仿生設計下肢康復訓練外骨骼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種仿生設計下肢康復訓練外骨骼?，F(xiàn)有產品驅動結構復雜，響應速度慢，缺乏仿生考慮，康復訓練效果不理想。本發(fā)明包括穿戴者腰部連接的腰部綁緊機構和下肢外骨骼腿桿。下肢外骨骼左右腿桿各四個自由度，分別為髖關節(jié)三個自由度，通過髖關節(jié)內收外展機構、髖關節(jié)屈伸機構和髖關節(jié)旋內旋外機構實現(xiàn)，三個旋轉自由度軸線正交于人體髖關節(jié)運動中心；膝關節(jié)屈伸機構的轉動中心隨著人體膝關節(jié)轉動中心一起運動，使外骨骼與人體膝關節(jié)轉動中心始終保持同軸線。髖關節(jié)屈伸機構和膝關節(jié)屈伸機構由電機配合減速器直接驅動。本發(fā)明結構緊湊輕便，避免產生人機干涉力，減少康復訓練對膝關節(jié)的損傷，使整個康復訓練變得更自然更輕松。
【專利說明】仿生設計下肢康復訓練外骨骼
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及可穿戴式下肢康復訓練外骨骼，屬于醫(yī)療康復器械領域。適用于下肢癱瘓患者的運動康復訓練。
【背景技術】
[0002]隨著人口老齡化加劇，腦卒中病人不斷增多。此外，由于交通事故、體育運動損傷及其他致傷因素造成的脊髓損傷也呈增長趨勢，對患者的早期康復訓練治療越來越受到重視。其主流是利用中樞神經系統(tǒng)的可塑性，通過運動訓練使患側出現(xiàn)相應的反應，改善肌肉張力，建立神經系統(tǒng)新的組合關系。憑借理療師的經驗對患者進行手動康復訓練效率較低，利用下肢康復訓練外骨骼能有效替代理療師繁重的手動訓練工作。然而，目前開發(fā)的下肢外骨骼或是驅動結構復雜，響應速度慢，或是自由度設計缺乏仿生考慮，尤其是人體膝關節(jié)屈伸運動并非簡單的定軸轉動，如果將其視為定軸轉動，會導致患者在康復訓練時受到額外的干涉力影響，造成不適，使患者的康復訓練效果受到限制。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，依據(jù)人體形態(tài)學、人體生物力學和仿生技術，本發(fā)明提供了一種仿生設計下肢康復訓練外骨骼。
[0004]本發(fā)明包括與穿戴者腰部連接的腰部綁緊機構和下肢外骨骼腿桿。下肢外骨骼腿桿由髖關節(jié)內收外展機構、髖關節(jié)屈伸機構、髖關節(jié)旋內旋外機構、大腿桿機構、膝關節(jié)屈伸機構、小腿桿機構 和足底板串聯(lián)連接，腿桿上裝有大腿綁帶和小腿綁帶用于外骨骼腿桿與穿戴者相連。其中下肢外骨骼左右腿桿各四個自由度，分別為髖關節(jié)三個自由度，實現(xiàn)髖關節(jié)內收/外展、屈/伸和旋內/旋外三個旋轉自由度，該三個旋轉自由度軸線正交于人體髖關節(jié)運動中心；膝關節(jié)一個屈/伸自由度，其關節(jié)轉動中心隨著人體膝關節(jié)轉動中心一起運動，使外骨骼與人體膝關節(jié)轉動中心始終保持同軸線。其中下肢外骨骼左右腿桿各包括大腿尺寸調節(jié)裝置和小腿尺寸調節(jié)裝置用于保證外骨骼與穿戴者的各個關節(jié)位置完全對應一致。
[0005]所述腰部綁緊機構通過腰部綁帶固聯(lián)于穿戴者的腰部，腰部綁緊機構包括U形板和腰部綁帶；腰部綁帶設置在U形板的開口處，綁緊后U形板與人體腰部貼合。
