本申请涉及机器人，尤其涉及一种新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼。
背景技术：
1、骨折术后的康复训练极大的影响着关节功能的恢复效果，随着康复机器人技术的发展，膝关节康复外骨骼已能够辅助甚至代替理疗师完成患者的部分康复训练。中国专利《一种自适应紧固的多模态仿生膝关节康复外骨骼》(公开号：cn118697588a)，公开了一种自适应紧固的多模态仿生膝关节康复外骨骼，该膝关节康复外骨骼中的大腿模块与小腿模块通过连杆机构相连，构成仿生四杆机构，能够复现人体膝关节转动时的瞬心变化轨迹，缓解康复训练时因运动中心不重合而造成的关节肿痛。但是，参照图1至图3，由于该膝关节康复外骨骼中连接小腿模块中的下滑块01和上滑块02的拉伸机构包括两个推杆03和导向组件04，导向组件04包括t型导向柱041和与t型导向柱041相适配的t型导向槽042。t型导向柱041设置在下滑块01内，t型导向槽042设置在上滑块02上，推杆03的尾部位于t型导向柱041的凹部内。因此，牵引过程中的摩擦力较大，且在无法及时检测拉伸过程中牵引力的变化。
技术实现思路
1、本申请的实施例提供一种新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，不仅能够减小牵引过程中的摩擦力，而且可以及时检测拉伸过程中牵引力的变化。
2、为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，包括小腿模块；小腿模块包括小腿壳体组件和分别设置在小腿壳体组件左右侧的滑块组件；滑块组件包括上滑块、下滑块和两个拉伸机构；拉伸机构包括推杆、拉压力传感器、推杆套筒和微型滑轨组件；推杆的尾部固连在下滑块上，头部连接在推杆套筒的前端；拉压力传感器的头部固连在上滑块上，尾部连接在推杆套筒的后端；拉压力传感器能够实时检测关节牵引过程中的牵引力变化；微型滑轨组件的两端分别连接上滑块和下滑块。
3、进一步地，所述上滑块的前端设有两个传感器头部安装孔，两个拉压力传感器的头部连接在对应的传感器头部安装孔内；下滑块的上表面上设有两个推杆尾部安装槽；两个推杆的尾部固连在对应的推杆尾部安装槽内。
4、进一步地，所述推杆套筒为长方体结构；推杆套筒的后表面上设有传感器尾部安装孔，拉压力传感器的尾部连接在传感器尾部安装孔内；推杆套筒的前表面上开设推杆头部安装孔，推杆头部安装孔的顶壁面和底壁面上均设有连接孔，推杆的头部伸入推杆头部安装孔内，并通过插入连接孔内的螺栓与推杆套筒连接。
5、进一步地，所述微型滑轨组件包括微型滑轨和滑动连接在微型滑轨上的微型滑块；微型滑块与上滑块连接；微型滑轨与下滑块连接。
6、进一步地，所述上滑块的前端设有两个滑块安装槽；下滑块内设有两个滑轨安装槽；两个微型滑轨的后端分别连接在对应的滑块安装槽内，两个微型滑轨的前端分别伸入对应的滑轨安装槽内，并与对应的微型滑块滑动连接。
7、进一步地，两个所述滑块安装槽分别位于对应的传感器头部安装孔的下方；两个滑轨安装槽分别位于对应的推杆尾部安装槽的下方。
8、进一步地，所述新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼还包括底座、大腿模块、两个驱动电机和两组连杆机构；大腿模块和两个驱动电机均连接在底座上；小腿模块的左右侧通过连杆机构与大腿模块连接；连杆机构包括驱动杆和辅助杆；驱动杆的后端固连驱动电机，前端铰接小腿模块，辅助杆的后端铰接大腿模块，前端铰接小腿模块；小腿壳体组件包括圆弧形柔性小腿壳体；圆弧形柔性小腿壳体包括中间段和连接在中间段两侧的侧方段；中间段采用柔性材料；侧方段采用刚性材料。
9、进一步地，所述大腿模块包括两个大腿支架和连接在两个大腿支架之间的大腿壳体组件；大腿支架固连在底座上；辅助杆的后端连接大腿支架，前端连接小腿模块。
10、进一步地，所述驱动电机包括盘式电机、电机外壳和限位盘；盘式电机的固定端通过限位盘连接在大腿模块上；电机外壳扣合在限位盘上；盘式电机的输出端穿过限位盘上的通孔后与驱动杆连接。
11、进一步地，所述圆弧形柔性小腿壳体内侧设有小腿气囊；小腿气囊内部布置有小腿薄膜压力传感器；大腿壳体组件包括圆弧形刚性大腿壳体；圆弧形刚性大腿壳体内侧设有大腿气囊；大腿气囊内部布置有大腿薄膜压力传感器。
12、本申请相比现有技术具有以下有益效果：
13、1、本申请实施例膝关节康复外骨骼，通过在上滑块和下滑块之间设置微型滑轨组件，减小了牵引过程中的摩擦力，并通过设置推杆套筒，将拉压力传感器连接在上滑块与推杆之间，从而能够实时检测关节拉伸过程中的牵引力变化。
