用于下肢步态训练的智能康复机器人.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010577233.3 (22)申请日 2020.06.22 (71)申请人 深圳莱恩医学技术有限公司 地址 518122 广东省深圳市坪山区坑梓街 道秀新社区聚龙山A路深城投创意工 厂生命科学园厂房B3206 (72)发明人 黄月文 (74)专利代理机构 深圳汇策知识产权代理事务 所(普通合伙) 44487 代理人 梁超 (51)Int.Cl. A61H 1/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于下肢步态训练的智能康复机器人 (57)摘要 一种用于下肢步态训练。

2、的智能康复机器人。 市场中销售的下肢康复机器人大多使用训练模 式单一， 只有两个髋关节和膝关节在运动， 缺少 踝关节训练， 关节结构之间仅是进行单纯的相互 关联运动， 没有训练功能， 未能考虑步行时重心 变化， 影响训练效果。 本发明中机架包括横梁和 两个立柱， 两个立柱竖直并列设置在脚底配合道 上， 下肢机器人设置在两个立柱之间且其靠近脚 底配合道设置， 横梁水平设置在两个立柱之间， 所述重力补偿机构和减重升降机构分别设置在 两个立柱上， 减重升降机构的连接端穿过横梁与 康复人员可拆卸连接， 减重升降机构与下肢机器 人相连接， 下肢机器人分别与康复人员的髋关 节、 膝关节和踝关节相配合设置。。

3、 本发明用于下 肢康复训练。 权利要求书2页 说明书11页 附图10页 CN 111588595 A 2020.08.28 CN 111588595 A 1.一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 包括机架(1)、 减重升降机 构(2)、 下肢机器人(3)、 重力补偿机构(4)和脚底配合道(5)， 机架(1)包括横梁(1-1)和两个 立柱(1-2)， 两个立柱(1-2)竖直并列设置在脚底配合道(5)上， 下肢机器人(3)设置在两个 立柱(1-2)之间且其靠近脚底配合道(5)设置， 横梁(1-1)水平设置在两个立柱(1-2)之间， 所述重力补偿机构(4)和减重升降机构(2)分别设置。

4、在两个立柱(1-2)上， 所述减重升降机 构(2)的连接端穿过横梁(1-1)与康复人员可拆卸连接， 减重升降机构(2)与下肢机器人(3) 相连接， 下肢机器人(3)分别与康复人员的髋关节、 膝关节和踝关节相配合设置。 2.根据权利要求1所述的一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 重力 补偿机构(4)包括补偿器(4-1)、 牵引绳(4-2)、 一级定滑轮(4-3)、 二级定滑轮(4-4)、 三级定 滑轮(4-5)、 四级定滑轮(4-6)、 底板(4-7)和支撑架(4-8)， 底板(4-7)竖直设置在两个立柱 (1-2)之间， 支撑架(4-8)设置在底板(4-7)上， 下肢机器人(。

5、3)固定安装在支撑架(4-8)上， 四级定滑轮(4-6)和三级定滑轮(4-5)分别设置在支撑架(4-8)的顶部和底部， 二级定滑轮 (4-4)设置在底板(4-7)上， 一级定滑轮(4-3)设置在两个立柱(1-2)中的一个所述立柱(1- 2)的外侧壁上， 补偿器(4-1)固定安装在与一级定滑轮(4-3)同一立柱(1-2)的顶部， 牵引绳 (4-2)的一端与补偿器(4-1)相连接， 牵引绳(4-2)的另一端依次绕过一级定滑轮(4-3)、 二 级定滑轮(4-4)、 三级定滑轮(4-5)和四级定滑轮(4-6)后与支撑架(4-8)相连接， 支撑架(4- 8)通过牵引绳(4-2)沿立柱(1-2)的长度方向。

6、带动下肢机器人(3)同步往复运动。 3.根据权利要求1或2所述的一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 下肢机器人(3)包括腿间距调节装置(7)和两个机械腿， 腿间距调节装置(7)与康复人员的 髋关节相配合设置， 腿间距调节装置(7)固定安装在支撑架(4-8)上； 两个机械腿并列设置在腿间距调节装置(7)的下方， 每个机械腿包括大腿固定机构 (8)、 小腿固定机构(9)、 脚踝固定机构(10)和第一电机(11)， 大腿固定机构(8)、 小腿固定机 构(9)和脚踝固定机构(10)从上至下依次连接， 脚踝固定机构(10)上配合设置有第一电机 (11)， 所述大腿固定机构(8)包括第一。

7、限位板(8-1)、 第一传动机构(8-2)、 第一伸缩调节机 构(8-3)和第一拆卸圈(8-4)， 第一限位板(8-1)竖直设置， 第一限位板(8-1)的一端固定连 接在腿间距调节装置(7)上， 第一限位板(8-1)的外侧壁固定安装有第一传动机构(8-2)， 第 一传动机构(8-2)的底部与第一伸缩调节机构(8-3)的顶部相连接， 第一伸缩调节机构(8- 3)上设置有第一拆卸圈(8-4)； 所述小腿固定机构(9)包括第二限位板(9-1)、 第二传动机构 (9-2)、 第二伸缩调节机构(9-3)和第二拆卸圈(9-4)， 第二限位板(9-1)竖直设置且其外侧 壁固定安装有第二传动机构(9-2)， 。