[0006]所述髖關節(jié)內收外展機構包括左右腿連接板、髖關節(jié)外展臂和髖關節(jié)外展軸承；髖關節(jié)外展臂為L形桿，兩個髖關節(jié)外展臂的一端分別通過對應的髖關節(jié)外展軸承與左右腿連接板連接，髖關節(jié)外展臂可以相對左右腿連接板轉動；左右腿連接板固定設置在U形板的中間段。
[0007]所述髖關節(jié)屈伸機構包括髖關節(jié)連接法蘭、諧波外罩、電機諧波連接法蘭、驅動桿、髖關節(jié)諧波減速器和髖關節(jié)電機；髖關節(jié)諧波減速器和髖關節(jié)電機分別設置在電機諧波連接法蘭的兩側，髖關節(jié)電機與髖關節(jié)諧波減速器的輸入端連接，驅動桿的一端與髖關節(jié)諧波減速器的輸出端連接，電機諧波連接法蘭通過諧波外罩與髖關節(jié)連接法蘭固定連接，髖關節(jié)外展臂的另一端與髖關節(jié)連接法蘭固定連接。
[0008]所述髖關節(jié)旋內旋外機構包括弧形導軌、滑塊、滑塊前擋板和滑塊后擋板；弧形導軌上設置有弧形槽，滑塊設置在弧形槽內，驅動桿的另一端與弧形導軌的外側壁固定連接。
[0009]所述膝關節(jié)屈伸機構包括膝關節(jié)連接板、膝關節(jié)電機、膝關節(jié)諧波減速器、電機固定罩、驅動擺桿；膝關節(jié)諧波減速器設置在電機固定罩內，并與電機固定罩固定連接，膝關節(jié)電機固定在電機固定罩上，膝關節(jié)諧波減速器的輸入端與膝關節(jié)電機連接，驅動擺桿的一端與膝關節(jié)諧波減速器的輸出端連接；電機固定罩與膝關節(jié)連接板固定連接；膝關節(jié)連接板包括凸輪形平板，凸輪形平板的大圓側設置有凸臺，小圓側開有弧形凹槽，兩個膝關節(jié)連接板對扣固定連接，之間的間隙形成小腿桿活動通道。
[0010]所述大腿桿機構包括 大腿上桿、大腿下桿和大腿尺寸調節(jié)機構，大腿上桿和大腿下桿分設在大腿尺寸調節(jié)機構兩端；大腿尺寸調節(jié)機構包括大腿連桿，大腿連桿的下部開有大腿下縱向滑槽，大腿下縱向滑槽的側壁開有螺栓孔，大腿下桿的側壁開有盲孔，大腿下桿的上部設置在大腿下縱向滑槽內，通過螺栓固定；大腿連桿的上部開有大腿橫向通槽和大腿上縱向滑槽，大腿上縱向滑槽與大腿橫向通槽的側壁貫通，大腿上桿的下部設置在大腿上縱向滑槽內，其端部與設置在大腿橫向通槽內的大腿尺寸微調裝置相接；大腿尺寸微調裝置包括兩組微調桿和兩個微調測桿，每組微調桿包括兩個一端鉸接的大腿調節(jié)桿，大腿調節(jié)桿的另一端分別與對應的大腿微調測桿鉸接，大腿調節(jié)螺桿穿過微調測桿設置，通過大腿調節(jié)螺桿調節(jié)兩個微調測桿之間的距離，實現(xiàn)大腿尺寸微調裝置高度的變化。
[0011]所述小腿桿機構包括小腿上桿、小腿下桿和小腿尺寸調節(jié)機構，小腿上桿和小腿下桿分設在小腿尺寸調節(jié)機構兩端；小腿尺寸調節(jié)機構包括小腿連桿，小腿連桿一側的下部開有小腿下縱向滑槽，小腿下縱向滑槽的側壁開有螺栓孔，小腿下桿的側壁開有盲孔，小腿下桿的上部設置在小腿下縱向滑槽內，通過螺栓固定；小腿連桿一側的上部開有小腿橫向通槽和小腿上縱向滑槽，小腿上縱向滑槽與小腿橫向通槽的側壁貫通，小腿上桿的下部設置在小腿上縱向滑槽內，其端部與設置在小腿橫向通槽內的小腿尺寸微調裝置相接；小腿尺寸微調裝置包括兩組微調桿和兩個微調測桿，每組微調桿包括兩個一端鉸接的小腿調節(jié)桿，小腿調節(jié)桿的另一端分別與對應的小腿微調測桿鉸接，小腿調節(jié)螺桿穿過微調測桿設置，通過小腿調節(jié)螺桿調節(jié)兩個微調測桿之間的距離，實現(xiàn)小腿尺寸微調裝置高度的變化；小腿連桿另一側設置有軌道，直線滑塊活動設置在軌道上，膝關節(jié)屈伸機構的驅動擺桿的另一端與直線滑塊鉸接。