绳索驱动下肢康复机器人

1.本实用新型涉及康复训练机器人技术领域，尤其涉及一种绳索驱动下肢康复机器人。

背景技术：

2.由于中风、脊髓损伤和脑损伤等原因和意外事故致残的肢体偏瘫患者数量越来越多，传统的人工康复训练已经不能满足社会的需要。为克服专业医护人员的不足和提高康复效果，出现了种类越来越多的医疗康复机器人。而康复机器人大多是将康复训练器械附着于患者的肢体处的外骨骼机器人，通过预设期望轨迹带动肢体进行康复训练，这样可以降低人工成本、提高效率，满足患者的康复训练需求，但是外骨骼的驱动机构都普遍设置在关节处，会造成下肢重量的增加，可能会对关节造成损伤。因此，增加康复系统的柔顺性可以更好满足康复的需要。
3.公开号cn112221072a的专利文献公开了一种下肢康复训练机器人，采用绳索绑定膝盖和脚踝关节，减轻患者装配负担，但是捆绑部位在关节处，给关节带来了巨大的压力，容易造成关节损伤。

技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种绳索驱动下肢康复机器人，具有结构简单、质量小、柔顺性好的特点，增强系统的柔顺性和安全性。
5.为实现此技术目的，本实用新型采用如下方案：绳索驱动下肢康复机器人，包括下肢绑戴组件和脚踝绑戴组件；下肢绑戴组件包括大腿绑扣、第一伸缩连杆、第二伸缩连杆和小腿绑扣，大腿绑扣与第一伸缩连杆一端铰接，第一伸缩连杆另一端与第二伸缩连杆一端铰接，第二伸缩连杆另一端与小腿绑扣铰接；脚踝绑戴组件包括脚腕绑带、脚腕连杆、脚掌连杆、脚掌绑带和弹性件，脚腕绑带与脚腕连杆一端连接，脚腕连杆另一端通过销轴与脚掌连杆一端铰接，脚掌连杆另一端与脚掌绑带连接，脚掌绑带与脚腕绑带通过弹性件连接。
6.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本机器人采用下肢绑戴组件将绑扣捆绑在大腿和小腿上，保证能够驱动下肢驱动的条件下，将受力点由关节转移到了腿部，减少了关节的额外驱动受力，避免关节受到损伤。
7.进一步地，还包括绳索驱动系统和承载平台，绳索驱动系统设置在承载平台上，绳索驱动系统包括电机、立柱、滑轮和绳索，承载平台上连接有对称设置的立柱，立柱上连接有可转动的滑轮，立柱外侧的承载平台上连接有电机，电机与绳索一端连接，绳索另一端绕过滑轮与大腿绑扣或小腿绑扣连接。
8.进一步地，立柱由上至下设置有三组滑轮，每组滑轮数量为2个，两个滑轮之间通过滑板连接，滑板滑动连接在立柱上。
9.进一步地，大腿绑扣的左右两端分别连接两根绳索，小腿绑扣的左右两端分别连接1根绳索。
10.进一步地，还包括扶手，扶手两端分别与一立柱连接。
11.进一步地，还包括跑步机，跑步机装在立柱之间的承重平台上。
12.进一步地，还包括减重支架、吊挂机构和防护衣，减重支架固定在承载平台的一端，减重支架与吊挂机构连接，吊挂机构与防护衣连接，防护衣穿在训练者腋下位置。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例提供的绳索驱动下肢康复机器人的立体使用状态图；
14.图2为本实用新型实施例提供的绳索驱动下肢康复机器人的主视使用状态图；
15.图3为本实用新型实施例提供的脚踝绑戴组件的立体结构示意图；
16.图4为本实用新型实施例提供的下肢绑戴组件的立体结构示意图；
17.图5为本实用新型实施例提供的绳索驱动系统和下肢绑戴组件的主视结构图；
18.图6为本实用新型实施例提供的绳索驱动系统和下肢绑戴组件的俯视结构示意图；
19.图7为本实用新型实施例提供的绳索驱动下肢康复机器人的侧视图；
20.图8为本实用新型实施例提供的立柱的结构示意图；
21.图9为本实用新型实施例提供的滑轮连接示意图；
