一种多自由度下肢外骨骼康复机器人及控制系统

本发明医疗康复器械，具体是一种多自由度下肢外骨骼康复机器人及控制系统。

背景技术：

1、下肢康复外骨骼其功能主要包括：维持关节活动度、防止关节挛缩、纠正步态、重塑神经系统等；

2、现阶段我国的人口老龄化问题越来越严重，同时由于中风等疾病或意外所导致的下肢残障人士也在逐年增加，老年人及残障人士对康复医疗设备的需求越来越大，但目前下肢外骨骼康复机器人大都存在适应性不高、穿戴困难以及对考虑人体的生理力学和运动的机理，从而导致用户的康复效果受到影响。

3、为此；我们提出一种多自由度下肢外骨骼康复机器人及控制系统。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种多自由度下肢外骨骼康复机器人及控制系统，具有可调节高度以此获得更广的普适性的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多自由度下肢外骨骼康复机器人及控制系统，包括底板以及两个第四连接块，两个所述第四连接块内部均滑动安装有第三连接块，所述第三连接块一侧表面均转动安装有第二连接块，所述第三连接块与所述第二连接块相对应的位置均设置有第二转轴，所述第二连接块内部均滑动安装有第一连接块，所述第四连接块以及所述第二连接块的一侧表面分别开设有上部限位孔与下部限位孔若干，所述第三连接块与所述第一连接块的一侧表面分别滑动安装有上部按压头与下部按压头。

3、优选的，所述上部按压头与所述下部按压头的大小尺寸分别与所述上部限位孔以及所述下部限位孔相适配，所述第一连接块的内部开设有滑动仓，所述下部按压头的下表面与所述滑动仓内壁下表面之间固定安装有弹簧若干，所述第一连接块的表面转动安装有踏板。

4、优选的，所述第一连接块以及所述踏板之间转动安装有第一转轴，所述踏板上表面固定安装有紧固带。

5、优选的，两个所述第三连接块一侧表面均固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的下端固定安装有固定块，两个所述第二连接块一侧表面均固定安装有限位块，所述限位块以及所述固定块之间转动安装有第三转轴。

6、优选的，所述限位块开设有凹槽，所述固定块的下部位于所述限位块凹槽内部，且所述固定块的下表面与所述限位块的下表面位于同一水平高度。

7、优选的，所述底板上表面中央部位设置有履带，所述底板上表面固定安装有四个伸缩杆，四个所述伸缩杆的上端固定安装有栏杆扶手，一侧所述栏杆扶手的上表面设置有液晶显示屏以及操纵按钮。

8、优选的，所述第四连接块以及所述第二连接块的一侧表面分别固定安装有上部连接软板以及下部连接软板，所述上部连接软板以及所述下部连接软板的表面均开设有连接孔若干。

9、优选的，所述第四连接块的上端均设置有齿轮槽，所述第四连接块内部转动安装有第四转轴，所述第四连接块之间设置有连接板，所述第四连接块通过所述第四转轴与所述连接板转动连接，所述连接板内测表面对称固定安装有电机仓，所述电机仓内部电机的输出端均贯穿所述连接板并延伸至其外部且固定安装有主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿轮槽啮合连接。

10、优选的，所述连接板外侧表面固定安装有控制器以及设备电池，所述控制器的表面设置有连接线，所述控制器通过所述连接线与所述电动伸缩杆以及所述电机仓中的伺服电机电性连接，所述连接板内侧表面固定安装有缓冲垫板，所述缓冲垫板一侧表面固定安装有腰部连接软板，所述腰部连接软板表面开设有所述连接孔若干，所述腰部连接软板的上表面固定安装有可调节背带。

11、一种多自由度下肢外骨骼康复机器人及控制系统，包括控制体系：

12、所述控制体系包括设备电源、操纵面板、控制器以及行动组件，所述设备电源与所述操纵面板、所述控制器以及所述行动组件均电性连接；

13、所述操纵面板包括所述液晶显示屏以及所述操纵按钮，所述操纵面板通过电信号与所述控制器进行连接，通过所述操纵面板对所述控制器进行控制，从而对下肢外骨骼进行控制；

14、所述控制器通过所述连接线与所述电动伸缩杆以及所述伺服电机电性连接；

15、所述行动组件包括大腿行动组件以及小腿行动组件；

16、所述大腿行动组件包括所述伺服电机、所述第四连接块以及所述第三连接块，所述伺服电机的输出端固定连接有所述主动齿轮，所述主动齿轮啮合连接有所述齿轮槽；

17、所述小腿行动组件包括所述电动伸缩杆、所述第一连接块以及所述第二连接块。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、1、本发明，第四连接块与第三连接块滑动安装，通过设置的第四连接块以及第三连接块能够对其的整体长度进行调节，从而与患者大腿长度相适配，从而能够提高患者穿戴后的舒适性，避免出现长度过高或者过短而带来的不适，通过设置的第二连接块以及第一连接块能够通过调整整体长度来与患者的小腿长度进行适配，通过调整设备大腿以及小腿的长度能够使得设备适合不同身高的患者，从而提高了设备的普适性。