小腿上桿的上部開有通槽，膝關節(jié)一體銷軸穿過兩個膝關節(jié)連接板及通槽設置，膝關節(jié)一體銷軸通過軸承與小腿上桿活動連接；小腿上桿的通槽下方穿有短銷軸，兩個滾輪設置在短銷軸上，并分設在小腿上桿的兩側，兩個滾輪分別位于兩個膝關節(jié)連接板的弧形凹槽內；小腿下桿的下端部與足底板固定連接，足底板采用柔性材料。
[0012]本發(fā)明的髖關節(jié)屈伸自由度和膝關節(jié)屈伸自由度由盤式電機加諧波減速器驅動，結構緊湊，響應速度快；髖關節(jié)內收外展、旋內旋外自由度為隨動自由度，其轉動軸線相交于穿戴者髖關節(jié)中心，其中旋內旋外自由度采用弧形導軌結構，保證行走轉向時穿戴者繞中樞腳軸線轉動，而不是繞外骨骼腿桿轉動，避免產生人機干涉力；外骨骼膝關節(jié)并非定軸轉動，其轉動中心在運動過程中時刻與人體膝關節(jié)轉動中心保持同一軸線，減少康復訓練對膝關節(jié)的損傷。
[0013]本發(fā)明結構緊湊輕便，自由度設計嚴格依據(jù)人體生理結構，符合仿生學設計理念，患者在康復訓練過程中，不會感受到人機干涉力，使整個康復訓練變得更自然更輕松。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；
圖2為圖1中髖關節(jié)內收外展機構、髖關節(jié)屈伸機構和髖關節(jié)旋內旋外機構構成的三自由度連接示意圖；
圖3為膝關節(jié)屈伸機構的結構不意圖；
圖4為膝關節(jié)屈伸機構中膝關節(jié)連接板的結構示意圖；
圖5為大腿桿機構的結構示意圖；
圖6為小腿桿機構的結構示意圖；
圖7為圖6另一側的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖進一步說明本發(fā)明。
[0016]如圖1所示，仿生設計下肢康復訓練外骨骼包括:腰部綁緊機構1、髖關節(jié)內收外展機構2、髖關節(jié)屈伸機構3、髖關節(jié)旋內旋外機構4、膝關節(jié)屈伸機構5、大腿桿機構6、小腿桿機構7、足底板8。
[0017]腰部綁緊機構I包括U形板1-1和腰部綁帶1-2 ;腰部綁帶1-2設置在U形板1_1的開口處，綁緊后U形板1-1與人體腰部貼合。
[0018]如圖2所示，髖關節(jié)內收外展機構2包括左右腿連接板2-1、髖關節(jié)外展臂2-2和髖關節(jié)外展軸承2-3 ;髖關節(jié)外展臂2-2為L形桿，兩個髖關節(jié)外展臂2-2的一端分別通過對應的髖關節(jié)外展軸承2-3與左右腿連接板2-1連接，髖關節(jié)外展臂2-2可以相對左右腿連接板2-1轉動；左右腿連接板2-1固定設置在U形板1-1的中間段。
[0019]髖關節(jié)屈伸機構3包括髖關節(jié)連接法蘭3-1、諧波外罩3-2、電機諧波連接法蘭3-3、驅動桿3-4、髖關節(jié)諧波減速器3-5和髖關節(jié)電機3-6 ;髖關節(jié)諧波減速器3_5和髖關節(jié)電機3-6分別設置在電機諧波連接法蘭3-3的兩側，髖關節(jié)電機3-6與髖關節(jié)諧波減速器3-5的輸入端連接，驅動桿3-4的一端與髖關節(jié)諧波減速器3-5的輸出端連接，電機諧波連接法蘭3-3通過諧波外罩3-2與髖關節(jié)連接法蘭3-1固定連接，髖關節(jié)外展臂2-2的另一端與髖關節(jié)連接法蘭3-1固定連接。
