CN117919054A - 基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人 - Google Patents

基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人 Download PDF

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CN117919054A CN202410103663.XA CN202410103663A CN117919054A CN 117919054 A CN117919054 A CN 117919054A CN 202410103663 A CN202410103663 A CN 202410103663A CN 117919054 A CN117919054 A CN 117919054A
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庞志
常永杰
周洲
张琳
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Abstract

本发明涉及一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，包括壳体、主控驱动模块、膝关节穿戴模块，膝关节连接传动模块和可拆卸免负荷模块。主控驱动模块设于背包壳体内，膝关节穿戴模块包括股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，并通过膝关节连接传动模块连接。膝关节连接传动模块包括四连杆结构和绳驱动组件，绳驱动组件带动四连杆结构实现膝关节屈伸过程。可拆卸免负荷模块包括臀部支撑单元和腿部支撑单元，臀部支撑单元与股骨穿戴单元连接，腿部支撑单元与胫骨穿戴单元连接。与现有技术相比，本发明能够有效针对膝骨关节炎患者的康复需求以及帮助不同程度的内外翻力线异常患者实现助行、免荷、康复训练和内外翻矫正的功能。

Description

基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人
技术领域
本发明涉及康复机器人技术领域，尤其是涉及一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人。
背景技术
膝关节是人体承受重压和运动负荷的关键关节之一，容易受到损伤、炎症或退行性疾病的影响。许多人在不同阶段都会遇到膝关节疼痛、运动障碍或功能受限等问题，多功能膝骨关节炎康复机器人可以通过提供合适的辅助助行，康复训练，内外翻矫正，载体免荷等帮助患者恢复正常的关节功能。它们可以重度手术患者中使用，提供患者助行同时起到免荷功能，减少术后患者膝关节所受到的压力，并有助于患者恢复肌肉力量、约束和平衡关节活动范围。同时针对内外翻力线异常患者在助行与免荷的同时进行内外翻矫正。总体而言，全球范围内研发此类康复机器人的目的是为了解决广泛存在的膝关节问题，改善患者的生活质量，促进术后康复和功能恢复，并利用科技和创新推动相关技术的发展。中国专利CN114248257A公开了一种线缆驱动的人体下肢运动辅助装置，辅助力通过线缆驱动的机构进行传递，不受人体髋关节的约束，并且该线缆驱动的机构能够使得驱动系统与下肢外骨骼分离设置。但其不能作为膝骨关节炎术后的护具，且只设置了单腿辅助装置。
因此，亟需研究一种既能在患者恢复前期代替护具起到固定作用，又能给患者提供康复训练的辅助装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，通过四连杆结构将股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元连接，并设置可拆卸免负荷模块，能够有效针对膝骨关节炎患者的康复需求以及帮助不同程度的内外翻力线异常患者实现助行、免荷、康复训练和内外翻矫正的功能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，包括壳体、主控驱动模块、膝关节穿戴模块，膝关节连接传动模块和可拆卸免负荷模块；