20、2、本发明，电动伸缩杆在接通电源的情况下能够进行伸缩，当电动伸缩杆收缩时会带动设备的小腿组件向后上方抬升，从而协助用户完成小腿向后上方的抬升动作，通过设置的限位块还可以对固定块的转动角度进行限制，防止设备出现小腿向前上方抬升，防止对患者的腿部造成更严重的伤害。

技术特征：

1.一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，包括底板(3)以及两个第四连接块(16)；其特征在于，两个所述第四连接块(16)内部均滑动安装有第三连接块(15)，所述第三连接块(15)一侧表面均转动安装有第二连接块(11)，所述第三连接块(15)与所述第二连接块(11)相对应的位置均设置有第二转轴(14)，所述第二连接块(11)内部均滑动安装有第一连接块(10)，所述第四连接块(16)以及所述第二连接块(11)的一侧表面分别开设有上部限位孔(19)与下部限位孔(17)若干，所述第三连接块(15)与所述第一连接块(10)的一侧表面分别滑动安装有上部按压头(20)与下部按压头(18)。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：所述上部按压头(20)与所述下部按压头(18)的大小尺寸分别与所述上部限位孔(19)以及所述下部限位孔(17)相适配，所述第一连接块(10)的内部开设有滑动仓(37)，所述下部按压头(18)的下表面与所述滑动仓(37)内壁下表面之间固定安装有弹簧(38)若干，所述第一连接块(10)的表面转动安装有踏板(7)。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：所述第一连接块(10)以及所述踏板(7)之间转动安装有第一转轴(9)，所述踏板(7)上表面固定安装有紧固带(8)。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：两个所述第三连接块(15)一侧表面均固定安装有电动伸缩杆(24)，所述电动伸缩杆(24)的下端固定安装有固定块(23)，两个所述第二连接块(11)一侧表面均固定安装有限位块(21)，所述限位块(21)以及所述固定块(23)之间转动安装有第三转轴(22)。

5.根据权利要求4所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：所述限位块(21)开设有凹槽，所述固定块(23)的下部位于所述限位块(21)凹槽内部，且所述固定块(23)的下表面与所述限位块(21)的下表面位于同一水平高度。

6.根据权利要求1所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：所述底板(3)上表面中央部位设置有履带(4)，所述底板(3)上表面固定安装有四个伸缩杆(2)，四个所述伸缩杆(2)的上端固定安装有栏杆扶手(1)，一侧所述栏杆扶手(1)的上表面设置有液晶显示屏(5)以及操纵按钮(6)。

7.根据权利要求1所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：所述第四连接块(16)以及所述第二连接块(11)的一侧表面分别固定安装有上部连接软板(26)以及下部连接软板(12)，所述上部连接软板(26)以及所述下部连接软板(12)的表面均开设有连接孔(13)若干。

8.根据权利要求4所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：所述第四连接块(16)的上端均设置有齿轮槽(27)，所述第四连接块(16)内部转动安装有第四转轴(28)，所述第四连接块(16)之间设置有连接板(30)，所述第四连接块(16)通过所述第四转轴(28)与所述连接板(30)转动连接，所述连接板(30)内测表面对称固定安装有电机仓(33)，所述电机仓(33)内部电机的输出端均贯穿所述连接板(3)并延伸至其外部且固定安装有主动齿轮(29)，所述主动齿轮(29)与所述齿轮槽(27)啮合连接。

9.根据权利要求8所述的一种多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于：所述连接板(30)外侧表面固定安装有控制器(31)以及设备电池(32)，所述控制器(31)的表面设置有连接线(25)，所述控制器(31)通过所述连接线(25)与所述电动伸缩杆(24)以及所述电机仓(33)中的伺服电机电性连接，所述连接板(30)内侧表面固定安装有缓冲垫板(36)，所述缓冲垫板(36)一侧表面固定安装有腰部连接软板(34)，所述腰部连接软板(34)表面开设有所述连接孔(13)若干，所述腰部连接软板(34)的上表面固定安装有可调节背带(35)。

10.一种多自由度下肢外骨骼康复机器人的控制系统，应用于权利要求1-9任一项所述的多自由度下肢外骨骼康复机器人，其特征在于，包括控制体系：

技术总结
本发明属于医疗康复器械技术领域，且公开了一种多自由度下肢外骨骼康复机器人及控制系统，包括底板以及两个第四连接块，两个第四连接块内部均滑动安装有第三连接块，第三连接块一侧表面均转动安装有第二连接块，第三连接块与第二连接块相对应的位置均设置有第二转轴，第二连接块内部均滑动安装有第一连接块，第四连接块以及第二连接块的一侧表面分别开设有上部限位孔与下部限位孔若干，第三连接块与第一连接块的一侧表面分别滑动安装有上部按压头与下部按压头；本发明通过设置的第四连接块以及第三连接块能够对其的整体长度进行调节，通过设置的第二连接块以及第一连接块能够通过调整整体长度来与患者的小腿长度进行适配，提高设备的普适性。

技术研发人员：查朦,任俊楠,钱黎明,杨阳,陈云,张昌盛
受保护的技术使用者：南通理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16