一种下肢关节康复机器人的制作方法

本发明涉及一种康复机器人领域，具体是一种下肢关节康复机器人。

背景技术：

近年来，康复机器人以其自动化、精确化以及智能化的特点开始逐渐替代传统的人工物理治疗。康复机器人可分为辅助型和治疗型两种，其中治疗型下肢康复机器人可以划分为单自由度和多自由度下肢康复机器人。单自由度下肢康复训练机器人运动单一，其应用范围仅限于局部关节的康复，无法实现腿部各个关节的协调运动，训练效果不佳；多关节下肢康复训练机器人能够帮助患者进行多种多样的主被动训练，根据患者的情况确定个性化的训练模式。目前，国内医院应用的下肢康复设备大多为单自由度康复训练器，多自由度下肢康复训练机器人主要依赖进口，价格昂贵。

近几年，国内开始对多自由度下肢康复训练机器人进行研究，授权公告号为cn102949281b的中国发明专利公开了一种下肢关节康复机器人，用于对下肢残障者进行被动、主动和助力训练。又如授权公告号cn104287940b的中国专利公开了一种下肢关节康复训练机器人，其通过膝关节和髓关节装置采用高速级同步带、低速级齿轮传动，机械腿大腿和小腿调节装置分别采用电动推杆和直线滑轨构成的摆动推杆滑块机构，可实现机械腿长度的调节以适应不同身高患者。但是上述专利中均采用脚步踏板来实现患者脚步的支撑，而实际运用中采用踏板的方式不利于患者脚部着地，使得难以模拟真实的行走，导致影响主动康复效果，另外其尺寸与位置均不可调节，难以满足不同患者的需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：现有的技术均采用脚步踏板来实现患者脚步的支撑，而实际运用中采用踏板的方式不利于患者脚部着地，使得难以模拟真实的行走，导致影响主动康复效果，另外其尺寸与位置均不可调节，难以满足不同患者的需求。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种下肢关节康复机器人，包括固定支架总成、机械大腿段及机械小腿段，所述固定支架总成一端通过第一关节轴承与机械大腿段上端铰接，所述机械大腿段下端通过第二关节轴承与机械小腿段铰接，所述机械大腿段及机械小腿段上均设置有多个用于支撑腿部的腿部辅助支撑架，所述腿部辅助支撑架位于同一竖直面内；所述机械小腿段上设置有脚部辅助支撑装置，所述脚部辅助支撑装置包括固定安装架、脚尖挂杆及脚尖挂架，所述固定安装架一端与机械小腿段连接，所述固定安装架另一端与脚尖挂杆铰接，所述脚尖挂杆上设置有两组用于安装脚尖吊带的脚尖挂架，所述脚尖挂架能够在脚尖挂杆上滑动。通过脚部辅助支撑装置来安装脚尖吊带，继而在保证患者能够脚部着地模拟真实的行走的情况下，避免其脚尖不受力剐蹭地面，从而保证了主动康复效果。

作为本发明进一步的方案：所述机械大腿段上端设置有第一丝杆铰接接头，所述固定支架总成下端设置有带有第一丝杆的第一丝杆螺母座，所述第一丝杆端部与第一丝杆铰接接头铰接，所述第一丝杆螺母座一侧设置有驱动其动作的第一电机。用于机械大腿段的姿势角度调整。

作为本发明再进一步的方案：所述机械大腿段上端设置有第二丝杆铰接接头，所述机械小腿段上端设置有带有第二丝杆的第二丝杆螺母座，所述第二丝杆端部与第二丝杆铰接接头铰接，所述第二丝杆螺母座一侧设置有驱动其动作的第二电机。用于机械小腿段的姿势角度调整。

作为本发明再进一步的方案：所述脚尖挂架包括挂架外套及限位杆，所述挂架外套套装于脚尖挂杆外，所述脚尖挂杆上对应设置有与限位杆匹配的滑槽，所述限位杆一端与挂架外套一侧内壁连接，所述限位杆另一端穿过滑槽与挂架外套另一侧内壁连接。通过挂架外套的滑动，能够实现脚尖吊带位置及尺寸的调整，使其满足不同患者的需求。

作为本发明再进一步的方案：所述脚尖挂架内设置有自动锁紧装置，所述自动锁紧装置包括与脚尖挂杆下端存在间距的挂架底板，所述挂架底板固定于挂架外套之间，所述挂架底板上设置有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧与脚尖挂杆下端之间设置有第一复位块，所述第一复位块上端设置有定位凸起，所述脚尖挂杆下端对应设置有多个与定位凸起匹配的定位凹槽。在脚尖挂架滑动到需要调整的位置后，在第一复位弹簧的作用下第一复位块上移复位，继而使得定位凸起插入到定位凹槽内，实现了脚尖挂架整体的快速定位，保证其后续使用时的位置稳定。