[0020]髖關節(jié)旋內旋外機構4包括弧形導軌4-1、滑塊4-2、滑塊前擋板4_3和滑塊后擋板4-4 ;弧形導軌4-1上設置有弧形槽，滑塊4-2設置在弧形槽內，弧形槽的兩端分別通過滑塊前擋板4-3和滑塊后擋板4-4封閉，驅動桿3-4的另一端與弧形導軌4-1的外側壁固定連接。
[0021] 髖關節(jié)內收外展機構2、髖關節(jié)屈伸機構3和髖關節(jié)旋內旋外機構4構成髖關節(jié)三
自由度活動裝置。
[0022] 如圖3和4所示，膝關節(jié)屈伸機構5包括膝關節(jié)連接板5-1、膝關節(jié)電機5_2、膝關節(jié)諧波減速器5-3、電機固定罩5-4、驅動擺桿5-5 ；
膝關節(jié)諧波減速器5-3設置在電機固定罩5-4內，并與電機固定罩5-4固定連接，膝關節(jié)電機5-2固定在電機固定罩5-4上，膝關節(jié)諧波減速器5-3的輸入端與膝關節(jié)電機5-2連接，驅動擺桿5-5的一端與膝關節(jié)諧波減速器5-3的輸出端連接；電機固定罩5-4與膝關節(jié)連接板5-1固定連接；
膝關節(jié)連接板5-1包括凸輪形平板5-1-1，凸輪形平板5-1-1的大圓側設置有凸臺
5-1-2，小圓側開有弧形凹槽5-1-3，兩個膝關節(jié)連接板5-1對扣固定連接，之間的間隙形成小腿桿活動通道。
[0023]如圖5所示，大腿桿機構6包括大腿上桿6-1、大腿下桿6-2和大腿尺寸調節(jié)機構，大腿上桿6-1和大腿下桿6-2分設在大腿尺寸調節(jié)機構兩端；大腿尺寸調節(jié)機構包括大腿連桿6-3，大腿連桿6-3的下部開有大腿下縱向滑槽6-4，大腿下縱向滑槽6-4的側壁開有螺栓孔，大腿下桿6-2的側壁開有盲孔，大腿下桿6-2的上部設置在大腿下縱向滑槽6-4內，通過螺栓固定；大腿連桿6-3的上部開有大腿橫向通槽6-5和大腿上縱向滑槽6-6,大腿上縱向滑槽6-6與大腿橫向通槽6-5的側壁貫通，大腿上桿6-1的下部設置在大腿上縱向滑槽6-6內，其端部與設置在大腿橫向通槽6-5內的大腿尺寸微調裝置相接,大腿橫向通槽6-5上覆蓋有蓋板；大腿尺寸微調裝置包括兩組微調桿和兩個微調測桿，每組微調桿包括兩個一端鉸接的大腿調節(jié)桿6-7，大腿調節(jié)桿6-7的另一端分別與對應的大腿微調測桿 6-8鉸接，大腿調節(jié)螺桿6-9穿過微調測桿設置，通過大腿調節(jié)螺桿6-9調節(jié)兩個微調測桿之間的距離，實現(xiàn)大腿尺寸微調裝置高度的變化。
[0024]如圖2和3所示，大腿桿機構6的大腿上桿6-1的上端部與髖關節(jié)旋內旋外機構中的滑塊4-2固定連接；大腿下桿6-2的下端部與膝關節(jié)屈伸機構的膝關節(jié)連接板5-1固定連接。