所述壳体包括背包壳体、背包盖板和背带，所述背带与背包壳体固定连接，所述背包盖板与背包壳体形成空腔，以容纳主控驱动模块；
所述主控驱动模块设于所述背包壳体内，所述主控驱动模块包括中控、电机和电池，所述中控与电机之间通过导线连接，所述电池用于给中控和电机供电；
所述膝关节穿戴模块包括股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，所述股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元通过膝关节连接传动模块连接；
所述膝关节连接传动模块包括四连杆结构和绳驱动组件，所述绳驱动组件带动四连杆结构实现膝关节屈伸过程；
所述可拆卸免负荷模块包括臀部支撑单元和腿部支撑单元，所述臀部支撑单元与股骨穿戴单元连接，所述腿部支撑单元与胫骨穿戴单元连接。
进一步地，所述股骨穿戴单元包括第一固定绑带、第二固定绑带、大腿固定环套、大腿固定板和惯性传感器；
所述第一固定绑带与第二固定绑带均穿过大腿固定环套形成闭环；
所述大腿固定环套的内侧面上镶有硅胶防滑条，所述大腿固定环套与大腿固定板连接，所述惯性传感器固定于大腿固定板的内侧。
进一步地，所述胫骨穿戴单元包括第三固定绑带、第四固定绑带、小腿固定环套、小腿固定板和惯性传感器；
所述第三固定绑带与第四固定绑带均穿过小腿固定环套形成闭环；
所述小腿固定环套的内侧面上镶有硅胶防滑条，并与小腿固定板连接，所述惯性传感器固定于小腿固定板的内侧。
进一步地，所述四连杆结构包括大腿支条、小腿支条、第一连杆和第二连杆；
所述第一连杆和第二连杆的一端均固定于所述大腿支条上，另一端均固定于所述小腿支条上，所述第一连杆和第二连杆呈交叉状。
进一步地，所述绳驱动组件包括张紧轮、滑轮、传动连杆、导杆和传动绳；
所述传动连杆的一端连接滑轮，另一端与第二连杆连接；
所述张紧轮设于大腿固定板上，所述导杆固定于大腿支条上，并穿过内外翻限定件上端的圆孔；
所述滑轮的转动过程中，通过电机的拮抗驱动控制滑轮方向和扭力的大小；
所述传动绳的一端固定在电机上，另一端固定于滑轮上，通过传动绳带动滑轮做钟摆运动，再由滑轮通过传动连杆传动给第二连杆，从而带动整个四连杆结构，实现人体膝关节屈伸过程。
进一步地，所述绳驱动组件还包括矫形电机盖、矫形电机、矫形电机固定底座、电机丝杆和内外翻限定件；
所述矫形电机设于矫形电机盖和矫形电机固定底座形成的空腔内；
所述内外翻限定件的一端固定于大腿支条上，另一端固定于小腿支条上；
所述电机丝杆与矫形电机连接，并穿过小腿支条和内外翻限定件下端的圆孔，通过中控控制矫形电机转动，矫形电机带动电机丝杆转动，从而改变内外翻限定件的位置，压迫股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，促使股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元之间的角度改变，从而达到对人体施加矫正力的目的。
进一步地，所述臀部支撑单元包括股骨结节支撑板，外侧长度紧固件，内外支撑连接杆，内侧大腿支条，内侧长度限定件和内侧长度紧固件；
所述股骨结节支撑板通过外侧长度紧固件与内侧支撑连接杆相连；
所述内外支撑连接杆固定于大腿固定板上，并与内侧长度紧固件连接；
所述内侧长度紧固件通过内侧长度限定件与内侧大腿支条连接。
进一步地，所述腿部支撑单元包括内侧小腿支条，小腿免荷支条，踝关节件，脚蹬；
所述内侧小腿支条通过四连杆结构与内侧大腿支条连接，第三固定绑带和第四固定绑带均穿过内侧小腿支条形成闭环，小腿免荷支条固定在小腿支条上并通过踝关节件与脚蹬连接。
进一步地，所述主控驱动模块还包括电机座、导向杆、位移传感器和压缩弹簧；
所述电机座固定在背包壳体内，所述电机固定在电机座上；
所述位移传感器固定在电机座上，导向杆穿过压缩弹簧固定在位移传感器上。
