穿戴式下肢外骨骼机器人及其髋关节调节装置的制作方法

本发明涉及用于康复训练的辅助医疗器械，特别是涉及一种穿戴式下肢外骨骼机器人及其髋关节调节装置。

背景技术：

1、近年来，随着人口老年化的发展，因脑卒中、脊髓神经受伤以及其他各种事故等引起的下肢功能性障碍的患者越来越多。传统的康复治疗方式是通过专业康复医生的专业手法来反复训练，而随着科学技术尤其是机器人技术的发展，下肢外骨骼机器人可在很大程度上代替康复医生去完成枯燥无味的重复训练动作。

2、目前下肢外骨骼机器人处于早期快速发展阶段，其还存在以下问题：目前市面上的下肢外骨骼机器人髋关节不能精确的使外骨骼关节和人体髋关节完全重合，给患者穿戴和康复效果带来影响；而且，前下肢外骨骼髋关节调节大多采用多孔固定档位调节方式，调节时需要使用专用工具，操作不方便。

技术实现思路

1、基于此，提供一种穿戴式下肢外骨骼机器人及其髋关节调节装置，以解决如何操作不便以及穿戴和康复效果不佳的问题。

2、一方面，本发明提供一种髋关节调节装置，包括：

3、基座；

4、两组髋关节调节组件，所述两组髋关节调节组件沿第一方向可移动地设置于所述基座，每组所述髋关节调节组件包括髋关节固定座、髋关节移动件和髋关节模组，所述髋关节固定座与所述基座滑动连接，所述髋关节移动件与所述髋关节模组相连接且能够相对所述髋关节固定座在第二方向移动，以带动所述髋关节模组在第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向相互垂直；及

5、驱动装置，包括第一驱动机构和/或第二驱动机构，其中，所述第一驱动机构用于驱使所述两组髋关节调节组件的所述髋关节固定座在所述第一方向相互靠近或相互远离；所述第二驱动机构用于驱使所述两组髋关节调节组件的髋关节移动件在所述第二方向同步远离所述基座或同步靠近所述基座。

6、在其中一个实施例中，所述基座设有滑轨，所述两组髋关节调节组件的所述髋关节固定座均连接有固定块，每个所述固定块通过滑块与所述滑轨滑动连接和/或所述髋关节固定座开设有滑槽以通过所述滑槽与所述滑轨滑动配合。

7、在其中一个实施例中，所述固定块与相对应的所述髋关节固定座一体成型；和/或，所述第一驱动机构包括传动件、第一连杆、第二连杆和第一驱动组件，所述第一连杆的两端分别铰接于所述传动件与其中一个所述固定块，所述第二连杆的两端分别铰接于所述传动件与另一个所述固定块，所述第一驱动组件用于驱使传动件沿第三方向移动，使得所述传动件分别经所述第一连杆和第二连杆带动相应的所述髋关节固定座沿所述滑轨滑动。

8、在其中一个实施例中，所述第一驱动组件包括电机、同步带和丝杆，所述电机的输出轴和丝杆均设置有与所述同步带相配合的同步轮，以使得所述电机能够经所述同步带带动所述丝杆旋转运动，所述丝杆沿所述第三方向延伸并与所述传动件螺纹配合。

9、在其中一个实施例中，所述第一驱动机构包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸分别与所述两组髋关节调节组件的所述髋关节固定座相连接，并用于驱使两个所述髋关节固定座同时朝相反的方向运动；

10、或者，所述第一驱动机构包括双轴伸电机、第一螺杆和第二螺杆，所述双轴伸电机的两个输出轴分别用于驱使所述第一螺杆和所述第二螺杆同时朝相同的方向运动，所述第一螺杆和所述第二螺杆的螺纹旋向相反并分别与所述两组髋关节调节组件的髋关节固定座螺纹配合。