作为本发明再进一步的方案：所述脚尖挂架内还设置有用于将自动锁紧装置解锁的解锁装置，所述解锁装置包括下压块，所述下压块下压延伸至第一复位块上端与其抵触，所述下压块上端延伸至脚尖挂架外与按钮连接。通过下压块按压第一复位块，使得定位凸起脱离定位凹槽，进而方便脚尖挂架的移动。

作为本发明再进一步的方案：所述下压块为槽钢制成，所述下压块两臂卡于脚尖挂杆外侧且其长度大于脚尖挂杆的高度。

作为本发明再进一步的方案：所述固定安装架与脚尖挂杆铰接处设置有限位模块，所述固定安装架上对应设置有与限位模块匹配的放置腔；所述限位模块内设置有安装槽，所述安装槽内通过铰接销轴铰接有杠杆，所述杠杆一端与其上方的带有压帽的压杆抵触，所述杠杆另一端与其下方的定位销卡接；所述定位销为水平布置，所述定位销一端通过第二复位弹簧与放置腔内壁连接，所述定位销另一端延伸至固定安装架外与脚尖挂杆端部抵触，所述脚尖挂杆端部上对应设置有与定位销匹配的定位孔。限位模块为整体式模块化生产，便于工业化生产；同时能够直接放入放置腔内或者从放置腔内拿出，安装与维修方便。其在需要使用脚尖挂架时，通过旋转脚尖挂杆能够挤压定位销压缩第二复位弹簧，并在脚尖挂架到达使用位置后恰好使定位销插入脚尖挂杆的定位孔内，实现脚尖挂杆的姿势稳定；而在不需要使用脚尖挂架时，也能够通过按压压帽，通过杠杆实现定位销的缩回，进而方便将脚尖挂杆向外侧摆动。

作为本发明再进一步的方案：设有定位孔的脚尖挂杆端部沿其旋转方向呈逐渐远离定位销的倾斜面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明撤去了脚踏板的使用，通过脚部辅助支撑装置来安装脚尖吊带，继而在保证患者能够脚部着地模拟真实的行走的情况下，避免其脚尖不受力剐蹭地面，从而保证了主动康复效果。

2、通过第一丝杆及第二丝杆能够实现机械大腿段及机械小腿段的姿势位置调整。

3、通过挂架外套的滑动，能够实现脚尖吊带位置及尺寸的调整，使其满足不同患者的需求。

4、在脚尖挂架滑动到需要调整的位置后，在第一复位弹簧的作用下第一复位块上移复位，继而使得定位凸起插入到定位凹槽内，实现了脚尖挂架整体的快速定位，保证其后续使用时的位置稳定。

5、限位模块为整体式模块化生产，便于工业化生产；同时能够直接放入放置腔内或者从放置腔内拿出，安装与维修方便。同时其在需要使用脚尖挂架时，通过旋转脚尖挂杆能够挤压定位销压缩第二复位弹簧，并在脚尖挂架到达使用位置后恰好使定位销插入脚尖挂杆的定位孔内，实现脚尖挂杆的姿势稳定；而在不需要使用脚尖挂架时，也能够通过按压压帽，通过杠杆实现定位销的缩回，进而方便将脚尖挂杆向外侧摆动。