进一步地，所述惯性传感器用于测量膝关节内翻或外翻状态，以及内翻或外翻的角度，并传送给中控。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明采用基于绳驱动的四连杆结构，通过四连杆结构将股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元连接，并设置可拆卸免负荷模块，能够有效针对膝骨关节炎患者的康复需求以及帮助不同程度的内外翻力线异常患者实现助行、免荷、康复训练和内外翻矫正的功能。此外，本发明可以根据患者的具体情况和需求进行个性化调整，以提供有效的治疗和康复方案。
附图说明
图1为一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人的结构示意图；
图2为一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人的主视图；
图3为一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人的左视图；
图4为实施例1中主控驱动模块的爆炸图；
图5为实施例1中的四连杆结构的示意图；
图6为实施例1中膝关节连接传动矫形模块工作状态下的结构示意图；
图7为实施例1中股骨穿戴单元的爆炸图；
图8为实施例1中胫骨穿戴单元的爆炸图；
图9为实施例1中膝关节连接传动模块的爆炸图；
图10为实施例1中臀部支撑单元的爆炸图；
图11为实施例1中腿部支撑单元的爆炸图。
图1中的标记说明：
13-背带，14-背包壳体；
图2中的标记说明：
13-背带，38-传动绳；
图2中的标记说明：
13-背带，38-传动绳；
图3中的标记说明：
13-背带，48-脚蹬；
图4中的标记说明：
6-导向杆，7-位移传感器，8-电机座，9-电机，10-电池，11-中控，12-背包盖板，13-背带，14-背包壳体；
图5中的标记说明：
26-滑轮，28-大腿支条，29-小腿支条，30-第一连杆，31-第二连杆，32-矫形电机盖，37-导杆；
图6中的标记说明：
15-第一固定绑带，16-第二固定绑带，17-大腿固定环套，21-第三固定绑带，22-第四固定绑带，23-小腿固定环套，32-矫形电机盖，34-矫形电机固定底座，35-电机丝杆；
图7中的标记说明：
15-第一固定绑带，16-第二固定绑带，17-大腿固定环套，18-大腿固定板，19-硅胶防滑条，20-惯性传感器；
图8中的标记说明：
21-第三固定绑带，22-第四固定绑带，23-小腿固定环套，24-小腿固定板；
图9中的标记说明：
25-涨紧轮，26-滑轮，27-传动连杆，28-大腿支条，29-小腿支条，30-第一连杆，31-第二连杆，32-矫形电机盖，33-矫形电机，34-矫形电机固定底座，35-电机丝杆，36-内外翻限定件，37-导杆，38-传动绳；
图10中的标记说明：
39-外侧长度紧固件，40-内侧大腿支条，41-内外支撑连接杆，42-内侧大腿支条，43-内侧长度限定件，44-内侧长度紧固件；
图11中的标记说明：
45-内侧小腿支条，46-小腿免荷支条，47-踝关节件，48-脚蹬。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，如图1至图3所示，包括壳体、主控驱动模块、膝关节穿戴模块，膝关节连接传动模块和可拆卸免负荷模块。如图4所示，壳体包括背包壳体14、背包盖板12和背带13，所述背带13与背包壳体14固定连接，所述背包盖板12与背包壳体14形成空腔，以容纳主控驱动模块。
主控驱动模块设于背包壳体14内，主控驱动模块包括中控11、电机9、电池10、电机座8、导向杆6、位移传感器7和压缩弹簧，如图4所示。中控11与电机9之间通过导线连接，电池9用于给中控11和电机9供电；电机座8固定在背包壳体14内，电机9固定在电机座8上；位移传感器7固定在电机座8上，导向杆6穿过压缩弹簧固定在位移传感器7上。压缩弹簧可以替换成任何弹性单元，包括但不限于机械弹簧、弹性材料、气体弹簧或电推杆中的一种。所述导向杆6顶部还设有弹簧调节螺母，通过旋转弹簧调节螺母从而压缩/释放弹簧，进而改变其刚度改变整体膝关节机构助力效果。
