卧式下肢康复训练外骨骼装置的制作方法

本发明属于康复外骨骼，具体为卧式下肢康复训练外骨骼装置。

背景技术：

1、现有关于辅助平躺状态下的偏瘫患者进行腿部康复训练的装置所能进行的动作单一，一般都只能进行腿部的屈伸运动。例如公开号为cn213526251u的专利公开了一种多体位康复训练下肢外骨骼装置，其中的腿部骨骼的关节由独立的模组驱动，虽然其可以满足患者平躺、斜躺以及站立等不同位姿的训练需求，但是腿部骨骼部分只能模拟踏步、前后抬腿等动作；公开号为cn102512307b的发明专利公开了一种多位姿下肢康复训练机器人，其中的外骨骼采用的连杆结构，依然只能辅助腿部进行简单的踏步动作。对于正常人体的腿部能其髋关节为球关节，在平躺状态下，整个腿部能够做的常见动作包括踏步、屈伸、抬腿、以膝关节为最高点左右偏移摆动等，这些动作的发生需要不同的肌肉群和神经参与，虽然有些偏袒患者的腿部机能消失，但是正常的腿部运动还是可以给身体提供良好的反馈，对维持整个人体的机能具有重要作用，而目前的这类康复外骨骼不能满足使用者的多种运动需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供卧式下肢康复训练外骨骼装置，该装置中的下肢外骨骼在移动组件的牵引下被动运动，且能够真实模拟出人体腿部的各种运动动作，用以解决上述背景技术中提出的现有下肢康复装置训练动作单一的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：卧式下肢康复训练外骨骼装置，包括底架和位于底架上方的下肢外骨骼，其中下肢外骨骼具有用于绑定腿部的绑带。所述下肢外骨骼包括大腿骨骼和小腿骨骼，大腿骨骼通过膝关节连接小腿骨骼；底架的后部设置移动组件，前部设置支撑组件，其中移动组件包括能沿z轴方向伸缩的第一方位伸缩杆，还包括第一方位伸缩杆下方设置的水平调节底盘，该水平调节底盘能够控制第一方位伸缩杆沿着x轴和/或y轴移动；所述大腿骨骼的前端通过髋关节组件连接支撑组件的上部，该髋关节组件能够满足下肢外骨骼多角度偏转的需求，小腿骨骼的后端设置末端部，该末端部连接末端连接组件；所述末端连接组件的第一端同轴线活动连接第一方位伸缩杆的顶端，使得末端连接组件能够绕第一方位伸缩杆的轴线转动，第二端铰接连接小腿骨骼的末端部，且铰接轴线i垂直于第一方位伸缩杆。

3、该技术方案中，下肢外骨骼的前端通过髋关节组件连接支撑组件，可以满足其像人体腿部一样做多方位的运动，下肢外骨骼的末端通过末端连接组件连接y轴方向的第一方位伸缩杆；由于移动组件还包括下方的水平调节底盘，且该水平调节底盘能够控制第一方位伸缩杆在x轴和y轴所在平面内移动，即移动组件能够控制末端连接组件发生左右平移、纵向移动、前后移动，水平调节底盘和第一方位伸缩杆配合运动则能够控制末端连接组件发生任意方位的复合移动。基于下肢外骨骼前端与髋关节组件的连接方式和后端与末端连接组件的连接方式，当末端连接组件运动时，下肢外骨骼受牵引也会发生运动，且能够做出屈伸、侧摆、上下摆、摇动等动作，与现有的下肢康复训练外骨骼装置相比，该技术方案能够辅助腿部做出更多的活动动作，从而产生更好的康复效果。

4、作为优选方案，小腿骨骼的末端部包括一个中间连接件，所述末端连接组件的第二端连接中间连接件的背面，中间连接件的正面铰接连接小腿骨骼，且铰接轴线i i同时垂直于铰接轴线i和小腿骨骼的长度延长线；末端部还包括设置于小腿骨骼左侧或右侧的伸缩杆件，以及设置在小腿骨骼中部并向伸缩杆件所在侧延伸的侧臂，其中伸缩杆件的末端铰接连接中间连接件的延伸端，顶端铰接连接侧臂的延伸端，且伸缩杆件两端的铰接轴线均平行于铰接轴线i i。中间连接件与小腿骨骼铰接连接，使得小腿骨骼能够围绕铰接轴线i i偏转，一侧设置的伸缩杆件则用于控制小腿骨骼相对于中间连接件的偏转角度，由于整个下肢外骨骼通过球关节连接支撑组件，因此，当伸缩杆件的长度发生变化时，小腿骨骼会绕铰接轴线i i向一侧偏转，与之相连的大腿骨骼会随之做适应性移动，从而实现整个下肢外骨骼的左右摆动运动，且通过移动组件控制下肢外骨骼的屈膝程度，可以使下肢外骨骼在任意屈膝角度下都可以做左右摆动运动。