[0025]如圖6和7所示，小腿桿機構7包括小腿上桿7-1、小腿下桿7_2和小腿尺寸調節(jié)機構，小腿上桿7-1和小腿下桿7-2分設在小腿尺寸調節(jié)機構兩端；小腿尺寸調節(jié)機構包括小腿連桿7-3，小腿連桿7-3 —側的下部開有小腿下縱向滑槽7-4，小腿下縱向滑槽7-4的側壁開有螺栓孔，小腿下桿7-2的側壁開有盲孔，小腿下桿7-2的上部設置在小腿下縱向滑槽7-4內，通過螺栓固定；小腿連桿7-3 —側的上部開有小腿橫向通槽7-5和小腿上縱向滑槽7-6,小腿上縱向滑槽7-6與小腿橫向通槽7-5的側壁貫通，小腿上桿7-1的下部設置在小腿上縱向滑槽7-6內，其端部與設置在小腿橫向通槽7-5內的小腿尺寸微調裝置相接，小腿橫向通槽7-5上覆蓋有蓋板；小腿尺寸微調裝置包括兩組微調桿和兩個微調測桿，每組微調桿包括兩個一端鉸接的小腿調節(jié)桿7-7，小腿調節(jié)桿7-7的另一端分別與對應的小腿微調測桿7-8鉸接，小腿調節(jié)螺桿7-9穿過微調測桿設置，通過小腿調節(jié)螺桿7-9調節(jié)兩個微調測桿之間的距離，實現(xiàn)小腿尺寸微調裝置高度的變化；小腿連桿7-3另一側設置有軌道7-10，直線滑塊活動設置在軌道7-10上，膝關節(jié)屈伸機構的驅動擺桿5-5的另一端與直線滑塊鉸接。
[0026]如圖3和4所示，小腿桿機構7的小腿上桿7-1的上部開有通槽7_1_1，膝關節(jié)一體銷軸穿過兩個膝關節(jié)連接板5-1及通槽7-1-1設置，膝關節(jié)一體銷軸通過軸承與小腿上桿7-1活動連接；小腿上桿7-1的通槽7-1-1下方穿有短銷軸7-1-2，兩個滾輪7_1_3設置在短銷軸7-1-2上，并分設在小腿上桿7-1的兩側，兩個滾輪7-1-3分別位于兩個膝關節(jié)連接板的弧形凹槽5-1-3內；小腿下桿7-2的下端部與足底板8固定連接，足底板8采用柔性材料，例如塑料或橡膠。
[0027]大腿尺寸微調裝置和小腿尺寸微調裝置的結構與車載千斤頂?shù)乃倪B桿結構類似，通過調整水平距離的變化，對高度進行細微調節(jié)。
[0028]如圖1所示，大腿尺寸調節(jié)機構中的大腿連桿6-3以及小腿尺寸調節(jié)機構的小腿連桿7-3上設置有腿部綁帶9。
[0029]該仿生設計下肢康復訓練外骨骼的工作過程如下:
穿上外骨骼前，根據(jù)穿戴者身體尺寸，計算出下肢各腿桿具體長度，通過大腿尺寸調節(jié)機構和小腿尺寸調解機構對外骨骼腿桿長度進行精確調節(jié)，保證人體與外骨骼的髖關節(jié)、膝關節(jié)轉動中心處于同一軸線上。
[0030]當人體穿上整套外骨骼裝備后，將人體腰部與外骨骼腰部綁緊機構I柔性連接，人體大腿與外骨骼大腿綁帶柔性連接，人體小腿與外骨骼小腿綁帶柔性連接，足底板8與人體足部柔性連接。
[0031]當人體進行下肢康復訓練時，髖關節(jié)電機3-6和膝關節(jié)電機5-2分別驅動髖關節(jié)屈伸機構3和膝關節(jié)屈伸機構5運動；行走過程中當人體髖關節(jié)有內收外展運動時，外骨骼髖關節(jié)內收外展2旋轉副 隨人體髖關節(jié)運動；當行走轉向時，外骨骼髖關節(jié)旋內旋外4移動副按照行走轉向而作弧線滑移運動，實現(xiàn)人體繞中樞腳轉動軸線轉向。
【權利要求】
1.仿生設計下肢康復訓練外骨骼，包括腰部綁緊機構(1)、髖關節(jié)內收外展機構(2)、髖關節(jié)屈伸機構(3)、髖關節(jié)旋內旋外機構(4)、膝關節(jié)屈伸機構(5)、大腿桿機構(6)、小腿桿機構⑵、足底板(8)，髖關節(jié)內收外展機構(2)、髖關節(jié)屈伸機構(3)和髖關節(jié)旋內旋外機構(4)構成髖關節(jié)三自由度活動裝置；其特征在于: 所述的腰部綁緊機構(1)包括U形板(1-1)和腰部綁帶(1-2);腰部綁帶(1-2)設置在U形板(1-1)的開口處； 