8、第一伸缩调节机构(8-3)的底部通过第二传动机构(9- 2)与第二伸缩调节机构(9-3)的顶部相连接， 第二伸缩调节机构(9-3)的底部连接有脚踝固 定机构(10)， 第二拆卸圈(9-4)设置在第二伸缩调节机构(9-3)上。 4.根据权利要求3所述的一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 所述 腿间距调节装置(7)设置在两个立柱(1-2)之间且其固定安装在重力补偿机构(4)上， 腿间 距调节装置(7)包括滑轨(7-1)和两个位移控制件(7-2)， 滑轨(7-1)和位移控制件(7-2)从 上至下依次设置在重力补偿机构(4)上， 两个位移控制件(7-2)之间并列设置， 每个位移控 制。

9、件(7-2)包括摇轮(7-2-1)、 丝杠(7-2-2)、 第一滑块(7-2-3)和分架(7-2-4)， 两个丝杠(7- 2-2)同轴设置在滑轨(7-1)的上方， 每个丝杠(7-2-2)的一端设置有摇轮(7-2-1)， 两个丝杠 (7-2-2)的另一端通过固定轴承(12)固定安装在支撑架(4-8)上， 每个丝杠(7-2-2)上套装 权利要求书 1/2 页 2 CN 111588595 A 2 有第一滑块(7-2-3)， 第一滑块(7-2-3)沿丝杠(7-2-2)的长度方向往复运动， 分架(7-2-4) 竖直设置在第一滑块(7-2-3)和滑轨(7-1)之间， 分架(7-2-4)的顶部与第一滑块(。

10、7-2-3)固 定连接， 分架(7-2-4)的底部与滑轨(7-1)滑动配合， 分架(7-2-4)上对应安装有一个机械 腿， 两个机械腿在两个分架(7-2-4)的带动下作出相向或相反运动。 5.根据权利要求3所述的一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 所述 脚踝固定机构(10)包括调节支架(10-1)、 调节弹簧(10-2)、 调节绳(10-3)、 调节臂(10-4)、 脚踝用支架(10-5)、 第一滑轮组、 脚踝电机(10-8)、 卷筒(10-9)、 脚部框架(10-10)和两个抬 升拉杆(10-11)， 所述脚踝用支架(10-5)的外侧壁与小腿固定机构(9)的底部相铰接， 脚。

11、踝 用支架(10-5)沿其长度方向依次设置有第一滑轮组和卷筒(10-9)， 卷筒(10-9)配合设置有 脚踝电机(10-8)， 调节臂(10-4)的下端竖直设置在脚踝用支架(10-5)上， 调节臂(10-4)的 上端铰接有调节支架(10-1)， 脚踝用支架(10-5)的底部铰接有脚部框架(10-10)， 脚部框架 (10-10)为U形架体， 脚部框架(10-10)的两端各设置有一个抬升拉杆(10-11)， 所述调节绳 (10-3)的一端通过第一滑轮组与两个抬升拉杆(10-11)中一个所述抬升拉杆(10-11)相连 接， 所述调节绳(10-3)的另一端与卷筒(10-9)相连接， 两个抬升拉杆(1。

12、0-11)中另一个所述 抬升拉杆(10-11)通过调节弹簧(10-2)与调节支架(10-1)相连接。 6.根据权利要求1或2所述的一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 控制系统包括控制箱(16-1)和PC控制台(16-2)， PC控制台(16-2)靠近机架(1)设置， 两个立 柱(1-2)中的另一个所述立柱(1-2)的底部设置有控制箱(16-1)。 7.根据权利要求6所述的一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 减重 升降机构(2)包括第二电机(2-1)、 力量缓冲机构(2-2)、 第二滑轮组(2-3)、 连接绳(2-4)、 重 力传感器(2-5)、 控制感应器(。

13、2-6)、 挂钩(2-7)和第二滑块(2-8)， 所述第二电机(2-1)、 力量 缓冲机构(2-2)和第二滑轮组(2-3)从下至上依次设置在两个立柱(1-2)中的另一个所述立 柱(1-2)上， 第二电机(2-1)与控制箱(16-1)相连接， 横梁(1-1)上安装有第二滑块(2-8)， 挂 钩(2-7)设置在横梁(1-1)的下方且其与第二滑块(2-8)相连接， 挂钩(2-7)在第二滑块(2- 8)的带动下沿横梁(1-1)的长度方向往复运动， 第二滑块(2-8)上设置有重力传感器(2-5)， 连接绳(2-4)的一端与挂钩(2-7)相连接， 连接绳(2-4)的另一端绕过第二滑轮组(2-3)与第 二电。

