CN207370865U - 一种立式下肢康复训练机器人 - Google Patents

Abstract

一种立式下肢康复训练机器人，属于康复医疗技术领域，包括足下活动平板、整体支架、升降重心调节***、可调节外骨骼机械腿和控制***，并且配备患者双腿固定结构及外设减重***。足下活动平板通过跑台电机带动活动跑带配和机械腿运动，模拟行走的真实状态；两条外骨骼机械腿分别具有髋、膝、踝三个自由度，且两条机械腿的宽度、大腿杆长度、小腿杆长度均可调节及锁死，踝关节距脚底板的距离可调节，以适应不同体型患者和提供足下刺激；升降及重心调节***利用气弹簧调节重心变化，压力传感器能实时采集相关数据；控制***通过外设操作面板进行患者信息录入及参数设定，并控制机器人运动，康复数据采集；过载保护、急停开关等有效保障患者安全。

Description

一种立式下肢康复训练机器人

技术领域

本实用新型属于康复医疗技术领域，特别是涉及一种立式下肢康复训练机器人。可应用于脑卒中等脑血管疾病以及脊柱损伤、骨损伤等外力导致下肢行走障碍患者早期康复技术领域。

背景技术

目前，脑卒中患者数量逐年增加，脑卒中同时具有发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高以及并发症多的特点，所以医学界把它同冠心病、癌症并列为威胁人类健康的三大疾病之一，下肢瘫痪是脑卒中患者常见的并发症状。医学证明，早期进行康复训练对降低脑卒中患者的致残率有着重要的临床意义，能够最大限度的恢复其瘫痪肢体的功能和日常生活活动能力。另外，交通事故、工伤等原因也造成了下肢瘫痪患者数量增加，康复训练对下肢行走障碍患者恢复行走能力至关重要。

下肢康复机器人是根据脑的可塑性理论，运用康复医疗核心疗法“运动疗法”，实现对下肢行走障碍患者进行大量、重复、准确的康复训练。目前对于脑卒中等脑血管疾病或脊柱损伤、骨损伤等中枢神经损伤患者，通常采用康复医疗师一对一的手法治疗，对康复医疗师的手法要求较高，效率低且工作强度大。目前市面上功能完整的康复机器人产品较少，大部分功能单一，体积庞大。综上，目前下肢康复医疗领域存在如下问题：1、传统康复医师一对一康复治疗效率低、工作强度大且成本高；2、市面上已有的康复机器人无法准确模拟人正常行走步态及足下刺激；3、功能较全康复机器人体积庞大，容易使患者产生恐惧心理。

目前康复机器人多采用坐卧式，立式两种姿态方式，根据人体工程学原理，立式康复能够更真实准确的模拟人正常行走，对患者康复更有帮助。

发明内容

针对传统康康复医疗方法及市面上已有的康复机器人存在的诸多不足，本实用新型提供一种立式下肢康复训练机器人。该康复训练机器人采用站立行走的训练姿态，且具备以下要求：1)方便的调整方式，适应不同体型患者；2)能够真实模拟正常人行走步态；3)具有康复主要参数可调节功能；4)具有很好的安全性；5)运行平稳可靠。

本实用新型采用的技术方案为：

该***由足下活动平板、整体支架、升降重心调节***、外骨骼机械腿和控制***组成：

所述足下活动平板，包括起固定作用的安装框架、跑台电机、跑台电机驱动器、传动齿轮、主动滚子、从动滚子、张紧滚子、活动跑带、跑板、万向轮、支撑座、外部安装板、外壳等零部件，万向轮安装在安装框架上，方便康复机器人整机的移动搬运。支撑座安装在安装框架上，具有调节功能，当机器人移动至指定位置后，调节支撑座，使得支撑座下的橡胶接触地面，使万向轮悬空，达到机器人固定作用。跑台电机安装在电机安装架上并固定在安装框架上，跑台电机驱动器驱动跑台电机转动，通过齿轮传动带动主动滚子旋转，且速度可调节，从动滚子、张紧滚子安装在安装框架上。活动跑带由主动滚子带动，经过从动滚子，并通过调节张紧滚子位置调节活动跑带预紧力，提高跑台电机带动活动跑带运动平稳准确性。跑板安装在活动跑带内侧，与跑带上边接触，为在康复训练过程中的患者提供类似地面的支撑力及冲击力，通过活动跑带运动与外骨骼机械腿配合，实现人在地面行走效果，上述转动副部分运用轴承、衬套等零件传动，保证转动顺滑，降低内耗及噪音。外壳安装在转动结构裸露等部分，美观且保障使用安全。