11、在其中一个实施例中，所述第二驱动机构包括第二驱动组件、驱动轴和两个传动组件，所述第二驱动组件用于驱使所述驱动轴旋转运动，所述驱动轴沿所述第一方向延伸，且所述驱动轴的两端分别设置有第一驱动部和第二驱动部，当所述第二驱动组件带动所述驱动轴旋转运动时，所述第一驱动部和所述第二驱动部分别经两个所述传动组件带动所述两组髋关节调节组件的所述髋关节移动件在所述第二方向移动。

12、在其中一个实施例中，所述髋关节固定座包括垂直连接的第一连接板和第二连接板，所述传动组件包括传动轴、传动丝杆和啮合传动件，所述传动轴和所述传动丝杆分别转动连接于所述第一连接板和所述第二连接板，且彼此之间通过所述啮合传动件传动连接，所述传动轴与所述驱动轴同轴设置并用于将所述驱动轴的扭力矩传递至所述传动丝杆，所述传动丝杆与相应的所述髋关节移动件螺纹连接，所述传动轴与所述驱动轴可轴向相对移动，以在所述髋关节固定座在所述第一方向移动时，所述传动轴与所述驱动轴彼此沿轴向伸缩运动。

13、在其中一个实施例中，所述第一驱动部和/或所述第二驱动部滑动套接于所述传动轴，且滑动地穿设于所述第一连接板；或者，所述传动轴具有插接腔，所述插接腔用于与所述驱动轴可滑动地插接配合。

14、在其中一个实施例中，所述髋关节移动件与所述第二连接板滑动连接。

15、在其中一个实施例中，所述两组髋关节调节组件镜像对称设置，且彼此间的镜像面与所述第一方向相垂直。

16、在其中一个实施例中，包括控制箱组件，所述控制箱组件包括壳体以及设置于所述壳体内的控制器，所述壳体的相对两侧设有避空槽，所述基座与所述壳体相连接，并使得所述髋关节固定座从所述避空槽伸出所述壳体，所述控制器用于接收控制指令并根据所述控制指令控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构运动。

17、另一方面，本发明提供一种穿戴式下肢外骨骼机器人，包括下肢组件以及如上述的髋关节调节装置，所述下肢组件包括左腿模块和右腿模块，所述左腿模块与所述右腿模块分别与所述两组髋关节调节组件的所述髋关节模组相连接。

18、上述的穿戴式下肢外骨骼机器人及其髋关节调节装置，两组髋关节调节组件，所述两组髋关节调节组件沿第一方向可移动地设置于所述基座，从而可以调整两组髋关节调节组件在第一方向上的相对位置，且各髋关节调节组件中，髋关节移动件能够带动髋关节模块在第二方向移动，这样将具有该髋关节调节装置的穿戴式下肢外骨骼机器人穿戴至人体下肢，并使得第一方向与额状轴对应、第二方向与矢状轴对应时，利用该髋关节调节装置可以便捷地将髋关节模组调整至与人体髋关节相重合，以改善患者穿戴舒适性并提升康复效果。特别地，利用第一驱动机构和第二驱动机构能够分别实现两组髋关节调节组件的髋关节模组在第一方向上的相对位置调整以及第二方向上的同步运动，以便同时调整左、右髋关节模组的位置，降低调节难度

技术特征：

1.一种髋关节调节装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述基座设有滑轨，所述两组髋关节调节组件的所述髋关节固定座均连接有固定块，每个所述固定块通过滑块与所述滑轨滑动连接和/或所述髋关节固定座开设有滑槽以通过所述滑槽与所述滑轨滑动配合。

3.根据权利要求2所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述固定块与相对应的所述髋关节固定座一体成型；和/或，所述第一驱动机构包括传动件、第一连杆、第二连杆和第一驱动组件，所述第一连杆的两端分别铰接于所述传动件与其中一个所述固定块，所述第二连杆的两端分别铰接于所述传动件与另一个所述固定块，所述第一驱动组件用于驱使传动件沿第三方向移动，使得所述传动件分别经所述第一连杆和第二连杆带动相应的所述髋关节固定座沿所述滑轨滑动。