5、作为优选方案，所述髋关节组件包括具有半球形容置腔的关节套和安装在容置腔内的关节球头，且关节球头能够在容置腔内原位转动；所述关节套安装在大腿骨骼的端部，关节球头的一侧设置向下延伸的安装杆，且在安装杆的中部设置安装盘，该安装盘通过螺栓安装在支撑件组件上。

6、作为优选方案，水平调节底盘包括x轴平移结构和y轴平移结构，其中y轴平移结构控制x轴平移结构沿y轴移动；所述x轴平移结构包括设置在第一方位伸缩杆底部的移动底座，该移动底座的背面设置非同轴线的螺纹套和轴套；所述x轴平移结构还包括沿着x方向设置且与螺纹套和轴套分别配合安装的丝杠和导向杆，另外包括控制丝杠转动的驱动电机组件，当丝杠转动时，在轴套和导向杆的导向作用下移动底座向左或向右移动，从而控制上方的第一方位伸缩杆沿着x轴方向平移。

7、作为优选方案，y轴平移结构包括沿着y轴方向设置在底架上的两个滑轨，两个滑轨左右分布，所述x轴平移结构通过所述与滑轨配合的滑座安装在滑轨上，且两个滑座之间通过横梁连接；y轴平移结构还包括沿着y轴方向设置的第二方位伸缩杆，该第二方位伸缩杆的一端连接底架，一端连接横梁，第二方位伸缩杆通过推动横梁来控制上方的x轴平移结构前后移动。

8、作为优选方案，该下肢康复训练外骨骼装置具有两个下肢外骨骼，具体为左腿外骨骼和右腿外骨骼，且具有与左腿外骨骼和右腿外骨骼对应连接的移动组件和支撑组件；所述左腿外骨骼和右腿外骨骼相对于y轴左右对称设置，且两个髋关节组件之间形成身体避让位。两个下肢外骨骼能够同时对左腿和右腿进行绑定，装置启动后，两个移动组件独立运动，并控制两个下肢外骨骼模拟腿部活动，从而带动两条腿运动，对于平躺状态的使用者，这可以避免单腿运动情况下出现的身体不协调的现象，同时，双腿同时运动是人类的肢体运动习惯，符合人体构造，这种康复训练对促进身体血液循环、增加身体对肢体动作的感知有重要的意义。

9、作为优选方案，所述支撑件组件包括纵向固定连接底架的支撑柱，支撑柱的顶端设置宽度调节件，所述髋关节组件安装在该宽度调节件上，且通过两个宽度调节件能够调整避让位的宽度。宽度调节件用于调节髋关节组件的位置，例如，增加两者之间的宽度可以消除髋关节组件对使用者髋部的阻碍，使其无障碍进行穿戴前的准备动作，同时便于其离开避让位；另外，还可以调节髋关节组件之间的距离使其适应不同体型的患者。

10、作为优选方案，所述宽度调节件包括由固定臂和伸缩臂组成的伸缩结构，其中固定臂的中部设置与伸缩臂配合的安装腔，所述髋关节组件安装在伸缩臂靠近避让位的一端；在伸缩臂插入安装腔的部分的端部设置沿长度方向的后螺孔，并在后螺孔中配合安装调节螺杆，该调节螺杆穿过固定臂的端部并在固定臂的限制下只能绕自身轴线转动，且在调节螺杆的裸露端安装调节柄。由固定臂和伸缩臂组成的伸缩结构既能满足支撑髋关节组件的需求，又能够通过转动末端的调节柄来调节伸缩臂的伸出长度，从而调节两个撑髋关节组件之间的距离；而将髋关节组件安装在伸缩臂避让位的一端，使用者在穿戴好下肢外骨骼后撑髋关节组件紧贴使用者的髋关节，这可以缩小下肢外骨骼与人体之间的位移差，提高使用者的舒适性，且能够更加精准地控制腿部运动。

11、作为优选方案，该下肢康复训练外骨骼装置还包括供使用者平躺的移动支撑台，该移动支撑台独立设置，包括下部的移动架和上部的躺板，整个移动支撑台能够自由移动，且能够移动至底架前部的驻车位处并锁定，此时，当使用者平躺在躺板上时使用者的臀部位于避让位，且正对所述髋关节组件。该训练装置自带平躺装置，无需与其他床体配合使用，且设置的移动支撑台能够移动，这便于在该康复训练外骨骼装置与其他设备之间转移使用者；同时，独立设置的移动支撑台能够移动至躺板离开身体避让位后，与将移动支撑台固定设置的方式相比，在使用者进出该装置时，下肢外骨骼的不会对使者造成干扰。

12、作为优选方案，所述移动支撑台的躺板分为固定部和翻转部，其中固定部水平设置在对应使用者臀部的位置，翻转部设置在对应使用者臀部以上部位的位置；所述翻转部铰接设置，其能够翻转至与固定部平齐，也能够向着固定部翻转至倾斜状态，且能够调整其与固定部之间的夹角。移动支撑台独立设置，能够移动，便于在其他设备之间转运使用者，翻转部便于辅助使用者躺平或者端坐，从而使使用者能够以平躺或端坐状态进行腿部训练。