22.图中标记为：1、脚踝绑戴组件；101、脚腕绑带；102、脚腕连杆；103、踝连杆轴；104、脚掌连杆；105、脚掌绑带；106、弹簧；2、下肢绑戴组件；21、大腿绑扣；22、小腿绑扣；23、第一伸缩连杆；24、第二伸缩连杆；3、承载平台；4、电机；41、第一电机；42、第二电机；43、第三电机；44、第四电机；45、第五电机；46、第六电机；5、立柱；51、滑轮；52、直角折弯部；6、扶手；7、绳索；71、第一绳索；72、第二绳索；73、第三绳索；74、第四绳索；75、第五绳索；76、第六绳索；8、减重支架；9、吊挂机构；10、防护衣；11、跑步机。
具体实施方式
23.为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。
24.请参阅图1和图2，本实用新型提供的一种绳索驱动下肢康复机器人，由下肢绑戴组件2、脚踝绑戴组件1、绳索驱动系统、承载平台3、减重支架8、吊挂机构9和防护衣10等组成。
25.请参阅图3，脚踝绑戴组件1由脚腕绑带101、脚腕连杆102、踝连杆轴103、脚掌连杆104、脚掌绑带105和弹性件等组成。脚腕绑带101与脚腕连杆102一端连接，脚腕连杆102的另一端通过踝连杆轴103与脚掌连杆104一端转动连接，脚掌连杆104的另一端与脚掌绑带105连接，脚掌绑带105通过弹性件与脚腕绑带101连接，弹性件优选为弹簧106，为患者脚踝提供一定的屈伸。
26.请参阅图4，下肢绑戴组件2由大腿绑扣21、第一伸缩连杆23、第二伸缩连杆24和小腿绑扣22等组成，大腿绑扣21和小腿绑扣22结构相同，均由侧开口的u型夹持板和连接带组成，u型夹持板一侧与连接带一端固定连接，u型夹持板的另一侧与连接带可拆卸连接；区别点在于大腿绑扣21的u型夹持板宽度大于小腿绑扣22的u型夹持板。大腿绑扣21的u型夹持板的下端与第一伸缩连杆23一端连接，第一伸缩连杆23另一端与第二伸缩连杆24一端通过
转轴转动连接，第二伸缩连杆24另一端与小腿绑扣22的u型夹持板连接。优选地，第一伸缩连杆23和第二伸缩连杆24上分别设置有紧固螺栓，调节到所需长度后，拧紧紧固螺栓，固定伸缩连杆长度。
27.请参阅图5至图8，承载平台3由型材搭建而成，并固定在基础面上，用来安放跑步机11、绳索驱动系统和减重支架8。绳索驱动系统由电机4、绳索卷筒、绳索7、立柱5、滑轮51等组成，承载平台3的上表面中部设置有两根平行的导轨，每根导轨的两端滑动连接两根立柱5。导轨的侧壁开设一排均匀设置的定位通孔，定位通孔中螺纹连接有螺栓，螺栓的内端面与立柱5的下端侧壁抵接，实现立柱5在导轨上的固定，且由于立柱下端侧壁开设有与导轨匹配的内凹槽，内凹槽对立柱也有一定的限位固定作用，结合螺栓紧固能够实现立柱在导轨上的稳定连接。
28.每两个立柱5之间通过一根扶手6连接，从而构成一个长方形结构，长方形结构围起来的承载平台3上装有跑步机11。每根立柱5的侧壁设置有贯通的导槽，导槽上滑动连接有滑板，滑板两端伸出至立柱外侧并呈直角弯折，伸出的直角折弯部52连接定滑轮51并开设有螺纹孔，螺纹孔中连接有锁紧螺栓。导槽两侧的立柱5侧壁由上至下开设有一排螺纹定位孔，锁紧螺栓穿过滑板的螺纹孔与立柱5侧壁的螺纹定位孔连接，实现定滑轮51的位置可调和固定，如图9所示。立柱5的导槽也用于穿过绳索7，对绳索7的位置起到一定的限位作用。
29.每根立柱5上安装由上至下安装三个滑块，每个滑块上安装两个滑轮51。每根立柱5外侧的承载平台3上连接有位置可调的成排设置的三个电机（电机位置调节通过在电机底座下设置滑动连接的导轨配合螺栓锁紧形式实现），由外至内分别为第一电机41、第二电机42、第三电机43，每个电机4键链接一个卷筒，卷筒上缠绕一根绳索，对应为第一绳索71、第二绳索72、第三绳索73；同理与其相对的立柱外侧由外至内依次固定有第四电机44、第五电机45和第六电机46，对应连接第四绳索74、第五绳索75和第六绳索76。第一绳索71、第四绳索74绕过相邻立柱最上侧的两个滑轮与大腿绑扣21的u型夹持板外侧壁上部连接；第二绳索72、第五绳索75分别绕过相邻立柱中部的两个滑轮与大腿绑扣21的u型夹持板外侧壁下部连接；第三绳索73、第六绳索76分别绕过相邻立柱最下侧的两个滑轮与小腿绑扣22的u型夹持板外侧壁连接。