4.根据权利要求3所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括电机、同步带和丝杆，所述电机的输出轴和丝杆均设置有与所述同步带相配合的同步轮，以使得所述电机能够经所述同步带带动所述丝杆旋转运动，所述丝杆沿所述第三方向延伸并与所述传动件螺纹配合。

5.根据权利要求1所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸分别与所述两组髋关节调节组件的所述髋关节固定座相连接，并用于驱使两个所述髋关节固定座同时朝相反的方向运动；

6.根据权利要求1所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二驱动组件、驱动轴和两个传动组件，所述第二驱动组件用于驱使所述驱动轴旋转运动，所述驱动轴沿所述第一方向延伸，且所述驱动轴的两端分别设置有第一驱动部和第二驱动部，当所述第二驱动组件带动所述驱动轴旋转运动时，所述第一驱动部和所述第二驱动部分别经两个所述传动组件带动所述两组髋关节调节组件的所述髋关节移动件在所述第二方向移动。

7.根据权利要求6所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述髋关节固定座包括垂直连接的第一连接板和第二连接板，所述传动组件包括传动轴、传动丝杆和啮合传动件，所述传动轴和所述传动丝杆分别转动连接于所述第一连接板和所述第二连接板，且彼此之间通过所述啮合传动件传动连接，所述传动轴与所述驱动轴同轴设置并用于将所述驱动轴的扭力矩传递至所述传动丝杆，所述传动丝杆与相应的所述髋关节移动件螺纹连接，所述传动轴与所述驱动轴可轴向相对移动，以在所述髋关节固定座在所述第一方向移动时，所述传动轴与所述驱动轴彼此沿轴向伸缩运动。

8.根据权利要求7所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述第一驱动部和/或所述第二驱动部滑动套接于所述传动轴，且滑动地穿设于所述第一连接板；或者，所述传动轴具有插接腔，所述插接腔用于与所述驱动轴可滑动地插接配合。

9.根据权利要求7或8所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述髋关节移动件与所述第二连接板滑动连接。

10.根据权利要求1所述的髋关节调节装置，其特征在于，所述两组髋关节调节组件镜像对称设置，且彼此间的镜像面与所述第一方向相垂直。

11.根据权利要求1所述的髋关节调节装置，其特征在于，包括控制箱组件，所述控制箱组件包括壳体以及设置于所述壳体内的控制器，所述壳体的相对两侧设有避空槽，所述基座与所述壳体相连接，并使得所述髋关节固定座从所述避空槽伸出所述壳体，所述控制器用于接收控制指令并根据所述控制指令控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构运动。

12.一种穿戴式下肢外骨骼机器人，其特征在于，包括下肢组件以及如权利要求1-11任一项所述的髋关节调节装置，所述下肢组件包括左腿模块和右腿模块，所述左腿模块与所述右腿模块分别与所述两组髋关节调节组件的所述髋关节模组相连接。

技术总结
本发明涉及一种穿戴式下肢外骨骼机器人及其髋关节调节装置，该髋关节调节装置包括基座、两组髋关节调节组件和驱动装置，髋关节调节组件包括髋关节固定座、髋关节移动件和髋关节模组，驱动装置包括第一驱动机构和/或第二驱动机构，其中，第一驱动机构用于驱使髋关节固定座在第一方向相互靠近或远离，第二驱动机构用于驱使髋关节移动件带动髋关节模组在第二方向同步远离或靠近基座。本发明的穿戴式下肢外骨骼机器人及其髋关节调节装置，能够满足两组髋关节模组在第一方向上以及第二方向上的位置调整需要，以便将髋关节模组调整至与人体髋关节相重合，以改善患者穿戴舒适性并提升康复效果。

技术研发人员：何贵生,于瑞贞,李其美,高志军,华东
受保护的技术使用者：上海神泰医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12