所述整体支架，包括两侧安装立板，与跑台的外部安装板固定，用于安装重心调节***组件、外骨骼机械腿、电源、控制***、外壳等零部件。

所述升降重心调节***，包括升降电机、升降电机驱动器、减速器、抱闸、升降传动轴、链轮、链条、导轨、滑块、气弹簧、压力传感器、连接杆等零部件。升降电机固定在足下活动平板***上的相应安装结构上，通过升降电机驱动器驱动升降电机，通过齿轮、减速器传动至两端的升降传动轴上，升降传动轴穿过抱闸，并与抱闸活动部件固定，抱闸安装在整体支架的安装立板上，升降传动轴两端各安装有一个链轮，升降传动轴与链轮不发生相对转动，主动链轮与从动链轮之间安装有链条，链轮带动链条在竖直方向运动，链条与和其平行安装的导轨上的一个滑块1通过锁紧件固定，使得链条运动时带动滑块1上下运动，该滑块与气弹簧一端固定，气弹簧另一端与安装在同一根导轨上的另一个滑块3固定，滑块3上通过连接件安装有压力传感器一端，压力传感器另一端与安装在同一根导轨上的滑块4通过连接件固定，两侧安装立板上对称布置上述链轮、链条、导轨、滑块、气弹簧和压力传感器。两侧对称的滑块2和滑块4分别通过连接杆连接，连接杆上有安装孔，用于安装外骨骼机械腿。

所述外骨骼机械腿，两条外骨骼机械腿分别具有髋、膝、踝三个关节自由度，包括用于驱动关节运动的电动缸、外部安装架、髋关节宽度调节机构、大腿及长度调节机构、小腿及长度调节机构、踝关节至脚板距离调节机构、柔性机械脚、固定扎带等结构：

所述电动缸为伺服电机输出轴带动主动齿轮转动，主动齿轮与从动齿轮啮合传动，从动齿轮上固定丝母，通过轴承、安装件等零件对丝母进行轴向定位，使电机转动时，带动丝母转动，与丝母配合的丝杆直线伸缩运动；

所述外部安装件一端与重心调节***的连接杆上的安装孔固定，另一端安装有髋关节宽度调节机构；

所述髋关节宽度调节机构主要由导轨、滑块、齿轮、齿条、锁紧件、两侧安装板组成，导轨安装在机械腿整体安装件的安装面板上，两个滑块通过转接件与两侧机械腿安装板连接，两根齿条分别安装在两个转接件上，齿轮带动两根齿条同步靠近或远离，通过转动与锁紧件相连的手柄，改变齿轮与转轴端面的轴向间隙，对齿轮进行锁紧和释放。为适应不同患者体型，对髋关节宽度进行调节时，松开锁紧手柄，齿轮由锁紧状态变为自由活动状态，对一侧机械腿安装板施加力，使其移动的同时，带动转接板上的齿条移动，由于齿轮轴位置固定，所以齿轮发生转动，进而带动另一侧齿条直线移动，达到两侧机械腿安装板对称移动效果，当调节至所需宽度时，拨动安装在锁紧件上的锁紧手柄，将齿轮压紧，不能转动，使两侧安装板距离锁定。所述两侧安装板上装有用于固定驱动大腿运动电动缸尾座的安装件以及髋关节转轴安装孔；