所述的髖關節(jié)內收外展機構(2)包括左右腿連接板(2-1)、髖關節(jié)外展臂(2-2)和髖關節(jié)外展軸承(2-3);髖關節(jié)外展臂(2-2)為L形桿，兩個髖關節(jié)外展臂(2-2)的一端分別通過對應的髖關節(jié)外展軸承(2-3)與左右腿連接板(2-1)連接，髖關節(jié)外展臂(2-2)可以相對左右腿連接板(2-1)轉動；左右腿連接板(2-1)固定設置在U形板(1-1)的中間段； 所述的髖關節(jié)屈伸機構(3)包括髖關節(jié)連接法蘭(3-1)、諧波外罩(3-2)、電機諧波連接法蘭(3-3)、驅動桿(3-4)、髖關節(jié)諧波減速器(3-5)和髖關節(jié)電機(3-6);髖關節(jié)諧波減速器(3-5)和髖關節(jié)電機(3-6)分別設置在電機諧波連接法蘭(3-3)的兩側，髖關節(jié)電機(3-6)與髖關節(jié)諧波減速器(3-5)的輸入端連接，驅動桿(3-4)的一端與髖關節(jié)諧波減速器(3-5)的輸出端連接，電機諧波連接法蘭(3-3)通過諧波外罩(3-2)與髖關節(jié)連接法蘭(3-1)固定連接，髖關節(jié)外展臂(2-2)的另一端與髖關節(jié)連接法蘭(3-1)固定連接； 所述的髖關節(jié)旋內旋外機構(4)包括弧形導軌(4-1)、滑塊(4-2)、滑塊前擋板(4-3)和滑塊后擋板(4-4);弧形導軌(4-1)上設置有弧形槽，滑塊(4-2)設置在弧形槽內，驅動桿(3-4)的另一端與弧形導軌(4-1)的外側壁固定連接； 所述的膝關節(jié)屈伸機構(5)包括膝關節(jié)連接板(5-1)、膝關節(jié)電機(5-2)、膝關節(jié)諧波減速器(5-3)、電機固定罩(5-4)、驅動擺桿(5-5)； 膝關節(jié)諧波減速器(5-3)設置在電機固定罩(5-4)內，并與電機固定罩(5-4)固定連接，膝關節(jié)電機(5-2)固定在電機固定罩(5-4)上，膝關節(jié)諧波減速器(5-3)的輸入端與膝關節(jié)電機(5-2)連接，驅動擺桿(5-5)的一端與膝關節(jié)諧波減速器(5-3)的輸出端連接；電機固定罩(5-4)與膝關節(jié)連接板(5-1)固定連接； 膝關節(jié)連接板(5-1)包括凸輪形平板(5-1-1)，凸輪形平板(5-1-1)的大圓側設置有凸臺(5-1-2)，小圓側開有弧形凹槽(5-1-3)，兩個膝關節(jié)連接板(5-1)對扣固定連接，之間的間隙形成小腿桿活動通道； 所述的大腿桿機構(6)包括大腿上桿(6-1)、大腿下桿(6-2)和大腿尺寸調節(jié)機構，大腿上桿(6-1)和大腿下桿(6-2)分設在大腿尺寸調節(jié)機構兩端；大腿尺寸調節(jié)機構包括大腿連桿(6-3)，大腿連桿(6-3)的下部開有大腿下縱向滑槽(6-4)，大腿下縱向滑槽(6-4)的側壁開有螺栓孔，大腿下桿(6-2)的側壁開有盲孔，大腿下桿(6-2)的上部設置在大腿下縱向滑槽(6-4)內，通過螺栓固定；大腿連桿(6-3)的上部開有大腿橫向通槽(6-5)和大腿上縱向滑槽(6-6),大腿上縱向滑槽(6-6)與大腿橫向通槽(6-5)的側壁貫通,大腿上桿(6-1)的下部設置在大腿上縱向滑槽(6-6)內，其端部與設置在大腿橫向通槽(6-5)內的大腿尺寸微調裝置相接； 