14、机(2-1)相连接， 连接绳(2-4)上设置有控制感应器(2-6)， 控制感应器(2-6)设置在挂 钩(2-7)和第二滑块(2-8)之间， 重力传感器(2-5)和控制感应器(2-6)分别与控制箱(16-1) 电连接。 8.根据权利要求1所述的一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 其特征在于： 脚底 配合道(5)为跑步机。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111588595 A 3 一种用于下肢步态训练的智能康复机器人 技术领域： 0001 本发明涉及一种智能康复机器人， 具体涉及一种用于下肢步态训练的智能康复机 器人。 背景技术： 0002 康复机器人是利用机器人的原理， 辅助或替代康复人。

15、员的运动功能， 或者帮助康 复人员进行康复训练， 其种类主要包括上肢机器人和下肢机器人。 康复机器人是康复治疗 技术与机器人技术的结合， 主要用于恢复康复人员肢体的运动功能。 0003 随着我国逐步进入老年化时代， 据有关资料显示， 脑卒中已成为剥夺老年人生命 和影响正常生活的一大杀手。 其中， 较为突出的出现偏瘫， 影响老年人的正常行走和生活自 理能力。 怎样有效的让这些群体重新实现行走能力， 且实现正确的步态姿势是目前临床较 大的一个难题， 而下肢智能康复机器人实现了这个可能。 它有效的帮助康复人员找到正确 的行走姿势和帮助康复人员进行步态功能的神经重建， 较大的满足这些康复人员和临床需 。

16、要。 所以下肢智能康复机器人由于其功能上的优势， 已成为步态功能恢复的最好治疗手段， 也是我公司进行设计研发的最大的一个因素。 并且， 从目前市场来看， 机器人的技术应用在 不断走上社会潮流， 此类产品的研发必定在康复医疗产业起到一个引领作用， 加快康复产 业的发展， 给临床带来阶段性的突破。 0004 目前市面上的下肢康复机器人， 大部分都是普通的减重和跑步机相配合式机械运 动， 或者是下肢主被动训练的升级版， 智能化水平偏低， 并且只能实现单一的(主动、 被动) 训练模式， 欠缺主被动自动切换和有效的训练评估手段。 第二， 在临床使用上， 大家都知道 整个人体步态的过程是由髋关节、 膝关节。

17、以及踝关节三个关节的联动关系去实现的， 而且 在步态行走过程中， 人体重心是一个上下浮动的过程。 但是， 我们可以看到市面上大部分机 器人， 只有两个关节在运动(髋关节和膝关节)没有踝关节训练， 只是单纯的相互关联运动， 没有训练功能。 并且整个步态运转过程没有考虑步行时重心变化。 对于需要恢复步态行走 的康复人员来说， 一个正确的步态行走的姿势和较好的训练模式是至关重要的。 但如何避 免康复人员在康复初期由于姿势的正确与否和功能性误差延误康复周期和治疗效果的问 题至今未得到妥善解决。 发明内容： 0005 为解决上述背景技术中提及的问题， 本发明的目的在于提供一种用于下肢步态训 练的智能康复。

18、机器人。 0006 一种用于下肢步态训练的智能康复机器人， 包括机架、 减重升降机构、 下肢机器 人、 重力补偿机构和脚底配合道， 机架包括横梁和两个立柱， 两个立柱竖直并列设置在脚底 配合道上， 下肢机器人设置在两个立柱之间且其靠近脚底配合道设置， 横梁水平设置在两 个立柱之间， 所述重力补偿机构和减重升降机构分别设置在两个立柱上， 所述减重升降机 构的连接端穿过横梁与康复人员可拆卸连接， 减重升降机构与下肢机器人相连接， 下肢机 说明书 1/11 页 4 CN 111588595 A 4 器人分别与康复人员的髋关节、 膝关节和踝关节相配合设置。 0007 作为优选方案： 重力补偿机构包括补。

19、偿器、 牵引绳、 一级定滑轮、 二级定滑轮、 三级 定滑轮、 四级定滑轮、 底板和支撑架， 底板竖直设置在两个立柱之间， 支撑架设置在底板上， 下肢机器人固定安装在支撑架上， 四级定滑轮和三级定滑轮分别设置在支撑架的顶部和底 部， 二级定滑轮设置在底板上， 一级定滑轮设置在两个立柱中的一个所述立柱的外侧壁上， 补偿器固定安装在与一级定滑轮同一立柱的顶部， 牵引绳的一端与补偿器相连接， 牵引绳 的另一端依次绕过一级定滑轮、 二级定滑轮、 三级定滑轮和四级定滑轮后与支撑架相连接， 支撑架通过牵引绳沿立柱的长度方向带动下肢机器人同步往复运动。 0008 作为优选方案： 下肢机器人包括腿间距调节装置和。

