一种轮腿两用的下肢康复助行外骨骼及控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114903751A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210501272.4(22)申请日2022.05.10(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人管小荣李恒飞赵帅杰郑博烜王铮(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203专利代理师张玲(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)A61H1/02(2006.01)A61G5/04(2013.01)A61G5/08(2006.01)A61G5/10(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图7页(54)发明名称一种轮腿两用的下肢康复助行外骨骼及控制方法(57)摘要本发明为一种轮腿两用的下肢康复助行外骨骼及控制方法。包括对称设置在中间背板机构外侧的的两组外骨骼机构，每组外骨骼机构均包括髋关节机构、大腿机构、膝关节机构、小腿机构和踝关节机构；背板机构中的髋板上安装有轮腿切换机构和髋—轮驱动装置，轮腿切换机构上安装有轮—腿支撑结构，轮—腿支撑结构上安装有主动轮结构，主动轮结构通过软轴与髋—轮驱动装置连接。本发明能够实现外骨骼运动和轮式运动两种状态；能够在帮助患者直立恢复的同时为患者提供轮椅式的助行；模式切换简单易操作、适合患者使用；实现了结构和驱动部分的共用，减轻了整体装置的质量，提高了外骨骼在直立行走模式下的稳定性，可用于患者的康复训练和日常助行。CN114903751ACN114903751A权利要求书1/3页1.一种轮腿两用的下肢康复助行外骨骼，其特征在于，包括背板机构(6)，轮‑腿支撑机构(5)和左右对称设置的髋关节机构(7)、大腿机构(4)、膝关节机构(3)、小腿机构(2)、踝关节机构(1)、轮腿切换机构(11)、髋‑轮驱动装置(8)、主动轮机构(10)和软轴(9)；背板机构(6)包括靠背(61)，两个髋板(62)和中心板(63)，髋板(62)呈L型，髋板(62)一端和中心板(63)连接，另一端安装髋关节机构(7)，髋关节机构(7)依次连接大腿机构(4)、膝关节机构(3)、小腿机构(2)和踝关节机构(1)；轮‑腿支撑机构(5)通过轮腿切换机构(11)可拆卸的和背板机构(6)连接，两个髋‑轮驱动装置(8)分别安装在髋板(62)一侧，髋‑轮驱动装置(8)分别通过套索和软轴(9)驱动髋关节机构(7)或主动轮机构(10)作动。2.根据权利要求1所述的助行外骨骼，其特征在于，背板(61)与中心板(63)通过螺钉连接，髋板(62)安装在中心板(63)的连接槽中，且髋板(62)通过在中心板(63)的安装槽内的相对移动调节髋距。3.根据权利要求2所述的助行外骨骼，其特征在于，髋关节机构(7)包括端盖(71)、转动板I(72)、轴承Ⅰ(73)、锁止螺栓(74)、压缩弹簧(75)、垫片(76)、髋外展连接件(77)、转动板II(78)、轴承Ⅱ(79)、套索从动盘I(710)、套索(711)、套索从动盘II(712)和锁止螺母(713)；转动板I(72)和转动板II(78)分别通过轴承Ⅰ(73)和轴承Ⅱ(79)连接于髋板(62)的轴两侧；髋外展连接件(77)通过螺钉连接在转动板I(72)和转动板II(78)之间；端盖(71)与转动板I(72)通过螺钉连接；套索(711)通过设置在套索从动盘I(710)和套索从动盘II(712)上的安装孔安装在套索从动盘I(710)和套索从动盘II(712)之间；套索从动盘I(710)和套索从动盘II(712)之间通过螺钉连接；锁止螺栓(74)依次设有螺纹段、圆柱段和多边形段，锁止螺栓(74)穿过压缩弹簧(75)和垫片(76)后依次穿过髋板(62)、转动板II(78)、轴承Ⅱ(79)、套索从动盘I(710)、套索从动盘II(712)与锁止螺母(713)螺纹连接。4.根据权利要求3所述的助行外骨骼，其特征在于，髋‑轮驱动装置(8)通过安装板和髋板(62)位于中心板同侧的一侧螺纹连接，髋‑轮驱动装置(8)包括电机外壳(81)、法兰板(82)、髋关节电机(83)、行星轮(84)、太阳轮(85)、齿圈(86)、套索安装板(87)、轴承(88)、行星架(89)、行星机构外壳(810)和锁止套筒(811)；髋关节电机(83)通过螺钉固定在电机外壳(81)内；法兰板(82)与电机外壳(81)通过螺钉连接；3个行星轮(84)和太阳轮(85)齿合于齿圈(86)内；行星架(89)通过行星轮(84)中心设置的安装孔与行星轮(84)间隙连接；两套索安装板(87)通过齿圈(86)外缘设置的安装孔与齿圈(86)螺钉连接；套索(711)的主动端通过齿圈(86)外缘设计的安装槽并固定在两套索安装板(87)之间；轴承(88)穿过行星架(89)安装在行星