所述大腿及长度调节机构，大腿杆一端通过转轴及轴承安装在髋关节宽度调节机构的安装板上，电动缸活动端与大腿杆连接，在电动缸丝杆直线伸缩运动时，带动大腿杆在一定角度范围内摆动，大腿具有方便的长度调节功能，适应不同腿长。所述长度调节机构，与大腿杆配合滑动的大腿滑套上带有安装调节机构的法兰，长度调节转轴安装在法兰上，两者可相对转动，长度调节转轴一端固定有锥齿轮，另一端固定有带有锁紧功能的手柄，当旋转手柄时，能够带动锥齿轮转动，改变手柄位置，即可锁死锥齿轮，使其无法转动。在大腿滑套上固定有丝杠，丝杠可自由转动，一端固定有锥齿轮，与手柄固定的锥齿轮啮合，丝杆上安装有丝母，丝母固定在大腿杆上，所以调节手柄，带动丝杆转动，即可实现丝母在丝杆上直线运动，达到调节大腿杆在大腿滑套内伸缩效果，调节完成后，改变手柄位置，锁死锥齿轮，即可将大腿长度锁定。大腿滑套上有安装驱动小腿摆动电动缸尾座固定结构及膝关节转轴结构。

所述小腿及长度调节机构，小腿杆通过膝关节转轴及轴承与大腿滑套安装，驱动小腿摆动电动缸活动端与小腿杆连接，带动小腿摆动，小腿长度调节原理与大腿长度调节原理相同。

所述踝关节及至脚板距离调节机构，驱动踝关节转动的电动缸固定端安装在小腿滑套上，伸缩活动端与踝关节的脚板活动连接件固定，电动缸伸缩运动即带动踝关节转动，进而带动脚板运动。脚板活动连接件上安装有滑块，与之配合的导轨安装在脚板安装件上，柔性机械脚固定在脚板安装件上，其目的在于适应不同患者脚底板到踝关节距离以及在结构上满足患者康复行走过程中足下冲击刺激要求。

所述固定扎带，安装在大腿、小腿、脚板上，用于将患者双腿与外骨骼机械腿对应固定，且大腿、小腿的固定扎带位置可调节。

所述电源***，包括转压、分线、线路布置等功能元件，为机器人整机供电提供保障。

所述控制***：包括主机、操作面板、驱动器、上位机软件、康复评估***、安全***等，操作人员通过在控制面板上输入康复信息，主机协同控制驱动器，驱动各关节、跑台、升降电机运动，调整减重参数，实时采集压力传感器、各电机负载电流等信息进行康复参数调整及康复程度评估。机器人设置多个急停操作开关，操作人员和患者在发现问题时可方便及时的按下紧急停止按钮，保护患者人身安全。

对于无法站立的患者，本实用新型设计有减重***或搭配其它减重产品使用。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型与现有技术相比，采用患者立式康复训练，并且具有完善的机器人结构，两条外骨骼机械腿分别具有髋、膝、踝三个关节、且配合足下活动平板，使本实用新型的立式康复训练机器人机械腿能够模拟人体下肢行走出标准步态，在患者做康复运动时，足下活动平板能对患者进行足下刺激及冲击，保证了患者康复运动的强度和准确度，而踝关节自由度是目前具有足下活动平板的立式下肢康复机器人所不具备的，对于真实模拟人行走步态起着至关重要的作用，它可以使患者获得更多的正确运动感觉刺激，有利于提高康复医疗效果；