20、两个机械腿， 腿间距调节装置 与康复人员的髋关节相配合设置， 腿间距调节装置固定安装在支撑架上； 0009 两个机械腿并列设置在腿间距调节装置的下方， 每个机械腿包括大腿固定机构、 小腿固定机构、 脚踝固定机构和第一电机， 大腿固定机构、 小腿固定机构和脚踝固定机构从 上至下依次连接， 脚踝固定机构上配合设置有第一电机， 所述大腿固定机构包括第一限位 板、 第一传动机构、 第一伸缩调节机构和第一拆卸圈， 第一限位板竖直设置， 第一限位板的 一端固定连接在腿间距调节装置上， 第一限位板的外侧壁固定安装有第一传动机构， 第一 传动机构的底部与第一伸缩调节机构的顶部相连接， 第一伸缩调节机构上设置有。

21、第一拆卸 圈； 所述小腿固定机构包括第二限位板、 第二传动机构、 第二伸缩调节机构和第二拆卸圈， 第二限位板竖直设置且其外侧壁固定安装有第二传动机构， 第一伸缩调节机构的底部通过 第二传动机构与第二伸缩调节机构的顶部相连接， 第二伸缩调节机构的底部连接有脚踝固 定机构， 第二拆卸圈设置在第二伸缩调节机构上。 0010 作为优选方案： 所述腿间距调节装置设置在两个立柱之间且其固定安装在重力补 偿机构上， 腿间距调节装置包括滑轨和两个位移控制件， 滑轨和位移控制件从上至下依次 设置在重力补偿机构上， 两个位移控制件之间并列设置， 每个位移控制件包括摇轮、 丝杠、 第一滑块和分架， 两个丝杠同轴设置。

22、在滑轨的上方， 每个丝杠的一端设置有摇轮， 两个丝杠 的另一端通过固定轴承固定安装在支撑架上， 每个丝杠上套装有第一滑块， 第一滑块沿丝 杠的长度方向往复运动， 分架竖直设置在第一滑块和滑轨之间， 分架的顶部与第一滑块固 定连接， 分架的底部与滑轨滑动配合， 分架上对应安装有一个机械腿， 两个机械腿在两个分 架的带动下作出相向或相反运动。 0011 作为优选方案： 所述脚踝固定机构包括调节支架、 调节弹簧、 调节绳、 调节臂、 脚踝 用支架、 第一滑轮组、 脚踝电机、 卷筒、 脚部框架和两个抬升拉杆， 所述脚踝用支架的外侧壁 与小腿固定机构的底部相铰接， 脚踝用支架沿其长度方向依次设置有第一滑。

23、轮组和卷筒， 卷筒配合设置有脚踝电机， 调节臂的下端竖直设置在脚踝用支架上， 调节臂的上端铰接有 调节支架， 脚踝用支架的底部铰接有脚部框架， 脚部框架为U形架体， 脚部框架的两端各设 置有一个抬升拉杆， 所述调节绳的一端通过第一滑轮组与两个抬升拉杆中一个所述抬升拉 杆相连接， 所述调节绳的另一端与卷筒相连接， 两个抬升拉杆中另一个所述抬升拉杆通过 调节弹簧与调节支架相连接。 0012 作为优选方案： 控制系统包括控制箱和PC控制台， PC控制台靠近机架设置， 两个立 柱中的另一个所述立柱的底部设置有控制箱。 0013 作为优选方案： 减重升降机构包括第二电机、 力量缓冲机构、 第二滑轮组、 。

24、连接绳、 说明书 2/11 页 5 CN 111588595 A 5 重力传感器、 控制感应器、 挂钩和第二滑块， 所述第二电机、 力量缓冲机构和第二滑轮组从 下至上依次设置在两个立柱中的另一个所述立柱上， 第二电机与控制箱相连接， 横梁上安 装有第二滑块， 挂钩设置在横梁的下方且其与第二滑块相连接， 挂钩在第二滑块的带动下 沿横梁的长度方向往复运动， 第二滑块上设置有重力传感器， 连接绳的一端与挂钩相连接， 连接绳的另一端绕过第二滑轮组与第二电机相连接， 连接绳上设置有控制感应器， 控制感 应器设置在挂钩和第二滑块之间， 重力传感器和控制感应器分别与控制箱电连接。 0014 作为优选方案： 。

25、脚底配合道为跑步机。 0015 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 0016 一、 本发明为一种用于下肢步态训练的智能机器人装置， 旨在使康复人员的下肢 进行全面的康复训练， 有效保证康复人员安全的同时， 提升康复人员康复效果。 避免康复人 员在康复初期由于下肢行走姿势不够准确和功能性误差延误康复周期和治疗效果的情况 发生。 0017 二、 本发明通过机架、 减重升降机构、 下肢机器人、 重力补偿机构和脚底配合道之 间相互配合能够实现科学合理的训练模式， 通过下肢机器人的腿间距调节装置和两个机械 腿相互配合能够实现对康复人员髋关节、 膝关节和踝关节的相应训练， 使训练模式完美贴 合真人步行。