大腿桿機構(6)的大腿上桿(6-1)的上端部與髖關節(jié)旋內旋外機構中的滑塊(4-2)固定連接；大腿下桿(6-2)的下端部與膝關節(jié)屈伸機構的膝關節(jié)連接板(5-1)固定連接；所述的小腿桿機構(7)包括小腿上桿(7-1)、小腿下桿(7-2)和小腿尺寸調節(jié)機構，小腿上桿(7-1)和小腿下桿(7-2)分設在小腿尺寸調節(jié)機構兩端；小腿尺寸調節(jié)機構包括小腿連桿(7-3)，小腿連桿(7-3) —側的下部開有小腿下縱向滑槽(7-4)，小腿下縱向滑槽(7-4)的側壁開有螺栓孔，小腿下桿(7-2)的側壁開有盲孔，小腿下桿(7-2)的上部設置在小腿下縱向滑槽(7-4)內，通過螺栓固定；小腿連桿(7-3) —側的上部開有小腿橫向通槽(7-5)和小腿上縱向滑槽(7-6)，小腿上縱向滑槽(7-6)與小腿橫向通槽(7-5)的側壁貫通，小腿上桿(7-1)的下部設置在小腿上縱向滑槽(7-6)內，其端部與設置在小腿橫向通槽(7-5)內的小腿尺寸微調裝置相接；小腿連桿(7-3)另一側設置有軌道(7-10)，直線滑塊活動設置在軌道(7-10)上，膝關節(jié)屈伸機構的驅動擺桿(5-5)的另一端與直線滑塊鉸接； 小腿桿機構(7)的小腿上桿(7-1)的上部開有通槽(7-1-1)，膝關節(jié)一體銷軸穿過兩個膝關節(jié)連接板(5-1)及通槽(7-1-1)設置，膝關節(jié)一體銷軸通過軸承與小腿上桿(7-1)活動連接；小腿上桿(7-1)的通槽(7-1-1)下方穿有短銷軸(7-1-2)，兩個滾輪(7-1-3)設置在短銷軸(7-1-2)上，并分設在小腿上桿(7-1)的兩側，兩個滾輪(7-1-3)分別位于兩個膝關節(jié)連接板的弧形凹槽(5-1-3)內；小腿下桿(7-2)的下端部與足底板(8)固定連接。
2.如權利要求1所述的仿生設計下肢康復訓練外骨骼，其特征在于:所述的大腿尺寸微調裝置包括兩組微調桿和兩個微調測桿，每組微調桿包括兩個一端鉸接的大腿調節(jié)桿(6-7)，大腿調節(jié)桿(6-7)的另一端分別與對應的大腿微調測桿(6-8)鉸接，大腿調節(jié)螺桿(6-9)穿過微調測桿設置，通過大腿調節(jié)螺桿(6-9)調節(jié)兩個微調測桿之間的距離，實現(xiàn)大腿尺寸微調裝置高度的變化。
3.如權利要求1所述的仿生設計下肢康復訓練外骨骼，其特征在于:所述的小腿尺寸微調裝置包括兩組微調桿和兩個微調測桿，每組微調桿包括兩個一端鉸接的小腿調節(jié)桿(7-7)，小腿調節(jié)桿(7-7)的另一端分別與對應的小腿微調測桿(7-8)鉸接，小腿調節(jié)螺桿(7-9)穿過微調測桿設置，通過小腿調節(jié)螺桿(7-9)調節(jié)兩個微調測桿之間的距離，實現(xiàn)小腿尺寸微調裝置高度的變化。
4.如權利要求1所述的仿生設計下肢康復訓練外骨骼，其特征在于:所述的大腿橫向通槽(6-5)和小腿橫向通槽(7-5)上覆蓋有蓋板。
5.如權利要求1所述的仿生設計下肢康復訓練外骨骼，其特征在于:所述的髖關節(jié)旋內旋外機構(4)中的弧形槽的兩端分別通過滑塊前擋板(4-3)和滑塊后擋板(4-4)封閉。
6.如權利要求1所述的仿生設計下肢康復訓練外骨骼，其特征在于:所述的足底板(8)采用柔性材料。
7.如權利要求1所述的仿生設計下肢康復訓練外骨骼，其特征在于:所述的大腿尺寸調節(jié)機構中的大腿連桿(6-3)以及小腿尺寸調節(jié)機構的小腿連桿(7-3)上設置有腿部綁帶(9)。
【文檔編號】A61H3/00GK103932870SQ201410186375
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權日:2014年5月4日
【發(fā)明者】楊燦軍, 楊巍, 王東海, 吳世軍, 施凱戈, 呂立彤 申請人:浙江大學