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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明公开了一种基于套索驱动的卧式下肢康复机器人，其结构包括大腿组件、小腿组件、腰部组件、髋关节组件、膝关节组件、踝关节组件、动力装置、躺床组件，腰部组件与躺床组件固定连接，左、右两条机械腿呈对称布置。本发明针对关节置换、骨折或中枢神经损伤导致的肢体残障人群提供临床上所需要的康复训练，包括基于预定轨迹牵引的被动训练模式和基于主动运动意图的主动训练模式，帮助患者恢复下肢肌力及活动能力，避免术后并发症的出现。康复训练过程中各传感器采集的数据实时上传至PC端，向患者和治疗师提供患肢的反馈信息，给临床诊断和治疗方案的制定提供有价值的参考数据。整机能自主调节长度和宽度且有多种训练模式，适用于各种身形以及不同康复程度的患者，且易于拆卸、搬运和安装。

主权项：1.一种基于套索驱动的卧式下肢康复机器人，基于预定轨迹牵引的被动训练模式和基于主动运动意图的主动训练模式进行康复训练，患者通过PC端进行人机交互操作；其特征在于：其机械结构包括大腿组件、小腿组件、腰部组件、髋关节组件、膝关节组件、踝关节组件、动力装置、躺床组件；所述大腿组件包括大腿连接板、大腿连杆，大腿调长杆、绑带、绑带固定板；所述大腿连接板对称布置于大腿连杆两侧，一端与髋关节前屈后伸旋转轴相连接，中间通孔与髋关节前屈后伸旋转轴相配合，另一端与大腿连杆固定连接，将前屈后伸驱动力传导至大腿；所述大腿连杆中部设有方形槽口，槽内开有多个通孔与绑带固定板通过螺栓固定连接，一端设有长方形滑槽与大腿调长杆连接，所述大腿调长杆通过在滑槽内移动来调节大腿的长度，以满足不同身高人群的需求；所述绑带固定板为L型长板，开有多出通孔与所述绑带进行贴合以完成大腿的绑缚；所述小腿组件包括小腿第一连接板、小腿第二连接板、小腿连杆、小腿调长杆、绑带固定板、膝关节保护器；所述小腿第一连接板一端与膝关节前屈后伸旋转轴相连接，一端与小腿连杆固定连接，将前屈后伸驱动力传导至小腿；所述小腿第二连接板与小腿第一连接板对称布置，一端连接大腿调长杆下端，中间通孔与膝关节前屈后伸旋转轴相配合，另一端与小腿连杆固定连接传递驱动力；所述小腿连杆中部设有方形槽口，槽内开有多个通孔与绑带固定板通过螺栓固定连接，一端设有长方形滑槽与小腿调长杆连接，所述小腿调长杆通过在滑槽内移动来调节小腿的长度；所述膝关节保护器一端与绑带固定板连接，一端通过绑带与大腿调长杆相连；所述腰部组件包括腰部支撑板、腰部第一伸缩板、腰部第二伸缩板、腰带；所述腰部支撑板两端对称设有两排通孔与电机固定块通过螺栓连接，中间开有多个弧边方槽，分别与腰部第一伸缩板、腰部第二伸缩板连接实现腰部的宽度调节；所述腰部第一伸缩板与腰部第二伸缩板对称布置，其两端设有多个通孔，一端与腰带连接固定，另一端与髋关节组件相连，形状呈半月形与腰带贴合；所述腰带两侧与腰部伸缩板贴合，前端设有方形扣环；所述髋关节组件包括髋关节前屈后伸固定板、髋关节前屈后伸旋转轴、轴承、髋关节角度传感器、髋关节角度传感器外壳、髋关节外展内收旋转轴，第一带座轴承、第二带座轴承；所述髋关节前屈后伸固定板一端为方形，中部开有通孔与髋关节外展内收旋转轴相配合，一端为圆片状，中部开有通孔与髋关节前屈后伸旋转轴相配合使之固定；所述髋关节前屈后伸旋转轴为阶梯轴，一端与套索第二执行轮配合传递驱动力，一端与大腿连接板配合，主动驱动完成大腿的前屈后伸运动；所述髋关节外展内收旋转轴两端分别与第一、二带座轴承配合，由患者被动完成小幅度的外展内收运动；所述第一、二带座轴承呈T字形并对称布置于髋关节外展内收旋转轴两端，通过螺钉与腰部伸缩板固定连接；所述膝关节组件包括膝关节前屈后伸旋转轴、膝关节角度传感器、膝关节角度传感器外壳；所述膝关节前屈后伸旋转轴为阶梯轴，一端与套索执行轮配合传递驱动力，一端与小腿第一、第二连接板配合，主动驱动完成小腿的前屈后伸运动；所述踝关节组件包括踝关节第一连接件、万向节阻尼球头球铰、踝关节第二连接件、脚板；所述踝关节第一连接件底部开有通孔与万向节阻尼球头球铰通过螺栓连接，侧边通孔通过螺栓连接固定在小腿调长杆上；所述万向节阻尼球头球铰下端球体上开有螺纹孔，通过双头螺柱与踝关节第二连接件连接，可实现被动三自由度，满足人体踝关节活动范围和自由度的要求；所述踝关节第二连接件为L形，一端开有螺纹孔与球铰相连，另一端开有通孔与脚板通过螺栓固定连接；所述脚板质地柔软，与患者足部贴合，完成踝关节的康复运动；所述动力装置包括驱动电机、减速器、电机第一固定块、电机第二固定块、电机轴端盖、套索第一执行轮、套索第二执行轮、套索第一固定块、套索第二固定块、套索第三固定块、套索第四固定块、绳索、绳索卡扣、套管；所述驱动电机的输出轴与减速器内部的可变形抱箍通过锁紧螺丝抱紧连接，由减速器实现减速传动；所述减速器输出轴与套索第一执行轮中间孔相配合，由平键将输出轴的驱动力矩传递到套索第一执行轮；所述电机第一固定块四角开有通孔与电机第二固定块连接，中间通孔与减速器配合便于固定；所述电机第二固定块一端为片状开有多个通孔，另一端呈条状与套索第一固定块通过螺栓连接固定，且可以进行长度调节；所述套索第一执行轮侧面有环形槽口与所述绳索贴合，绳索由所述绳索卡扣限制在槽内；所述套索第二固定块两侧设有半圆形凹槽，中间开有螺纹孔与所述套索第一固定块连接，限制绳索的大幅摆动；所述套索第三固定块与所述套索第四固定块通过螺栓固定连接。

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