26、姿态， 通过机架、 减重升降机构、 下肢机器人、 重力补偿机构、 脚底配合道和控制 系统之间相互配合确保本发明实现的步行过程为伴随有重心变化的连续动作。 0018 三、 本发明中的重力补偿机构结构简单合理， 能够确保下肢机器人处于无重状态， 消除下肢机器人自身的重量， 增加康复人员治疗过程的舒适度， 为康复人员模拟正常行走 时的下肢感受， 避免下肢机器人自重影响康复人员治疗效果。 0019 四、 腿间距调节装置的结构设计合理， 灵活调节两个机械腿的相对距离， 调节后两 个机械腿相对位置定位稳定， 适用于不同康复人员， 为康复人员下肢训练提供稳定且准确 的结构辅助， 增强下肢训练的舒适度和准确度。

27、。 0020 五、 腿间距调节装置、 大腿固定机构、 小腿固定机构和脚踝固定机构之间相互配合 实现对康复人员的髋关节、 膝关节和踝关节精准匹配以及准确控位的效果， 其中腿间距调 节装置与康复人员的髋关节相配合， 大腿固定机构和小腿固定机构相配合与康复人员的膝 关节相配合， 脚踝固定机构相配合与康复人员的踝关节相配合， 腿间距调节装置、 大腿固定 机构、 小腿固定机构和脚踝固定机构之间相互配合在控制系统的控制下实现对身高不同、 年龄段不同康复人员的下肢进行正常人腿步行姿态的往复运动。 附图说明： 0021 为了易于说明， 本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。 0022 图1为本发明的立体结。

28、构示意图； 0023 图2为重力补偿机构与机架连接关系的立体结构示意图； 0024 图3为减重升降机构与机架连接关系的立体结构示意图； 0025 图4为下肢机器人的立体结构示意图； 0026 图5为本发明的主视结构示意图； 0027 图6为本发明的侧视结构示意图； 0028 图7为本发明的后视结构示意图； 说明书 3/11 页 6 CN 111588595 A 6 0029 图8为脚踝固定机构的立体结构示意图； 0030 图9为腿间距调节装置的主视结构示意图； 0031 图10为本发明的工作原理流程框图。 0032 图中， 1-机架； 1-1-横梁； 1-2-立柱； 2-减重升降机构； 2-1。

29、-第二电机； 2-2-力量缓 冲机构； 2-3-第二滑轮组； 2-4-连接绳； 2-5-重力传感器； 2-6-控制感应器； 2-7-挂钩； 2-8- 第二滑块； 3-下肢机器人； 4-重力补偿机构； 4-1-补偿器； 4-2-牵引绳； 4-3-一级定滑轮； 4- 4-二级定滑轮； 4-5-三级定滑轮； 4-6-四级定滑轮； 4-7-底板； 4-8-支撑架； 5-脚底配合道； 7-腿间距调节装置； 7-1-滑轨； 7-2-位移控制件； 7-2-1-摇轮； 7-2-2-丝杠； 7-2-3-滑块； 7- 2-4-分架； 8-大腿固定机构； 8-1-第一限位板； 8-2-第一传动机构； 8-3-第一伸。

30、缩调节机构； 8-4-第一拆卸圈； 9-小腿固定机构； 9-1-第二限位板； 9-2-第二传动机构； 9-3-第二伸缩调 节机构； 9-4-第二拆卸圈； 10-脚踝固定机构； 10-1-调节支架； 10-2-调节弹簧； 10-3-调节 绳； 10-4-调节臂； 10-5-脚踝用支架； 10-6-第一滑轮； 10-7-第二滑轮； 10-8-脚踝电机； 10- 9-卷筒； 10-10-脚部框架； 10-11抬升拉杆； 11-第一电机； 12-固定轴承； 13-重力补偿机构用 挂置部； 16-1-控制箱； 16-2-PC控制台。 具体实施方式： 0033 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明。

31、了， 下面通过附图中示出的具体 实施例来描述本发明。 但是应该理解， 这些描述只是示例性的， 而并非要限制本发明的范 围。 此外， 在以下说明中， 省略了对公知结构和技术的描述， 以避免不必要地混淆本发明的 概念。 0034 在此， 还需要说明的是， 为了避免因不必要的细节而模糊了本发明， 在附图中仅仅 示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤， 而省略了与本发明关系不大 的其他细节。 0035 具体实施方式一： 如图1、 图2、 图3、 图4、 图5、 图6、 图7、 图8、 图9和图10所示， 本具体 实施方式采用以下技术方案， 本实施方式包括机架1、 减重升降机构2、 下肢机。

32、器人3、 重力补 偿机构4和脚底配合道5， 机架1包括横梁1-1和两个立柱1-2， 两个立柱1-2竖直并列设置在 脚底配合道5上， 下肢机器人3设置在两个立柱1-2之间且其靠近脚底配合道5设置， 横梁1-1 水平设置在两个立柱1-2之间， 所述重力补偿机构4和减重升降机构2分别设置在两个立柱 1-2上， 所述减重升降机构2的连接端穿过横梁1-1与康复人员可拆卸连接， 减重升降机构2 与下肢机器人3相连接， 下肢机器人3分别与康复人员的髋关节、 膝关节和踝关节相配合设 置。 0036 具体实施方式二： 本实施方式为具体实施方式一的进一步限定， 重力补偿机构4包 括补偿器4-1、 牵引绳4-2、 。