2、本实用新型采用了灵活的调节方式，适应不同体型患者，髋关节宽度可调，大腿，小腿长度可调节，且调节、锁定简单方便；

3、本实用新型踝关节至脚底板距离可自适应调节，能够充分适应不同足型患者，且有效提供康复训练过程中的足下冲击刺激；

4、本实用新型采用压力传感器实时检测患者减重参数，方便针对不同阶段患者进行合理康复治疗；

5、本实用新型采用气弹簧辅助重心调节，根据气弹簧的可压缩性，配合患者康复过程中重心变化，更真实模拟正常行走状态；

6、本实用新型具有机械腿电机负载电流反馈评估***，能够根据不同阶段康复训练的关节电机所反馈的电流参数，对患者康复程度进行评估。

附图说明

图1为足下活动平板结构示意图；

图2为足下活动平板部分剖视结构示意图；

图3为电动缸结构示意图；

图4为电动缸内部结构示意图；

图5为外骨骼机械腿立体结构示意图；

图6为外骨骼机械腿正视结构示意图；

图7为大腿伸缩调节机构及可调固定扎带示意图；

图8为踝关节结构示意图；

图9为机械脚结构示意图；

图10为立式下肢康复训练机器人整机1视角结构示意图；

图11为立式下肢康复训练机器人整机2视角结构示意图；

图12为立式下肢康复训练机器人整机3视角结构示意图；

其中，1-升降主动链轮；2-升降传动轴；3-万向轮；4-主动滚子；5-电源；6-跑台电机；7-跑台传动从动齿轮；8-跑台传动主动齿轮；9-支撑座；10-从动滚子；11-张紧滚子；12-跑板；13-活动跑带；14-安装框架；15-跑台外壳；16-外部安装板；17-升降传动从动齿轮；18-升降传动主动齿轮；19-升降电机；20-蜗轮蜗杆减速器；21-电动缸顶端安装件；22-丝杆；23-电动缸外壳(1)；24-电动缸法兰；25-电动缸外壳(2)；26-电动缸电机；27-电动缸主动齿轮；28-丝母；29-电动缸从动齿轮；30-大腿滑套；31-髋关节转轴；32-机械腿安装板；33-宽度调节转接板；34-宽度调节齿轮；35-宽度调节转轴；36-宽度调节齿条；37-宽度调节导轨；38-宽度调节手柄；39-宽度调节滑块；40-大腿摆动电动缸；41-大腿摆动电动缸尾座固定件；42-机械腿整体安装件；43-小腿杆；44-小腿滑套；45-机械脚安装件；46-大腿处患者双腿固定件；47-柔性机械脚；48-小腿杆摆动电动缸；49-膝关节转轴；50-踝关节；51-脚部运动电动缸；52-患者双腿固定调节机构；53-大腿处腿长调节机构；54-大腿杆；55-丝杆上法兰；56-腿长调节丝杆；57-腿长调节丝母；58-锥齿轮(1)；59-调节手柄法兰；60-锥齿轮(2)；61-患者双腿固定调节法兰；62-患者双腿固定调节压柄；63-患者双腿固定调整柔性垫；64-患者双腿固定调节杆；65-患者双腿固定绑带安装件；66-腿长调节手柄；67-腿长调节转轴；68-腿长调节手轮；69-腿长调节手轮轴；70-小腿长度调节机构；71-小腿处患者双腿固定结构；72-踝关节限位件；73-踝关节摆动件；74-机械脚活动导轨安装件；75-踝关节转轴；76-机械脚活动滑块；77-机械脚滑动导轨；78-齿轮外罩；79-两侧安装立板；80-升降下连接杆；81-压力传感器；82-升降上连接杆；83-升降滑块(1)；84-气弹簧；85-升降滑块(2)；86-升降滑块(3)；87-升降滑块(4)；88-升降从动链轮；89-升降从动链轮安装件；90-链条；91-外设操作面板；92-控制箱；93-工控机；94-急停开关；95-电源开关；96-抱闸；97-外壳(1)；98-航空接头；99-外壳(2)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：

如图1、图2所示，为一种立式康复训练机器人足下活动平板结构示意图，包括升降主动链轮1；升降传动轴2；万向轮3；主动滚子4；电源5；跑台电机6；跑台传动从动齿轮7；跑台传动主动齿轮8；支撑座9；从动滚子10；张紧滚子11；跑板12；活动跑带13；安装框架14；跑台外壳15；外部安装板16；升降传动从动齿轮17；升降传动主动齿轮18；升降电机19；蜗轮蜗杆减速器20。

所述安装框架14上固定有万向轮3，方便立式下肢康复训练机器人移动，同时安装有支撑座9，通过向下调节支撑座9位置，可以使万向轮3离开地面，支撑座9顶端柔性材料接触地面，以达到机器人固定位置效果。安装框架14上安装有跑台电机6，跑台电机6通过跑台传动主动齿轮8和跑台传动从动齿轮7带动主动滚子4转动，主动滚子4通过轴承，转轴等传动部件安装在安装框架14上，从动滚子10和张紧滚子11通过轴承、转轴安装在安装框架14上，并且位置可调节，主动滚子4、从动滚子10和张紧滚子11之间安装有活动跑带13，通过对从动滚子10和张紧滚子11的位置调节对活动跑带13进行张紧。主动滚子4被跑台电机6带动后，即可带动活动跑带13运动。电源5安装在安装框架14上，用于电压转换。升降电机19固定在安装框架14上，升降电机19上安装有升降传动主动齿轮18，升降电机19旋转带动升降传动主动齿轮18转动，进而带动与之啮合的升降传动从动齿轮17转动，升降传动从动齿轮17固定安装在蜗轮蜗杆减速器20输入轴上，蜗轮蜗杆减速器20固定在安装框架14上，蜗轮蜗杆减速器20输出端固定有两根升降传动轴2升降传动轴2上分别安装有升降主动链轮1，当升降电机19按照给定参数转动时，通过升降传动主动齿轮18和升降传动从动齿轮17将动力传输给蜗轮蜗杆减速器20，经减速后，带动升降传动轴2进而带动升降主动链轮1转动。外部安装板16固定在安装框架14上，外部安装板16上有销钉孔、走线孔及螺纹安装孔，方便与两侧安装立板79安装。