膝关节穿戴模块包括股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，所述股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元通过膝关节连接传动模块连接，如图6所示。股骨穿戴单元包括第一固定绑带15、第二固定绑带16、大腿固定环套17、大腿固定板18和惯性传感器20。如图7所示，第一固定绑带15与第二固定绑带16穿过大腿固定环套17形成闭环；大腿固定环套17的内侧面上镶有硅胶防滑条19，大腿固定环套17并与大腿固定板18连接，惯性传感器20固定于大腿固定板18的内侧。惯性传感器20用于测量膝关节内翻或外翻状态，以及内翻或外翻的角度，并传送给中控11。
胫骨穿戴单元包括第三固定绑带21、第四固定绑带22、小腿固定环套23、小腿固定板24和惯性传感器20。如图8所示，第三固定绑带21与第四固定绑带22穿过小腿固定环套23形成闭环；小腿固定环套23的内侧面上镶有硅胶防滑条19，并与小腿固定板24连接，所述惯性传感器20固定于小腿固定板24的内侧。惯性传感器20用于测量膝关节内翻或外翻状态，以及内翻或外翻的角度，并传送给中控11。惯性传感器20可替换为力传感器、角度传感器、编码器等各种可测出患者膝关节内外翻的电子元器件。
硅胶防滑条19可以替换成任何防滑单元，包括但不限于弹性材料、塑料防滑材料或橡胶防滑材料中的一种。第一固定绑带15、第二固定绑带16、第三固定绑带21和第四固定绑带22均为粘性带、托盘固定扎带、卡扣扎带或绷带捆绑带中的一种。
膝关节连接传动模块包括四连杆结构和绳驱动组件，绳驱动组件带动四连杆结构实现膝关节屈伸过程。如图5所示，所述四连杆结构设有两个，分别位于膝关节内侧和外侧；此处四连杆结构以外侧为例，内外侧四连杆结构基本相同，在此不做过多赘述。四连杆结构包括大腿支条28、小腿支条29、第一连杆30和第二连杆31。第一连杆30和第二连杆31的一端均固定于所述大腿支条28上，另一端均固定于所述小腿支条29上，所述第一连杆30和第二连杆31呈交叉状。
如图9所示，绳驱动组件包括张紧轮25、滑轮26、传动连杆27、导杆37和传动绳38、矫形电机盖32、矫形电机33、矫形电机固定底座34、电机丝杆35和内外翻限定件36。传动连杆27的一端连接滑轮26，另一端与第二连杆31连接；张紧轮25设于大腿固定板上，导杆37固定于大腿支条28上，并穿过内外翻限定件36上端的圆孔；滑轮26的转动过程中，通过电机9的拮抗驱动控制滑轮26方向和扭力的大小；传动绳38的一端固定在电机9上，另一端固定于滑轮26上，通过传动绳38带动滑轮26做钟摆运动，再由滑轮26通过传动连杆27传动给第二连杆31，从而带动整个四连杆结构，实现人体膝关节屈伸过程。矫形电机33设于矫形电机盖32和矫形电机固定底座34形成的空腔内；内外翻限定件36的一端固定于大腿支条28上，另一端固定于小腿支条29上；电机丝杆35与电机连接，并穿过小腿支条29和内外翻限定件36下端的圆孔，通过中控控制矫形电机34转动，矫形电机34带动电机丝杆35转动，从而改变内外翻限定件36的位置，压迫股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，促使股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元之间的角度改变，从而达到对人体施加矫正力的目的。
可拆卸免负荷模块包括臀部支撑单元和腿部支撑单元，臀部支撑单元与股骨穿戴单元连接，腿部支撑单元与胫骨穿戴单元连接，通过刚性支撑结构将人体绝大部分重力直接传导地面达到免荷作用。如图10所示，臀部支撑单元包括股骨结节支撑板39，外侧长度紧固件40，内外支撑连接杆41，内侧大腿支条42，内侧长度限定件43，内侧长度紧固件44。股骨结节支撑板39通过外侧长度紧固件40与内侧支撑连接杆41相连；内外支撑连接杆41固定于大腿固定板18上，并与内侧长度紧固件44连接；内侧长度紧固件44通过内侧长度限定件43与内侧大腿支条42连接。
如图11所示，腿部支撑单元包括内侧小腿支条45，小腿免荷支条46，踝关节件47，脚蹬48。内侧小腿支条45通过四连杆结构与内侧大腿支条42连接，第三固定绑带21和第四固定绑带22均穿过内侧小腿支条45形成闭环，小腿免荷支条46固定在小腿支条29上并通过踝关节件47与脚蹬48连接。