33、一级定滑轮4-3、 二级定滑轮4-4、 三级定滑轮4-5、 四级定滑轮4- 6、 底板4-7和支撑架4-8， 底板4-7竖直设置在两个立柱1-2之间， 支撑架4-8设置在底板4-7 上， 下肢机器人3固定安装在支撑架4-8上， 四级定滑轮4-6和三级定滑轮4-5分别设置在支 撑架4-8的顶部和底部， 二级定滑轮4-4设置在底板4-7上， 一级定滑轮4-3设置在两个立柱 1-2中的一个所述立柱1-2的外侧壁上， 补偿器4-1固定安装在与一级定滑轮4-3同一立柱1- 2的顶部， 牵引绳4-2的一端与补偿器4-1相连接， 牵引绳4-2的另一端依次绕过一级定滑轮 4-3、 二级定滑轮4-4、 三级定滑。

34、轮4-5和四级定滑轮4-6与支撑架4-8相连接， 支撑架4-8通过 说明书 4/11 页 7 CN 111588595 A 7 牵引绳4-2沿立柱1-2的长度方向带动下肢机器人3同步往复运动。 0037 本实施方式中补偿器4-1为现有产品， 其为一种弹簧平衡器。 0038 本实施方式中一级定滑轮4-3、 二级定滑轮4-4、 三级定滑轮4-5和四级定滑轮4-6 组成的滑轮组起到与牵引绳4-2相配合实现传导效果， 牵引绳4-2为钢丝绳索。 0039 本实施方式中重力补偿机构4是通过将下肢机器人3自身重量利用钢丝绳索和滑 轮组的传导作用于补偿器4-1上， 补偿器4-1的量程满足下肢机器人3自身重量的。

35、要求。 0040 本实施方式中横梁1-1的端部加工有槽， 槽内设置有与补偿器4-1可拆卸连接的重 力补偿机构用挂置部13。 重力补偿机构用挂置部13的具体结构为钩体。 0041 重力补偿机构4的工作原理： 0042 重力补偿机构4通过补偿器4-1提供额定的补偿拉力， 该拉力通过一级定滑轮4-3、 二级定滑轮4-4、 三级定滑轮4-5和四级定滑轮4-6改变力的方向， 进而使力传输到支撑架4- 8上， 下肢机器人3通过螺栓连接在支撑架4-8上。 下肢机器人3和支撑架4-8的总重量与补偿 器4-1提供的补偿拉力相配合， 本发明通过样品测试可知， 由于下肢机器人3和支撑架4-8的 总重量优选为60kg。

36、， 补偿器4-1恰好提供60kg的补偿拉力。 由于人的行走过程是一个上下起 伏的往复运动， 所以当康复人员穿戴机器人训练时， 下肢机器人3通过重力补偿机构4跟随 康复人员的运动状态做往复运动， 康复人员将不承担本发明产生的附加重力。 0043 具体实施方式三： 本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定， 下肢机器人3 包括腿间距调节装置7和两个机械腿， 腿间距调节装置7与康复人员的髋关节相配合设置， 腿间距调节装置7固定安装在支撑架4-8上； 0044 两个机械腿分别为左机械腿和右机械腿， 两个机械腿并列设置在腿间距调节装置 7的下方， 每个机械腿包括大腿固定机构8、 小腿固定机构9、 脚踝。

37、固定机构10和第一电机11， 大腿固定机构8、 小腿固定机构9和脚踝固定机构10从上至下依次连接， 脚踝固定机构10上 配合设置有第一电机11， 所述大腿固定机构8包括第一限位板8-1、 第一传动机构8-2、 第一 伸缩调节机构8-3和第一拆卸圈8-4， 第一限位板8-1竖直设置， 第一限位板8-1的一端固定 连接在腿间距调节装置7上， 第一限位板8-1的外侧壁固定安装有第一传动机构8-2， 第一传 动机构8-2的底部与第一伸缩调节机构8-3的顶部相连接， 第一伸缩调节机构8-3上设置有 第一拆卸圈8-4； 所述小腿固定机构9包括第二限位板9-1、 第二传动机构9-2、 第二伸缩调节 机构9-。

38、3和第二拆卸圈9-4， 第二限位板9-1竖直设置且其外侧壁固定安装有第二传动机构 9-2， 第一伸缩调节机构8-3的底部通过第二传动机构9-2与第二伸缩调节机构9-3的顶部相 连接， 第二伸缩调节机构9-3的底部连接有脚踝固定机构10， 第二拆卸圈9-4设置在第二伸 缩调节机构9-3上。 0045 本实施方式中腿间距调节装置7还配合设置有高低调节机构， 高低调节机构为现 有升降调节装置， 优选为由多头螺杆和齿轮相互作用形成， 通过旋转手柄把手带动齿轮作 用于螺杆实现上下高度调节， 调节范围为0450mm， 现有能够实现该范围内的竖直调节的 升降调节装置均可替换。 0046 本实施方式中第一传动。