14、2、本申请实施例膝关节康复外骨骼中的圆弧形柔性小腿壳体的中间段采用柔性材料，因此，圆弧形柔性小腿壳体两侧可发生小范围偏转，增加了一个运动自由度，同时外骨骼结构左右两侧均布置有驱动电机，通过控制两侧驱动电机转动角度的相位差，能够精确控制柔性小腿壳体的偏转角度，模拟人体膝关节屈曲运动时胫骨内旋的生理特性。
15、3、本申请实施例膝关节康复外骨骼，通过在小腿气囊和大腿气囊内侧布置薄膜压力传感器，用于检测人体小腿、大腿与外骨骼间的交互力变化情况，一方面能够通过压力阈值控制气囊充气程度，另一方面能够实时监测康复训练过程中的力变化情况。
1.一种新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，包括小腿模块；小腿模块包括小腿壳体组件和分别设置在小腿壳体组件左右侧的滑块组件；滑块组件包括上滑块、下滑块和两个拉伸机构；拉伸机构包括推杆、拉压力传感器、推杆套筒和微型滑轨组件；推杆的尾部固连在下滑块上，头部连接在推杆套筒的前端；拉压力传感器的头部固连在上滑块上，尾部连接在推杆套筒的后端；拉压力传感器能够实时检测关节牵引过程中的牵引力变化；微型滑轨组件的两端分别连接上滑块和下滑块。
2.根据权利要求1所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，所述上滑块的前端设有两个传感器头部安装孔，两个拉压力传感器的头部连接在对应的传感器头部安装孔内；下滑块的上表面上设有两个推杆尾部安装槽；两个推杆的尾部固连在对应的推杆尾部安装槽内。
3.根据权利要求2所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，所述推杆套筒为长方体结构；推杆套筒的后表面上设有传感器尾部安装孔，拉压力传感器的尾部连接在传感器尾部安装孔内；推杆套筒的前表面上开设推杆头部安装孔，推杆头部安装孔的顶壁面和底壁面上均设有连接孔，推杆的头部伸入推杆头部安装孔内，并通过插入连接孔内的螺栓与推杆套筒连接。
4.根据权利要求3所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，所述微型滑轨组件包括微型滑轨和滑动连接在微型滑轨上的微型滑块；微型滑块与上滑块连接；微型滑轨与下滑块连接。
5.根据权利要求4所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，所述上滑块的前端设有两个滑块安装槽；下滑块内设有两个滑轨安装槽；两个微型滑轨的尾部分别连接在对应的滑轨安装槽内，两个微型滑轨的头部分别伸入对应的滑块安装槽内，并与对应的微型滑块滑动连接。
6.根据权利要求5所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，两个所述滑块安装槽分别位于对应的传感器头部安装孔的下方；两个滑轨安装槽分别位于对应的推杆尾部安装槽的下方。
7.根据权利要求6所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，还包括底座、大腿模块、两个驱动电机和两组连杆机构；大腿模块和两个驱动电机均连接在底座上；小腿模块的左右侧通过连杆机构与大腿模块连接；连杆机构包括驱动杆和辅助杆；驱动杆的后端固连驱动电机，前端铰接小腿模块，辅助杆的后端铰接大腿模块，前端铰接小腿模块；小腿壳体组件包括圆弧形柔性小腿壳体；圆弧形柔性小腿壳体包括中间段和连接在中间段两侧的侧方段；中间段采用柔性材料；侧方段采用刚性材料。
8.根据权利要求7所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，所述大腿模块包括两个大腿支架和连接在两个大腿支架之间的大腿壳体组件；大腿支架固连在底座上；辅助杆的后端连接大腿支架，前端连接小腿模块。
9.根据权利要求8所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，所述驱动电机包括盘式电机、电机外壳和限位盘；盘式电机的固定端通过限位盘连接在大腿模块上；电机外壳扣合在限位盘上；盘式电机的输出端穿过限位盘上的通孔后与驱动杆连接。
10.根据权利要求9所述的新型力感知多模式仿生膝关节康复外骨骼，其特征在于，所述圆弧形柔性小腿壳体内侧设有小腿气囊；小腿气囊内部布置有小腿薄膜压力传感器；大腿壳体组件包括圆弧形刚性大腿壳体；圆弧形刚性大腿壳体内侧设有大腿气囊；大腿气囊内部布置有大腿薄膜压力传感器。