如图3、图4所示，为一种立式下肢康复训练机器人外骨骼机械腿关节驱动单元——电动缸，包括电动缸顶端安装件21；丝杆22；电动缸外壳(1)23；电动缸法兰24；电动缸外壳(2)25；电动缸电机26；电动缸主动齿轮27；丝母28；电动缸从动齿轮29。

所述电动缸电机26固定在电动缸法兰24上，电动缸主动齿轮27安装在电动缸电机26上输出轴上，电动缸从动齿轮29固定在丝母28上，丝母28通过轴承与电动缸法兰24配合安装，电动缸主动齿轮27与电动缸从动齿轮29啮合传动，丝杆22与丝母28配合，两个电动缸外壳23、25分别安装在电动缸法兰24上，当电动缸电机26转动时，带动电动缸主动齿轮27转动，进而带动电动缸从动齿轮29转动，使得丝母28在电动缸法兰24上配合转动，对丝母28做轴向限位，当丝母28转动时，限制转动的丝杆22在直线方向伸缩运动，电动缸顶端安装件21固定在丝杆顶端，方便与摆动件铰接。

如图5、图6、图7、图8、图9所示，为一种立式下肢康复训练机器人外骨骼机械腿结构图及局部图，包括大腿滑套30；髋关节转轴31；机械腿安装板32；宽度调节转接板33；宽度调节齿轮34；宽度调节转轴35；宽度调节齿条36；宽度调节导轨37；宽度调节手柄38；宽度调节滑块39；大腿摆动电动缸40；大腿摆动电动缸尾座固定件41；机械腿整体安装件42；小腿杆43；小腿滑套44；机械脚安装件45；大腿处患者双腿固定件46；柔性机械脚47；小腿杆摆动电动缸48；膝关节转轴49；踝关节50；脚部运动电动缸51；患者双腿固定调节机构52；大腿处腿长调节机构53；大腿杆54；丝杆上法兰55；腿长调节丝杆56；腿长调节丝母57；锥齿轮(1)58；调节手柄法兰59；锥齿轮(2)60；患者双腿固定调节法兰61；患者双腿固定调节压柄62；患者双腿固定调整柔性垫63；患者双腿固定调节杆64；患者双腿固定绑带安装件65；腿长调节手柄66；腿长调节转轴67；腿长调节手轮68；腿长调节手轮轴69；小腿长度调节机构70；小腿处患者双腿固定结构71；踝关节限位件72；踝关节摆动件73；机械脚活动导轨安装件74；踝关节转轴75；机械脚活动滑块76；机械脚滑动导轨77。