39、机构8-2包括第一同步带和多个第一同步轮， 第一同步带 和多个第一同步轮相互配合的连接方式与现有轮带相互配合的过程相同。 第一伸缩调节机 构8-3和第二伸缩调节机构9-3均为现有伸缩杆组件， 伸缩原理为依靠电机驱动实现杆长的 伸缩变化。 说明书 5/11 页 8 CN 111588595 A 8 0047 进一步的， 多个第一同步轮中的一个第一同步轮为第一主动同步轮， 第一主动同 步轮配合设置有伺服电机， 第一主动同步轮在伺服电机的驱动下转动， 通过第一同步带带 动第一限位板8-1转动， 从而实现大腿固定机构8的角度调节过程。 0048 进一步的， 下肢机器人3中通过腿间距调节装置7和大腿固定。

40、机构8相互配合实现 对康复人员髋关节的调节范围分别为： 屈膝34.5 、 伸膝25.5 ， 0049 本实施方式中第二传动机构9-2包括第二同步带和多个第人同步轮， 第二同步带 和多个第二同步轮相互配合的连接方式与现有轮带相互配合的过程相同。 0050 进一步的， 多个第二同步轮中的一个第二同步轮为第二主动同步轮， 第二主动同 步轮配合设置有伺服电机， 第二主动同步轮在伺服电机的驱动下转动， 通过第二同步带带 动第二限位板9-1转动， 从而实现小腿固定机构9的角度调节过程。 0051 进一步的， 大腿固定机构8和小腿固定机构9相互配合实现对康复人员膝关节的调 节范围分别为： 屈膝64 、 伸膝。

41、0 。 0052 本实施方式中下肢机器人3通过光电开关控制关节角度的限位， 满足康复人员使 用安全需求。 0053 本实施方式中脚踝固定机构10由第一电机11驱动， 光电开关控制限位， 实现关节 运转。 关节调节范围： 背屈成人15 、 背屈儿童12 、 蹠屈10 。 0054 具体实施方式四： 本实施方式为具体实施方式一、 二或三的进一步限定， 所述腿间 距调节装置7设置在两个立柱1-2之间且其固定安装在重力补偿机构4上， 腿间距调节装置7 包括滑轨7-1和两个位移控制件7-2， 滑轨7-1和位移控制件7-2从上至下依次设置在支撑架 4-8上， 两个位移控制件7-2之间并列设置， 每个位移控。

42、制件7-2包括摇轮7-2-1、 丝杠7-2-2、 第一滑块7-2-3和分架7-2-4， 两个丝杠7-2-2同轴设置在滑轨7-1的上方， 每个丝杠7-2-2的 一端设置有摇轮7-2-1， 两个丝杠7-2-2的另一端通过固定轴承12固定安装在支撑架4-8上， 每个丝杠7-2-2上套装有第一滑块7-2-3， 第一滑块7-2-3沿丝杠7-2-2的长度方向往复运 动， 分架7-2-4竖直设置在第一滑块7-2-3和滑轨7-1之间， 分架7-2-4的顶部与第一滑块7- 2-3固定连接， 分架7-2-4的底部与滑轨7-1滑动配合， 分架7-2-4上对应安装有一个机械腿， 两个机械腿在两个分架7-2-4的带动下。

43、作出相向或相反运动。 0055 本实施方式中腿间距调节装置7的工作原理： 0056 操作两个摇轮7-2-1带动各自对应的丝杠7-2-2转动， 两个丝杠7-2-2转动会拖动 两个第一滑块7-2-3同时向中靠拢或者向两侧移动， 同时第一滑块7-2-3会带动分架7-2-4 在滑轨7-1上平移， 实现两个分架7-2-4之间的间距发生改变， 作出相向或相反运动， 从而实 现两个机械腿之间间距的调节过程。 0057 具体实施方式五： 本实施方式为具体实施方式一、 二、 三或四的进一步限定， 所述 脚踝固定机构10包括调节支架10-1、 调节弹簧10-2、 调节绳10-3、 调节臂10-4、 脚踝用支架 1。

44、0-5、 第一滑轮组、 脚踝电机10-8、 卷筒10-9、 脚部框架10-10和两个抬升拉杆10-11， 所述脚 踝用支架10-5的外侧壁与小腿固定机构9的底部相铰接， 脚踝用支架10-5沿其长度方向依 次设置有第一滑轮组和卷筒10-9， 卷筒10-9配合设置有脚踝电机10-8， 调节臂10-4的下端 竖直设置在脚踝用支架10-5上， 调节臂10-4的上端铰接有调节支架10-1， 脚踝用支架10-5 的底部铰接有脚部框架10-10， 脚部框架10-10为U形架体， 脚部框架10-10的两端各设置有 一个抬升拉杆10-11， 所述调节绳10-3的一端通过第一滑轮组与两个抬升拉杆10-11中一个 。

