三移动副，第三移动副的轴线平行于第一移动副的轴线，所述腿托固定连接在所述绑腿滑块上。
2.根据权利要求1所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：所述凹形底座在一侧肩部垂直其底面的方向开设有孔；所述悬臂梁力传感器在侧面和尾部开设有限位槽，所述L形锁轴与所述凹形底座肩部的孔构成第五转动副，所述转动手柄带动所述L形锁轴旋转，通过与所述悬臂梁力传感器侧面的限位槽配合，对所述悬臂梁力传感器在工作位的转动进行限位，通过与所述悬臂梁力传感器尾部的限位槽配合，对所述悬臂梁力传感器在非工作位的转动进行限位。
3.根据权利要求1或2所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：所述凹形底座为上下分体式结构，所述悬臂梁力传感器第一端的转轴为中空轴。
4.根据权利要求1所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：所述脚踝测力底板为两端带有悬臂结构的底板，所述足底测力传感器嵌于所述脚踝测力底板两端的悬臂结构内，通过多个所述足底测力传感器分别测量患者脚踝跖屈/背屈、外翻/内翻和踩踏的力矩与力。
5.根据权利要求1所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：所述脚板为足形板，所述脚板固定连接在所述足底测力传感器的测力端。
6.根据权利要求1所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：
所述髋关节组件还包括安装板外壳和髋关节外壳，所述安装板外壳与安装板外侧相连，所述髋关节外壳从外侧嵌于安装板中且罩在髋关节回转驱动装置的外侧；
所述大腿组件还设置有髋关节内盖和膝关节外壳，所述髋关节内盖安装于大腿上段结构与髋关节回转驱动装置连接的一端，且罩在髋关节回转驱动装置内侧；所述膝关节外壳罩在膝关节回转驱动装置外侧；
所述小腿组件还设置有膝关节内盖和踝关节外壳，所述膝关节内盖安装于小腿上段结构与膝关节回转驱动装置连接的一端，且罩在膝关节回转驱动装置内侧；所述踝关节外壳罩在踝关节回转驱动装置外侧。
7.根据权利要求1所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：所述髋关节限位套杯与所述安装板、所述膝关节限位套杯与所述膝关节回转驱动安装座、所述踝关节限位套杯与所述踝关节回转驱动安装座均分别为一体结构。
8.根据权利要求1所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：所述大腿上段结构和所述小腿上段结构均为两个对扣槽型板组成的剖分式中空矩形管，所述大腿下段本体和小腿下段本体均为矩形管。
9.根据权利要求8所述的具有力反馈的高刚度下肢康复外骨骼系统，其特征在于：所述大腿调长装置和小腿调长装置的结构相同；所述大腿调长装置的支撑座安装在大腿上段结构的两个对扣槽型板之间，所述小腿调长装置的支撑座安装在小腿上段结构的两个对扣槽型板之间。
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