所述机械腿整体安装件42上有相应的外设安装孔及限位结构，两根宽度调节导轨37定位安装在机械腿整体安装件42上，每根宽度调节导轨37上各有两个宽度调节滑块39，宽度调节滑块39分别固定在左右两个宽度调节转接板33上，两个宽度调节转接板33分别固定有左右两个机械腿安装板32，两根宽度调节齿条36分别固定在两个宽度调节转换板33上，宽度调节齿轮34与两根宽度调节齿条36啮合，宽度调节转轴35穿过宽度调节齿轮34的中心孔通过螺纹副与机械腿整体安装件42配合，并且宽度调节转轴35的一端带有凸台，限制宽度调节齿轮34轴向运动及锁紧时刻用于压紧，另一端与宽度调节手柄38固定，当需要调节两条机械腿之间的宽度以适应不同体型患者时，松开宽度调节手柄38，拉动一侧机械腿安装板32，即可带动齿轮齿条，进而带动另一侧机械腿安装板32对称运动，当运动到所需位置时，旋转宽度调节手柄38，带动宽度调节轴35转动，通过螺纹配合，在轴向运动，压紧宽度调节齿轮35，对两条机械腿位置进行锁定。所述大腿摆动电动缸尾座固定件41固定在机械腿安装板32上，大腿摆动电动缸40的固定端与大腿摆动电动缸尾座固定件41铰接，其丝杆顶部的输出端与大腿杆54铰接，大腿杆54与机械腿安装板32通过髋关节转轴31及轴承配合安装，两者可在一定角度内相对转动，当大腿摆动电动缸40伸缩运动时，带动大腿杆54摆动。所述大腿滑套30与大腿杆54配合安装，小腿杆摆动电动缸48的固定端通过铰接方式安装在大腿滑套30上，小腿杆摆动电动缸48的丝杆输出端通过铰接方式与小腿杆43安装，小腿杆43与大腿滑套30之间通过膝关节转轴49及轴承等零件配合安装，使两者可在一定角度范围内相对转动，当小腿杆摆动电动缸48丝杆伸缩运动时，即可带动小腿杆43摆动。所述小腿滑套44与小腿杆43配合调节长度，脚部运动电动缸51的固定端通过铰接方式安装在小腿滑套44上，丝杆输出端通过铰接方式安装在踝关节摆动件73上，踝关节摆动件73通过踝关节转轴75及轴承配合安装。踝关节限位件72固定在小腿滑套44上，将踝关节摆动件73的摆动限定在一定角度范围内，当脚部运动电动缸51伸缩运动时，将带动踝关节摆动件73即可在一定角度范围内摆动。踝关节转轴50跟随踝关节摆动件73转动，踝关节转轴75与机械脚活动导轨安装件74固定安装，两者不发生相对转动，机械脚活动滑块76固定在机械脚活动导轨安装件74上，机械脚滑动导轨77固定在机械脚安装件45上，机械脚安装件45上有对应的限位结构限制相对机械脚活动导轨安装件74的相对位置，柔性机械脚47固定在机械脚安装件45上，并且柔性机械脚47上带有固定患者脚部的绑带，当脚部运动电动缸51伸缩运动时，即可带动柔性机械脚47摆动。所述两条外骨骼机械腿的大腿，小腿长度均可通过伸缩调节机构调节，具体方式为丝杆上法兰55固定在大腿滑套30上，腿长调节丝杆56上端与丝杆上法兰55的轴孔配合并限位，腿长调节丝杆56可以自由转动，腿长调节丝母57安装在腿长调节丝杆56上，并固定在大腿杆54上，腿长调节丝杆56下端固定有锥齿轮(1)58，并且通过调节手柄法兰59上转轴对腿长调节丝杆56轴向限位，腿长调节转轴67与调节手柄法兰59对应轴孔配合，且可以自由转动，腿长调节转轴67一端固定有锥齿轮(2)60，另一端通过销轴安装有腿长调节手柄66，该安装孔位置外轮廓为偏心凸轮，实现可以通过调节腿长调节手柄66的角度，调节压紧程度，松开或锁死锥齿轮(2)60，进而松开或锁定大腿长度，腿长调节手轮68通过腿长调节手轮轴69安装在腿长调节手柄66上，方便医师抓取旋转。当需要调节大腿长度时，将腿长调节手柄66调节至松开位置，转动腿长调节手柄66，通过腿长调节转轴67带动锥齿轮(2)60转动，进而带动与之啮合的锥齿轮(1)58及与锥齿轮(1)58固定的腿长调节丝杆56转动，由于腿长调节丝杆58轴向位置固定，使得腿长调节丝母57与大腿杆54相对大腿滑套30运动，小腿长度调节机构70原理与之相同。所述两条外骨骼机械腿上带有患者双腿固定调节机构52，以大腿处为例，患者双腿调节法兰61安装在调节手柄法兰59上，可以相对移动但无法相对转动，患者双腿固定调整柔性垫63安装在患者双腿固定调节法兰61内，患者双腿固定调节杆64安装在患者双腿固定调整柔性垫63内，患者双腿固定调节杆64可以在轴向移动，患者双腿固定调节压柄62通过铰接方式安装在患者双腿固定调节法兰61上，患者双腿固定调节压柄62的下部转轴处外轮廓为偏心凸轮，可以通过挤压患者双腿固定调整柔性垫63对患者双腿固定调节杆64压紧或释放，患者双腿固定调节杆64上固定有患者双腿固定绑带安装件65，根据需求可以在患者双腿固定绑带安装件65上安装不同样式绑带。在使用时，松开患者双腿固定调节压柄62，即可调节患者双腿固定调节杆64和患者双腿固定调节法兰61位置，来适应不同体型患者，当调整合适后，压紧患者双腿固定调节压柄62，通过双腿固定调整柔性垫63的变形压紧患者双腿固定调节杆64对位置进行锁定。