45、说明书 6/11 页 9 CN 111588595 A 9 所述抬升拉杆10-11相连接， 所述调节绳10-3的另一端与卷筒10-9相连接， 两个抬升拉杆 10-11中另一个所述抬升拉杆10-11通过调节弹簧10-2与调节支架10-1相连接。 调节弹簧 10-2包括弹簧、 连接杆和配重锤， 弹簧通过连接杆和配重锤相连接， 配重锤起到延长惯性的 效果， 从而延长并加深弹簧处于弹性伸长的状态。 0058 进一步的， 调节支架10-1用于调节脚底水平， 调节支架10-1与调节臂10-4螺栓连 接， 能够实现调节支架10-1的上、 下旋转动作。 0059 进一步的， 调节弹簧10-2设置用于保留脚掌有。

46、一定超限运动的能力。 0060 进一步的， 调节绳10-3用于拉紧及限制抬升拉杆10-11的向下运动。 0061 进一步的， 调节臂10-4起到支撑调节支架10-1的作用， 与脚踝用支架10-5螺栓连 接。 0062 进一步的， 脚踝用支架10-5用于脚踝固定机构10的整体框架结构。 0063 进一步的， 第一滑轮组包括第一滑轮10-6和第二滑轮10-7， 第一滑轮10-6为修正 调节绳10-3牵引方向， 通过滑轮轴与脚踝用支架10-5连接。 第二滑轮10-7用于修正调节绳 10-3的牵引方向， 通过滑轮轴与脚踝用支架10-5连接， 第一滑轮10-6靠近卷筒10-9设置， 第 二滑轮10-7靠。

47、近抬升拉杆10-11设置。 0064 进一步的， 脚踝电机10-8为脚踝运动提供动力， 优选连接方式为通过螺栓固定在 脚踝用支架10-5上。 0065 进一步的， 卷筒10-9拉动调节绳10-3， 传输脚踝电机10-8动力， 通过键和螺栓与脚 踝电机10-8相连接。 0066 进一步的， 脚部框架10-10的设置形状与人脚掌的脚跟形状相配合， 起到脚掌踩踏 过程中对脚跟周向定位的作用， 脚部框架10-10的中部通过固定轴承12与脚踝用支架10-5 相连接。 固定轴承12起到支撑脚部框架10-10， 保证脚部框架10-10在脚踝用支架10-5内作 出翻转运动。 0067 进一步的， 抬升拉杆10。

48、-11与脚部框架10-10作出同步旋转摆动， 通过螺栓连接与 脚部框架连接。 0068 进一步的， 调节绳10-3用于传导动力， 调节绳10-3的两端分别系在卷筒10-9和抬 升拉杆10-11上。 0069 脚踝固定机构10的工作原理： 0070 脚踝电机10-8通过动力输出， 带动卷筒10-9旋转， 调节绳10-3的一端与卷筒10-9 相连， 通过卷筒10-9拉动调节绳10-3， 调节绳10-3通过第一滑轮10-6和第二滑轮10-7与抬 升拉杆10-11相连接， 抬升拉杆10-11与脚部框架10-10固定连接， 在固定轴承12的支撑下实 现脚踝固定机构10的往复运动。 脚踝运动的上限还配合设。

49、置有位置传感器， 位置传感器用 于采集位置信息控制脚踝电机10-8的转动圈数， 当达到上限位时脚踝电机10-8停止工作， 靠脚部重力使脚踝电机10-8反转， 达到释放调节绳10-3的效果。 调节支架10-1、 调节弹簧 10-2和调节绳10-3相配合用于调节人脚的初始位置， 限定人脚运动下限， 防止脚尖过度向 下造成脚部伤害。 0071 每个机械腿中大腿固定机构8、 小腿固定机构9和脚踝固定机构10之间在控制系统 的控制下相互通信配合模拟人腿的往复运动， 其中上述脚踝固定机构10的控制过程是一个 复杂的控制、 调节、 信息反馈、 处理的过程。 说明书 7/11 页 10 CN 11158859。

50、5 A 10 0072 具体实施方式六： 本实施方式为具体实施方式一、 二、 三、 四或五的进一步限定， 如 图10所示， 控制系统包括控制箱16-1和PC控制台16-2， PC控制台16-2靠近机架1设置， 两个 立柱1-2中的另一个所述立柱1-2的底部设置有控制箱16-1， 控制箱16-1与PC控制台16-2电 连接。 0073 本实施方式中PC控制台16-2具体为PC控制电脑。 0074 本实施方式中脚底配合道5的前端设置有显示屏， 用于辅助PC控制台16-2显示相 关数据及影像， 从而帮助康复人员或辅助康复人员进行康复训练的人员能够及时了解下肢 步态状态。 0075 本实施方式中根据下。