30.承载平台3的一端固定有倒l型的减重支架8，减重支架8的上端与吊挂机构9连接。吊挂机构9由挂绳和支撑板组成，挂绳上端与减重支架8连接，挂绳下端与支撑板连接。支撑板的四角通过连接绳与防护衣10连接，防护衣10套穿在训练者腋下部位，将训练者悬吊，减轻下肢承载重力，双手可以通过训练支柱两侧的扶手6来控制身体平衡。
31.工作前，训练者站立在跑步机11上，根据训练者的实际情况，连接立柱之间的距离、滑块的高度位置和伸缩连杆的长度，将调节的下肢绑戴组件2佩戴到训练者左右下肢的大腿和小腿上，将踝部绑戴组件1佩戴到训练者的脚踝和脚掌上，将防护衣10穿戴好。工作时，由绳索驱动下肢绑戴组件2带动训练者左右下肢的大腿和小腿进行往复运动。
32.本机器人是基于人体下肢自由端通过控制髋关节的3个自由端和膝关节的1个自由端来实现康复训练，整体装置可以实现10个自由度的控制。
33.最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求
及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种绳索驱动下肢康复机器人，包括下肢绑戴组件和脚踝绑戴组件；其特征在于，下肢绑戴组件包括大腿绑扣、第一伸缩连杆、第二伸缩连杆和小腿绑扣，大腿绑扣与第一伸缩连杆一端铰接，第一伸缩连杆另一端与第二伸缩连杆一端铰接，第二伸缩连杆另一端与小腿绑扣铰接；脚踝绑戴组件包括脚腕绑带、脚腕连杆、脚掌连杆、脚掌绑带和弹性件，脚腕绑带与脚腕连杆一端连接，脚腕连杆另一端通过销轴与脚掌连杆一端铰接，脚掌连杆另一端与脚掌绑带连接，脚掌绑带与脚腕绑带通过弹性件连接。2.根据权利要求1所述的绳索驱动下肢康复机器人，其特征在于，还包括绳索驱动系统和承载平台，绳索驱动系统设置在承载平台上，绳索驱动系统包括电机、立柱、滑轮和绳索，承载平台上连接有对称设置的立柱，立柱上连接有可转动的滑轮，立柱外侧的承载平台上连接有电机，电机与绳索一端连接，绳索另一端绕过滑轮与大腿绑扣或小腿绑扣连接。3.根据权利要求2所述的绳索驱动下肢康复机器人，其特征在于，立柱由上至下设置有三组滑轮，每组滑轮数量为2个，两个滑轮之间通过滑板连接，滑板滑动连接在立柱上。4.根据权利要求2所述的绳索驱动下肢康复机器人，其特征在于，大腿绑扣的左右两端分别连接两根绳索，小腿绑扣的左右两端分别连接1根绳索。5.根据权利要求2所述的绳索驱动下肢康复机器人，其特征在于，还包括扶手，扶手两端分别与一立柱连接。6.根据权利要求2所述的绳索驱动下肢康复机器人，其特征在于，还包括跑步机，跑步机装在立柱之间的承重平台上。7.根据权利要求1所述的绳索驱动下肢康复机器人，其特征在于，还包括减重支架、吊挂机构和防护衣，减重支架固定在承载平台的一端，减重支架与吊挂机构连接，吊挂机构与防护衣连接，防护衣穿在训练者腋下位置。

技术总结

本实用新型公开了一种绳索驱动下肢康复机器人，涉及康复训练机器人技术领域。该机器人包括下肢绑戴组件和脚踝绑戴组件；下肢绑戴组件包括大腿绑扣、第一伸缩连杆、第二伸缩连杆和小腿绑扣，大腿绑扣与第一伸缩连杆一端铰接，第一伸缩连杆另一端与第二伸缩连杆一端铰接，第二伸缩连杆另一端与小腿绑扣铰接；脚踝绑戴组件包括脚腕绑带、脚腕连杆、脚掌连杆、脚掌绑带，脚腕绑带与脚腕连杆一端连接，脚腕连杆另一端通过销轴与脚掌连杆一端铰接，脚掌连杆另一端与脚掌绑带连接，脚掌绑带与脚腕绑带通过弹性件连接。本机器人采用下肢绑戴组件将绑扣捆绑在大腿和小腿上，保证能够驱动下肢驱动的条件下，减少了关节的额外驱动受力，避免关节受到损伤。关节受到损伤。关节受到损伤。