如图10、图11、图12所示为立式下肢康复训练机器人整机结构图，其中齿轮外罩78安装在外骨骼机械腿的宽度调节齿轮部分，防止患者康复过程中衣物进入其中。两侧安装立板79固定在外部安装板16上，用于安装康复机器人的升降及重心调节***。

所述升降机构，通过升降主动链轮1带动链条90运动。升降从动链轮安装件89安装在两侧安装立板79上，用于安装升降从动链轮88及张紧链条90，链条90与升降滑块(1)83固定，即链条90运动带动升降滑块(1)83运动，气弹簧84的一端通过铰接方式安装在升降滑块(1)83上，气弹簧84另一端安装在升降滑块(3)86上，两侧升降滑块(3)86上安装有压力传感器81一端，另一端安装在升降滑块(4)87上，两侧的升降滑块(4)87通过升降上连接杆82连接，两侧的升降滑块(2)通过升降下连接杆80连接，两个升降连接杆80、82上有安装孔，用于安装机械腿整体安装件42，当升降电机19转动带动升降主动链轮1转动，升降主动链轮1带动链条90运动，进而带动升降滑块(1)83上固定的气弹簧84升降运动，进而带动升降滑块(3)86上下运动，升降滑块(3)86与升降滑块(4)87之间的压力传感器81可以检测外骨骼机械腿及患者重量及减重量，各升降滑块运动带动外骨骼机械腿升降运动。气弹簧84具有可压缩性，可根据患者在康复过程中重心的变化适应调整。抱闸96固定在在外部安装板16上，升降传动轴2穿过抱闸96并与其内部活动元件配合安装，即抱闸96可以松开或抱死升降传动轴2，用于固定升降位置。所述立式下肢康复训练机器人上具有控制箱92，控制箱内包含工控机93及电机驱动器、电源板等控制元件，航空接头98将外骨骼机械腿电动缸的电源和控制线与控制箱92内元件导通，电源开关95和急停开关94用于机器人电源通断及遇到特殊情况时急停。外设操作面板91通过信号线或无线通讯，方便在机器人周围的工作人员对患者进行参数录入，机器人参数调节等操作。机器人还具有外壳(1)97和外壳(2)99，在使患者及他人免受结构及尖锐部分伤害同时，达到美观效果。

所述立式下肢康复训练机器人，在对下肢行走障碍患者进行康复训练时，根据不同的患者病情及康复阶段，需配备减重***，采用悬挂和靠式减重方式，减重***可在本实用新型一种立式下肢康复训练机器人上对应位置安装，同时也可以利用市面已有的减重产品。

Claims (10)

1.一种立式下肢康复训练机器人，其特征在于，该机器人包括足下活动平板、整体支架、升降重心调节***、外骨骼机械腿和控制***组成，其中：

所述足下活动平板***位于立式下肢康复训练机器人底部，在足下活动平板所包括的安装框架上固定有用于机器人移动的万向轮及用于机器人位置固定的可调节支撑座，安装框架上安装有主动滚子、从动滚子和张紧滚子，用于配合患者行走训练的活动跑带安装在三者之间，活动跑带底部安装有跑板，用于为患者提供冲击力及支持力，跑台电机固定在安装框架上，通过驱动器驱动，经传动元件带动主动滚子转动，进而带动跑带运动；