附图说明

图1为实施例中下肢关节康复机器人的主视图。

图2为实施例中下肢关节康复机器人的俯视图。

图3为实施例中脚尖挂架及脚尖挂杆的结构图。

图4为实施例中脚尖挂架处的剖视图。

图5为实施例中限位模块的局部放大图。

图中：1-固定支架总成，11-第一关节轴承，12-第一丝杆，13-第一丝杆螺母座，14-第一电机，2-机械大腿段，21-第一丝杆铰接接头，22-第二丝杆铰接接头，23-第二丝杆，24-第二丝杆螺母座，25-第二电机，26-第二关节轴承，3-机械小腿段，4-腿部辅助支撑架，5-脚部辅助支撑装置，51-固定安装架，52-脚尖挂架，521-挂架外套，522-下压块，523-按钮，524-限位杆，525-挂架底板，526-第一复位弹簧，527-第一复位块，528-定位凸起，53-脚尖挂杆，531-滑槽，6-限位模块，61-安装槽，62-杠杆，63-铰接销轴，64-压杆，65-压帽，66-定位销，67-第二复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种下肢关节康复机器人，包括固定支架总成1、机械大腿段2及机械小腿段3，所述固定支架总成1一端通过第一关节轴承11与机械大腿段2上端铰接，所述机械大腿段2下端通过第二关节轴承26与机械小腿段3铰接，所述机械大腿段2及机械小腿段3上均设置有多个用于支撑腿部的腿部辅助支撑架4，所述腿部辅助支撑架4位于同一竖直面内；所述机械小腿段3上设置有脚部辅助支撑装置5，所述脚部辅助支撑装置5包括固定安装架51、脚尖挂杆53及脚尖挂架52，所述固定安装架51一端与机械小腿段3连接，所述固定安装架51另一端与脚尖挂杆53铰接，所述脚尖挂杆53上设置有两组用于安装脚尖吊带的脚尖挂架52，所述脚尖挂架52能够在脚尖挂杆53上滑动；所述固定安装架51与脚尖挂杆53铰接处设置有限位模块6，所述固定安装架51上对应设置有与限位模块6匹配的放置腔；所述限位模块6内设置有安装槽61，所述安装槽61内通过铰接销轴63铰接有杠杆62，所述杠杆62一端与其上方的带有压帽65的压杆64抵触，所述杠杆62另一端与其下方的定位销66卡接；所述定位销66为水平布置，所述定位销66一端通过第二复位弹簧67与放置腔内壁连接，所述定位销66另一端延伸至固定安装架51外与脚尖挂杆53端部抵触，所述脚尖挂杆53端部上对应设置有与定位销66匹配的定位孔。

本发明的工作原理是：通过脚部辅助支撑装置5来安装脚尖吊带，继而在保证患者能够脚部着地模拟真实的行走的情况下，避免其脚尖不受力剐蹭地面，从而保证了主动康复效果；在需要使用脚尖挂架52时，通过旋转脚尖挂杆53能够挤压定位销66压缩第二复位弹簧67，并在脚尖挂架52到达使用位置后恰好使定位销66插入脚尖挂杆53的定位孔内，实现脚尖挂杆53的姿势稳定；而在不需要使用脚尖挂架52时，也能够通过按压压帽65，通过杠杆62实现定位销66的缩回，进而方便将脚尖挂杆53向外侧摆动。

作为可选的方案，所述机械大腿段2上端设置有第一丝杆铰接接头21，所述固定支架总成1下端设置有带有第一丝杆12的第一丝杆螺母座13，所述第一丝杆12端部与第一丝杆铰接接头21铰接，所述第一丝杆螺母座13一侧设置有驱动其动作的第一电机14。用于机械大腿段2的姿势角度调整。

作为可选的方案，所述机械大腿段2上端设置有第二丝杆铰接接头22，所述机械小腿段3上端设置有带有第二丝杆23的第二丝杆螺母座24，所述第二丝杆23端部与第二丝杆铰接接头22铰接，所述第二丝杆螺母座24一侧设置有驱动其动作的第二电机25。用于机械小腿段3的姿势角度调整。

作为可选的方案，所述脚尖挂架5包括挂架外套521及限位杆524，所述挂架外套521套装于脚尖挂杆53外，所述脚尖挂杆53上对应设置有与限位杆524匹配的滑槽531，所述限位杆524一端与挂架外套521一侧内壁连接，所述限位杆524另一端穿过滑槽531与挂架外套521另一侧内壁连接。通过挂架外套521的滑动，能够实现脚尖吊带位置及尺寸的调整，使其满足不同患者的需求。

作为可选的方案，所述脚尖挂架53内设置有自动锁紧装置，所述自动锁紧装置包括与脚尖挂杆53下端存在间距的挂架底板525，所述挂架底板525固定于挂架外套521之间，所述挂架底板525上设置有第一复位弹簧526，所述第一复位弹簧526与脚尖挂杆53下端之间设置有第一复位块527，所述第一复位块527上端设置有定位凸起528，所述脚尖挂杆53下端对应设置有多个与定位凸起528匹配的定位凹槽。在脚尖挂架52滑动到需要调整的位置后，在第一复位弹簧526的作用下第一复位块527上移复位，继而使得定位凸起528插入到定位凹槽内，实现了脚尖挂架52整体的快速定位，保证其后续使用时的位置稳定。

作为可选的方案，所述脚尖挂架52内还设置有用于将自动锁紧装置解锁的解锁装置，所述解锁装置包括下压块522，所述下压块522下压延伸至第一复位块527上端与其抵触，所述下压块522上端延伸至脚尖挂架52外与按钮523连接。通过下压块522按压第一复位块527，使得定位凸起528脱离定位凹槽，进而方便脚尖挂架52的移动。

作为可选的方案，所述下压块522为槽钢制成，所述下压块522两臂卡于脚尖挂杆53外侧且其长度大于脚尖挂杆的高度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。