CN209378004U - 下肢辅助康复机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种下肢辅助康复机器人，包括：主壳体包括大腿壳体、小腿壳体及脚底板，大腿壳体与小腿壳体转动连接，小腿壳体与脚底板可拆卸连接；控制模组包括第一控制器及与第一控制器连接的第一无线通信模块；检测模组包括压力传感器、第二控制器及第二无线通信模块，压力传感器安装于脚底板上，以检测人体脚底的压力，并将检测结果发送至第二控制器，第二控制器能够将压力传感器检测到的信号顺次经第二无线通信模块、第一无线通信模块发送至第一控制器；及阻尼缸包括缸体及活塞杆，活塞杆能够伸出或收缩至缸体，缸体与活塞杆的其中一个与大腿壳体转动连接，另一个与小腿壳体转动连接，第一控制器与阻尼缸连接，以对阻尼缸的阻尼进行调节。

Description

下肢辅助康复机器人

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种下肢辅助康复机器人。

背景技术

下肢辅助康复机器人是近年来迅速发展的一门新兴技术，是机器人技术在医学领域的新应用。下肢辅助康复机器人可以穿戴于人体下肢，并对患者的行走动作进行辅助支撑，以协助下肢有运动障碍的病人进行康复训练，使得患者逐渐得到康复。

目前，下肢辅助康复机器人多在医护人员的陪同下对下肢有运动障碍的病人进行康复训练，由于每个人的身高及脚形都存在差异，因此下肢辅助康复机器人多为私人量身定制，一位患者使用之后，其他患者就无法使用，这样就导致医院医疗资源的严重浪费，同时也增加了病患的治疗成本。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种适应性较强的下肢辅助康复机器人。

用于穿戴于人体下肢的主壳体，包括大腿壳体、小腿壳体及脚底板，所述大腿壳体与所述小腿壳体转动连接，所述小腿壳体与所述脚底板可拆卸连接；

控制模组，包括第一控制器及与所述第一控制器连接的第一无线通信模块；

检测模组，包括压力传感器、第二控制器及第二无线通信模块，所述压力传感器安装于所述脚底板上，以检测人体脚底的压力，并将检测结果发送至所述第二控制器，所述第二控制器能够将所述压力传感器检测到的信号顺次经所述第二无线通信模块、所述第一无线通信模块发送至所述第一控制器；及

阻尼缸，包括缸体及活塞杆，所述活塞杆能够伸出或收缩至所述缸体，所述缸体与所述活塞杆的其中一个与所述大腿壳体转动连接，另一个与所述小腿壳体转动连接，所述第一控制器与所述阻尼缸连接，以对所述阻尼缸的阻尼进行调节。

在其中一个实施例中，所述小腿壳体上开设有第一通孔，所述脚底板上开设有第二通孔，螺纹紧固件能够穿设所述第一通孔及所述第二通孔，以将所述小腿壳体与所述脚底板可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述第一通孔为多个，多个所述第一通孔沿远离所述大腿壳体的方向依次设置，所述第二通孔能够择一地与多个所述第一通孔中的一个相对；或者，所述第二通孔为多个，多个所述第二通孔沿远离所述大腿壳体的方向依次设置，所述第一通孔能够择一地与多个所述第二通孔中的一个相对。

在其中一个实施例中，所述检测模组包括电源，所述电源与所述第二控制器连接，以为所述第二控制器供电。

在其中一个实施例中，所述第二控制器、所述电源及所述第二无线通信模块均嵌设于所述脚底板，所述脚底板上形成有用于对所述电源进行充电的充电接口。

在其中一个实施例中，所述第二控制器及所述第二无线通信模块均嵌设于所述脚底板，所述电源可拆卸的安装于所述脚底板上。

在其中一个实施例中，所述控制模组包括电池及第一无线充电线圈，所述电池与所述第一无线充电线圈分别与所述第一控制器连接，所述检测模组包括与所述电源连接的第二无线充电线圈，所述第一控制器控制所述第一无线充电线圈向所述第二无线充电线圈发射磁感信号，以对所述电源进行充电。

在其中一个实施例中，所述下肢辅助康复机器人包括与所述阻尼缸连接的电机，所述第一控制器与所述电机连接，以对所述电机的正反转及转速进行控制，所述电机能够对所述阻尼缸的阻尼进行调节。