通过可拆卸免负荷模块配合整体矫形器，可将患者身体绝大部分重量通过脚蹬48直接施加于地面，大大减小患者术后膝关节所受压力。在康复后期拆卸该模块，使患者逐步适应自身重量。可拆卸免负荷模块可整体拆卸，也可部分拆卸。通过外侧长度紧固件40，内侧长度紧固件44与小腿免荷支条46，可以针对不同的患者调节矫形器的长度。
针对重度手术后患者，本发明的使用方式为单边助行矫形免荷模式。将本设备穿戴于术后腿部，在恢复前期可以代替护具起到固定作用。同时，在患者逐渐康复的过程中，本设备可以承载身体绝大部分分配于术后下肢的重量，通过本设备的免荷功能直接作用于地面。保障了术后康复时期患者的活动意愿，防止久卧久坐状态下患者另一下肢的肌肉功能退化，心理状况及其他并发症。在为术后下肢免荷的同时，通过上文中所提及的助行功能，可以在患者康复行走时为其提供助力，减小患者发力过重风险的同时，保障患者在术后康复阶段可以适当锻炼术后下肢肌肉。同时在术后康复后期可以拆卸免荷装置使患者逐渐适应自身重量并为患者提供康复训练。
在术后康复前期，患者神经正常但肌肉因为手术原因可能导致部分肌肉无法发力，患者无法通过自身条件进行下肢的屈伸运动，为避免发生肌肉萎缩，可使患者端坐于椅子上，使用本发明进行纯被动康复训练，完全依靠本设备带动患者下肢进行屈伸运动，即首先调节驱动设备中的扭矩输出到最大，依靠本发明的绳驱动，通过传动绳38带动滑轮26做钟摆运动，再由滑轮26通过传动连杆27传动给连杆二31，从而带动整个四连杆结构工作实现人体膝关节屈伸过程。在术后康复中期，患者部分肌肉已经可以正常发力，但仍不能过度发力，可使用本发明进行主被动结合的康复训练，即参照纯被动式康复训练模式，减少驱动输出，本设备仅提供相对助力辅助患者自身主动发力。在康复训练后期，由于前期患者所收到的康复训练皆在本设备不同助力下进行，会导致患者肌肉恢复正常之后肌张力过高，为避免患者屈伸实现过快导致对患者进行二次损伤。本发明在患者术后康复后期会在患者下肢屈伸过程中对患者下肢施加反向力对患者进行抗组训练。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，包括壳体、主控驱动模块、膝关节穿戴模块，膝关节连接传动模块和可拆卸免负荷模块；
所述壳体包括背包壳体(14)、背包盖板(12)和背带(13)，所述背带(13)与背包壳体(14)固定连接，所述背包盖板(12)与背包壳体(14)形成空腔，以容纳主控驱动模块；
所述主控驱动模块设于所述背包壳体(14)内，所述主控驱动模块包括中控(11)、电机(9)和电池(10)，所述中控(11)与电机(9)之间通过导线连接，所述电池(9)用于给中控(11)和电机(9)供电；
所述膝关节穿戴模块包括股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，所述股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元通过膝关节连接传动模块连接；
所述膝关节连接传动模块包括四连杆结构和绳驱动组件，所述绳驱动组件带动四连杆结构实现膝关节屈伸过程；
所述可拆卸免负荷模块包括臀部支撑单元和腿部支撑单元，所述臀部支撑单元与股骨穿戴单元连接，所述腿部支撑单元与胫骨穿戴单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述股骨穿戴单元包括第一固定绑带(15)、第二固定绑带(16)、大腿固定环套(17)、大腿固定板(18)和惯性传感器(20)；
所述第一固定绑带(15)与第二固定绑带(16)均穿过大腿固定环套(17)形成闭环；
所述大腿固定环套(17)的内侧面上镶有硅胶防滑条(19)，所述大腿固定环套(17)与大腿固定板(18)连接，所述惯性传感器(20)固定于大腿固定板(18)的内侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述胫骨穿戴单元包括第三固定绑带(21)、第四固定绑带(22)、小腿固定环套(23)、小腿固定板(24)和惯性传感器(20)；
所述第三固定绑带(21)与第四固定绑带(22)均穿过小腿固定环套(23)形成闭环；
所述小腿固定环套(23)的内侧面上镶有硅胶防滑条(19)，并与小腿固定板(24)连接，所述惯性传感器(20)固定于小腿固定板(24)的内侧。