所述整体支架安装在所述机器人足下活动平板的外部安装结构上，用于安装机器人升降重心调解***、外骨骼机械腿、控制***、扶手和外壳等结构；

所述升降重心调节***，安装在所述机器人底部的升降电机通过升降传动部件带动升降结构在竖直方向运动，外骨骼机械腿通过压力传感器及气弹簧安装在升降结构上，即可通过调节升降电机运动，调节外骨骼机械腿在竖直方向运动；

所述外骨骼机械腿包括机械腿安装基座，用于两条机械腿与升降结构之间进行连接，两条外骨骼机械腿分别具有三个自由度，位于足下活动平板上方，用于固定患者下肢，每条机械腿包括由各自不同的电动缸单独驱动的髋、膝、踝3个关节，分别对应人体下肢的3个关节，且在髋关节处可对称调节两条机械腿之间距离，大腿小腿长度可调，踝关节至足底距离可调节；

所述控制***：包括工控机、驱动器及外设操作面板，外设操作面板显示康复机器人的上位机操作软件界面，用于患者信息录入、康复模式选择，参数调整等，并将信息传递给工控机，工控机通过控制驱动器等元件控制电动缸运动，并通过电动缸、压力传感器等反馈的数据进行整合处理，还可利用机械腿电机反馈的负载电流，进行患者康复效果评估。

2.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述从动滚子、张紧滚子的位置可调节，通过调节两者位置调整活动跑带预紧力。

3.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述升降重心调节***中，升降电机通过减速器将动力传输至两根升降传动轴，升降传动轴上安装有抱闸活动端，抱闸固定端安装在所述机器人整体支架上，可通过控制抱闸通断电，即断开或抱死来固定机械腿升降位置。

4.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述升降重心调节***中，经升降电机带动的两根升降传动轴端部分别安装有链轮及竖直安装的链条，每根链条一侧在整体支架上分别安装有导轨及4个滑块，两侧链条分别与两根导轨上的从下向上数第1个滑块固定，同时该滑块上固定有气弹簧的一端，气弹簧另一端分别固定在从下向上数第3个滑块上，且该滑块上固定有压力传感器一端，压力传感器另一端与从下向上数第4个滑块固定，两侧的第4个滑块通过连接杆连接在一起，两侧从下向上数第2个滑块通过连接杆固定在一起，两根连接杆通过固定板连接在一起，用于安装所述外骨骼机械腿，当控制升降电机转动，带动两侧导轨上从下向上数第1个滑块及气弹簧在竖直方向运动，进而带动从下向上数第3个滑块在竖直方向运动，通过压力传感器带动从下向上数第4个滑块及连接杆运动，从下向上数第2个滑块及连接杆将跟随运动，实现带动外骨骼机械腿在竖直方向运动；

所述气弹簧，其伸长量会跟随患者康复训练过程中重心变化实时自动调整；

所述压力传感器能够检测出机械腿、患者重量及足下活动平板提供的支撑力，并将数据传输给工控机，用于康复评估及康复计划调整。

5.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述在髋关节处可通过齿轮齿条结构，对称调节两条机械腿之间的宽度，齿轮轴通过螺纹副安装在安装板上，通过手柄转动齿轮轴，调节轴向位置对齿轮进行松开或锁死，两根齿条均与齿轮啮合，分别固定在两条机械腿安装部件上，一侧移动即可带动另一侧对称移动。

6.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述大腿长度及小腿长度通过丝杆、丝母配合调节，丝母安装在大腿或小腿杆上，丝杆安装在大腿或小腿滑套上，通过调节丝杆转动，即可实现丝母相对丝杆移动，进而调整大腿杆、小腿杆伸缩量，改变腿长。

7.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述踝关节距足底距离可通过导轨滑块调节，滑块和与之配合的导轨分别安装在与踝关节输出轴固定的安装板上和与柔性脚底板固定的安装件上，用于适应患者不同的踝关节至脚底板距离，以及满足步态康复训练过程中对足下冲击刺激的结构要求。

8.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述外骨骼机械腿上有可调节患者双腿固定结构，调整位置松开或锁紧适应不同体型患者，该结构上安装有绑带固定患者双腿，柔性机械脚上有绑带,用于固定患者脚部。

9.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述康复机器人还具有减重***，通过患者坐靠式或患者悬挂方式。

10.根据权利要求1所述机器人，其特征在于，所述机器人在机器人扶手、外壳等位置都设置有急停开关。