在其中一个实施例中，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块均为蓝牙通信模块，或均为无线局域网通信模块，或均为红外数据传输模块，或均为ZigBee通信模块，或均为超宽频通信模块，或均为短距通信模块。

在其中一个实施例中，所述下肢辅助康复机器人包括能够系于人体腰部的腰带，所述控制模组安装于所述腰带上；或者，所述下肢辅助康复机器人包括能够背于人体背部的背包，所述控制模组放置于所述背包内。

上述下肢辅助康复机器人中，由于压力传感器与第一控制器之间通过无线信号传输的方式实现信息传送，避免了在脚底板与小腿壳体之间内嵌压力传感器与第一控制器连接的电连接线，进而使得脚底板与小腿壳体之间的可拆卸连接成为可能，又进一步提高了下肢辅助康复机器人的适应性，降低了医院医疗资源严重浪费的问题，降低了病患的治疗成本。

附图说明

图1为本申请一实施例的下肢辅助康复机器人的结构示意图；

图2为图1中所示小腿壳体与脚底板之间的连接处的结构示意图；

图3为本申请一实施例的下肢辅助康复机器人的结构模块框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1为一实施例的下肢辅助康复机器人10的结构示意图。下肢辅助康复机器人10可以穿戴于人体下肢上，并对患者的行走动作进行辅助支撑，以协助下肢有运动障碍的病人进行康复训练，使得患者逐渐得到康复。

具体地，下肢辅助康复机器人10包括主壳体100、控制模组200、检测模组300及阻尼缸400。

主壳体100包括大腿壳体110、小腿壳体120及脚底板130，大腿壳体110能够穿戴于人体的大腿处，小腿壳体120能够穿戴于人体的小腿处，人体的脚部可踩于脚底板130上。大腿壳体110与小腿壳体120之间转动连接，以随下肢的运动而相对旋转。小腿壳体120与脚底板130可拆卸连接，从而在不更换大腿壳体110与小腿壳体120的情况下，仅通过更换不同尺寸的脚底板130来满足不同病患的使用需求，提高下肢辅助康复机器人10的适应性，降低病患的使用成本。

阻尼缸400包括缸体410及活塞杆420，活塞杆420能够伸出或收缩至缸体410，缸体410与小腿壳体120转动连接，活塞杆420与大腿壳体110转动连接。在其他实施例中，还可以将缸体410与大腿壳体110转动连接，而将活塞杆420与小腿壳体120转动连接，也能够实现同样的效果。

在人体腿部运动时，大腿壳体110与小腿壳体120随人体腿部的运动而夹角改变，小腿壳体120与大腿壳体110之间的夹角越大，活塞杆420伸出缸体410的长度增加，反之，小腿壳体120与大腿壳体110之间的夹角越小，活塞杆420收缩至缸体410的长度增加。在小腿壳体120与大腿壳体110间夹角减小的过程中，活塞杆420收缩进缸体410时会受到缸体410内油液或气体产生的阻力，进而阻碍小腿壳体120与大腿壳体110间夹角的减小。调节阻尼缸400的阻尼大小，即缸体410内油液或气体产生的阻力大小改变，如此即可实现对人体腿部支撑力大小的调节，有效防止病患由于腿部无力而摔倒。

结合图1及图3所示，控制模组200包括第一控制器210及与第一控制器210连接的第一无线通信模块220。检测模组300包括压力传感器310、第二控制器320及第二无线通信模块330。压力传感器310、第二控制器320与第二无线通信模块330均安装于脚底板130上，且压力传感器310、第二控制器320、第二无线通信模块330顺次连接，第二控制器320能够将压力传感器310检测到的人体脚底压力信息顺次经第二无线通信模块330、第一无线通信模块220发送至第一控制器210，从而实现压力传感器310与第一控制器210之间的无线数据传输。

第一控制器210接收到压力传感器310反馈的人体脚底压力信息之后以实时判断人体腿部的运动状态，并以此对阻尼缸400的阻尼大小进行调节，其中，人体腿部的运动状态分为支撑期及摆动期。在支撑期，人体脚部接触地面，压力传感器310能够检测到的人体脚底的压力值，此时，第一控制器210调节阻尼缸400的阻尼为最大值，以使活塞杆420为人体提供支撑力，防止人体腿部无力而摔倒。在摆动期，人体脚部离开地面，压力传感器310检测到人体脚底压力值为零，此时，第一控制器210调节阻尼缸400的阻尼为零，以方便人体腿部弯曲而实现迈步行走。