4.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述四连杆结构包括大腿支条(28)、小腿支条(29)、第一连杆(30)和第二连杆(31)；
所述第一连杆(30)和第二连杆(31)的一端均固定于所述大腿支条(28)上，另一端均固定于所述小腿支条(29)上，所述第一连杆(30)和第二连杆(31)呈交叉状。
5.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述绳驱动组件包括张紧轮(25)、滑轮(26)、传动连杆(27)、导杆(37)和传动绳(38)；
所述传动连杆(27)的一端连接滑轮(26)，另一端与第二连杆(31)连接；
所述张紧轮(25)设于大腿固定板(18)上，所述导杆(37)固定于大腿支条(28)上，并穿过内外翻限定件(36)上端的圆孔；
所述滑轮(26)的转动过程中，通过电机(9)的拮抗驱动控制滑轮(26)方向和扭力的大小；
所述传动绳(38)的一端固定在电机(9)上，另一端固定于滑轮(26)上，通过传动绳(38)带动滑轮(26)做钟摆运动，再由滑轮(26)通过传动连杆(27)传动给第二连杆(31)，从而带动整个四连杆结构，实现人体膝关节屈伸过程。
6.根据权利要求5所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述绳驱动组件还包括矫形电机盖(32)、矫形电机(33)、矫形电机固定底座(34)、电机丝杆(35)和内外翻限定件(36)；
所述矫形电机(33)设于矫形电机盖(32)和矫形电机固定底座(34)形成的空腔内；
所述内外翻限定件(36)的一端固定于大腿支条(28)上，另一端固定于小腿支条(29)上；
所述电机丝杆(35)与矫形电机(34)连接，并穿过小腿支条(29)和内外翻限定件(36)下端的圆孔，通过中控控制矫形电机(34)转动，矫形电机(34)带动电机丝杆(35)转动，从而改变内外翻限定件(36)的位置，压迫股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元，促使股骨穿戴单元和胫骨穿戴单元之间的角度改变，从而达到对人体施加矫正力的目的。
7.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述臀部支撑单元包括股骨结节支撑板(39)，外侧长度紧固件(40)，内外支撑连接杆(41)，内侧大腿支条(42)，内侧长度限定件(43)和内侧长度紧固件(44)；
所述股骨结节支撑板(39)通过外侧长度紧固件(40)与内侧支撑连接杆(41)相连；
所述内外支撑连接杆(41)固定于大腿固定板(18)上，并与内侧长度紧固件(44)连接；
所述内侧长度紧固件(44)通过内侧长度限定件(43)与内侧大腿支条(42)连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述腿部支撑单元包括内侧小腿支条(45)，小腿免荷支条(46)，踝关节件(47)，脚蹬(48)；
所述内侧小腿支条(45)通过四连杆结构与内侧大腿支条(42)连接，第三固定绑带(21)和第四固定绑带(22)均穿过内侧小腿支条(45)形成闭环，小腿免荷支条(46)固定在小腿支条(29)上并通过踝关节件(47)与脚蹬(48)连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述主控驱动模块还包括电机座(8)、导向杆(6)、位移传感器(7)和压缩弹簧；
所述电机座(8)固定在背包壳体(14)内，所述电机(9)固定在电机座(8)上；
所述位移传感器(7)固定在电机座(8)上，导向杆(6)穿过压缩弹簧固定在位移传感器(7)上。
10.根据权利要求2或3任一所述的一种基于绳驱动四连杆结构的多功能膝骨关节炎康复机器人，其特征在于，所述惯性传感器(20)用于测量膝关节内翻或外翻状态，以及内翻或外翻的角度，并传送给中控(11)。
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