上述下肢辅助康复机器人10中，由于压力传感器310与第一控制器210之间通过无线信号传输的方式实现信息传送，避免了在脚底板130与小腿壳体120之间内嵌压力传感器310与第一控制器210连接的电连接线，进而使得脚底板130与小腿壳体120之间的可拆卸连接成为可能，又进一步提高了下肢辅助康复机器人10的适应性，降低了医院医疗资源严重浪费的问题，降低了病患的治疗成本。

具体地，第一无线通信模块220与第二无线通信模块330均为蓝牙通信模块。在其他实施例中，第一无线通信模块220与第二无线通信模块330还可以均为无线局域网通信模块，或均为红外数据传输模块，或均为ZigBee通信模块，或均为超宽频通信模块，或均为短距通信模块，均能够实现无线信号传输的作用。

结合图1及图2所示，具体地，小腿壳体120上形成与脚底板130连接的第一连接部121，脚底板130上形成有与第一连接部121连接的第二连接部131，第一连接部121上开设有第一通孔122，第二连接部131上开设有第二通孔(未示出)，第二连接部131能够插入第一连接部121内部，螺纹紧固件能够穿设第一通孔122及第二通孔，以将小腿壳体120与脚底板130可拆卸连接。通过螺纹紧固件穿设第一通孔122及第二通孔的方式对脚底板130与小腿壳体120进行连接的方式较为简单，且能够保证连接的稳定可靠性，避免了采用复杂结构对下肢辅助康复机器人10重量增加所带来的负面影响。

另外，第一通孔122为三个，三个第一通孔122沿远离大腿壳体110的方向依次设置，第二通孔能够择一地与三个第一通孔122中的一个相对，以便于螺纹紧固件能够将脚底板130与小腿壳体120进行连接。在第二通孔与不同的第一通孔122相对时，即可适配于小腿长度不同的患者，或者同一患者可以根据使用需要自行调节，使用方便，保证了膝关节康复机器人能够准确的穿戴定位，利于提高康复效果。在其他实施例中，第一通孔122的个数还可以为两个或多于三个的任意数目。或者，在其他实施例中，还可以将第二通孔设为多个，多个第二通孔沿远离大腿壳体110的方向依次设置，第一通孔122能够择一地与多个第二通孔中的一个相对，也能够实现同样的技术效果。

再次参阅图1及图3所示，具体地，检测模组300包括电源340，电源340与第二控制器320连接，以为第二控制器320供电。通过设置于第二控制器320连接的电源340，以对压力传感器310、第二无线通信模块330、第二控制器320的正常运行提供持续电能。

在一实施例中，第二控制器320、电源340及第二无线通信模块330均嵌设于脚底板130，脚底板130上形成有用于对电源340进行充电的充电接口。如此，即可在电源340电量不足时对电源340进行有线充电，在电量充足的情况下供病患穿戴使用。

在另一实施例中，第二控制器320及第二无线通信模块330均嵌设于脚底板130，电源340可拆卸的安装于脚底板130上。如此，在电量不足时，病患仅需要通过更换备用电源340即可继续使用。

再一实施例中，控制模组200包括电池230及第一无线充电线圈240，电池230与第一无线充电线圈240分别与第一控制器210连接，检测模组300包括与电源340连接的第二无线充电线圈350，第一控制器210控制第一无线充电线圈240向第二无线充电线圈350发射磁感信号，以对电源340进行充电。通过设置第一无线充电线圈240及第二无线充电线圈350，从而使得控制模组200内的电池230对电源340进行无线充电，使得电源340为压力传感器310、第二无线通信模块330、第二控制器320的正常运行提供持续电能。

具体地，下肢辅助康复机器人10包括与阻尼缸400连接的电机500，第一控制器210与电机500连接，第一控制器210能够对电机500的正反转及转速进行控制。阻尼缸400还包括位于缸体410上的流量调节结构(未示出)，电机500与流量调节结构连接，电机500正转，流量调节结构即可使阻尼缸400的阻尼增大，电机500反转，流量调节结构即可使阻尼缸400的阻尼减小，电机500的转速快慢也决定了阻尼调节的快慢。

具体地，下肢辅助康复机器人10包括能够系于人体腰部的腰带600，控制模组200安装于腰带600上，如此即可较大程度的减小人体腿部的负重，便于病患锻炼行走。在其他实施例中，下肢辅助康复机器人10包括能够背于人体背部的背包，控制模组200放置于背包内，也能够实现同样的技术效果。

另外，为了防止大腿壳体110与小腿壳体120之间相对旋转时发生运动干涉，同时考虑到大腿壳体110、小腿壳体120与人体腿部连接的适应性和舒适性，大腿壳体110上设置有第一缺口112和第二缺口113，小腿壳体120上设置有第三缺口124和第四缺口123。第一缺口112和第三缺口124的设置可避免大腿壳体110和小腿壳体120在发生相互转动时产生干涉，第二缺口113和第四缺口123的设置使得大腿壳体110和小腿壳体120易于适应不同粗细程度的肢体，避免肢体佩戴产生不适。上述各缺口除具备上述优点之外，还可减轻主壳体100重量，有利于下肢辅助康复机器人10整体的轻量化。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种下肢辅助康复机器人，其特征在于，包括：

用于穿戴于人体下肢的主壳体，包括大腿壳体、小腿壳体及脚底板，所述大腿壳体与所述小腿壳体转动连接，所述小腿壳体与所述脚底板可拆卸连接；

控制模组，包括第一控制器及与所述第一控制器连接的第一无线通信模块；

检测模组，包括压力传感器、第二控制器及第二无线通信模块，所述压力传感器安装于所述脚底板上，以检测人体脚底的压力，并将检测结果发送至所述第二控制器，所述第二控制器能够将所述压力传感器检测到的信号顺次经所述第二无线通信模块、所述第一无线通信模块发送至所述第一控制器；及

阻尼缸，包括缸体及活塞杆，所述活塞杆能够伸出或收缩至所述缸体，所述缸体与所述活塞杆的其中一个与所述大腿壳体转动连接，另一个与所述小腿壳体转动连接，所述第一控制器与所述阻尼缸连接，以对所述阻尼缸的阻尼进行调节。

2.根据权利要求1所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述小腿壳体上开设有第一通孔，所述脚底板上开设有第二通孔，螺纹紧固件能够穿设所述第一通孔及所述第二通孔，以将所述小腿壳体与所述脚底板可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述第一通孔为多个，多个所述第一通孔沿远离所述大腿壳体的方向依次设置，所述第二通孔能够择一地与多个所述第一通孔中的一个相对；或者，所述第二通孔为多个，多个所述第二通孔沿远离所述大腿壳体的方向依次设置，所述第一通孔能够择一地与多个所述第二通孔中的一个相对。

4.根据权利要求1所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述检测模组包括电源，所述电源与所述第二控制器连接，以为所述第二控制器供电。

5.根据权利要求4所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述第二控制器、所述电源及所述第二无线通信模块均嵌设于所述脚底板，所述脚底板上形成有用于对所述电源进行充电的充电接口。

6.根据权利要求4所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述第二控制器及所述第二无线通信模块均嵌设于所述脚底板，所述电源可拆卸的安装于所述脚底板上。

7.根据权利要求4所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述控制模组包括电池及第一无线充电线圈，所述电池与所述第一无线充电线圈分别与所述第一控制器连接，所述检测模组包括与所述电源连接的第二无线充电线圈，所述第一控制器控制所述第一无线充电线圈向所述第二无线充电线圈发射磁感信号，以对所述电源进行充电。

8.根据权利要求1所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述下肢辅助康复机器人包括与所述阻尼缸连接的电机，所述第一控制器与所述电机连接，以对所述电机的正反转及转速进行控制，所述电机能够对所述阻尼缸的阻尼进行调节。

9.根据权利要求1所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块均为蓝牙通信模块，或均为无线局域网通信模块，或均为红外数据传输模块，或均为ZigBee通信模块，或均为超宽频通信模块，或均为短距通信模块。

10.根据权利要求1所述的下肢辅助康复机器人，其特征在于，所述下肢辅助康复机器人包括能够系于人体腰部的腰带，所述控制模组安装于所述腰带上；或者，所述下肢辅助康复机器人包括能够背于人体背部的背包，所述控制模组放置于所述背包内。