[0001] 本发明涉及下肢康复训练机器人，特别是具有轮滑鞋的下肢康复训练机器人。

[0002] 近年来，我国随着老年化的进程持续加快，导致的老龄群体中脑血管疾病或神经系统疾病患者不断增多，且呈现年轻化趋势。同时，因交通事故、工程事故等造成神经性病痛或肢体损伤的人数也越来越多。

[0003] 康复机器人作为康复设备中的一种较高端技术早已受到世界各国医疗机构和科研工作者的普遍重视，尤其是欧美和日本的成果显著。康复训练机器人在我国康复医学工程虽然还处于起步阶段，但是技术含量较高的可穿戴康复训练机器人、上下肢康复训练机器人已如雨后春笋般不断涌现。

[0004] 目前下肢康复训练机器人中，不论是国外进口的，还是国内自主设计生产的均需配备一台医用跑台。这导致在训练过程中，得根据设定的步态速度去不断调整医用跑台的速度来协调跑台与康复训练者步速；同时，整套设备成本昂贵，难于在普通医院和康复机构中推广，更难以走进家庭。

[0005] 中国201610806613.3号发明专利申请公开了一种单驱动仿生步态康复训练机器人系统。该系统包括医用跑台、减重装置、机器人支撑部件、仿生步态机器人和控制器系统，其中仿生步态机器人包括两个结构对称相同的康复者可配带的外骨骼式步行机构，其具有一个自由度，且由单一动力源驱动，控制系统按照预先设定的参数控制两个外骨骼式步行机构，实现健全人的交替步态运动，在外骨骼式步行机构的下方是医用跑台。由于该技术有两个运动变量，一个是仿生步态机器人的运动变量，另一个是医用跑台的的运动变量，故其难点是医用跑台与仿生步态机器人的速率的协调。

[0006] 中国201720253642.1号实用新型专利申请公开了一种立式下肢康复训练机器人。该机器人包括足下活动平板、整机支架、升降中心调节系统、可调节外骨骼机械腿和控制系统，并且配备患者双腿固定结构及外设减重系统。足下活动平板通过跑台电机带动活动跑带配合机械腿运动，模拟行走的真实状态。该机器人仍然存在医用跑台与仿生步态机器人的速率如何协调的问题。一般医用跑台的速度是匀速变化的，康复训练者的步速一般是非匀速变化的，两者常常不能精确匹配，故只能让康复训练者的活动速率迁就跑台速率。

[0007] 中国2018102063014.1号实用新型专利申请公开了一种人体下肢康复训练机器人。该机器人包括外骨骼动力装置、跑台、腰部连接装置、悬吊减重装置及其控制系统，其中外骨骼动力装置带动人体按正常人行走时的步态轨迹进行训练；跑台协同外骨骼为患者提供相同训练速度。该机器人仍然存在医用跑台与仿生步态机器人的速率如何协调的问题。一旦速率配合不好，很容易伤害康复训练者。

[0008] 以上专利申请1、2、3均采用医用跑台与控制系统结合方式对患者进行下肢康复训练，根据患者的患病情况、康复程度等调节跑台速度配合控制系统使用。然而，采用合医用跑台，成本高，调节难度大，存在二次伤害风险，费时费力等缺点。

[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的技术方案。

[0022] 本发明许多部件为左右对称设置，在总体称谓时，部件编号不分左右，在具体指谓左右时，在部件编号后加“a”或“b”,“a”指左侧，“b”指右侧。

[0023] 本发明许多部件为复数个设置，在总体称谓时，部件编号部分单复数，在具体指谓多个时，在部件编号后加“-1”、“-2”或“-3”。

[0024] 如图4所示，本发明的下肢康复训练机器人(10)包括轮滑鞋(15)、减重装置(11)，机器人支撑组件(12)，仿生步态机器人(13)和扶手组件(17)，其中，减重装置(11)具有两个设置在下肢康复训练机器人底座(16)左右两侧的左立柱(111a)和右立柱(111b)、一个门形的吊架(112)和挂钩吊架(113)，所述减重装置(11)用以悬挂康复训练者躯体；所述支撑组件(12)(包括安装于减重装置左立柱(111a)和右立柱(111b)上的活动门架(121)、气动弹簧(123) 和受训者腰部的固定支架(122)，所述固定支架(122)左右对称设置，分为左固定支架(122a)和右固定支架(122b)；所述仿生步态机器人(13)包括两个结构对称的康复者可佩戴的外骨骼式步行机构(131)，所述外骨骼式步行机构 (131)分为左外骨骼式步行机构(131a)和右外骨骼式步行机构(131b)；所述仿生步态机器人(13)连接于所述下肢康复训练机器人(10)的腰部固定支架(122) 上，且位于所述下肢康复训练机器人底座(16)的上方，所述仿生步态机器人(13) 具有一个自由度且由单一动力源驱动，控制系统按照预先设定的参数控制左外骨骼式步行机构(131a)和右外骨骼式步行机构(131b)实现步履的交替步态运动，所述轮滑鞋(15)随所述外骨骼式步行机构(131a)的步速在底座地面上走动或滑动。

[0025] 如图5所示，所述轮滑鞋(15)具有鞋套(151)、滑轮(152)、滑轮旋转轴 (153)和滑轮旋转轴支撑架(154)，其中，所述轮滑鞋(15)为左右对称设置，分为左腿轮滑鞋(15a)和右腿轮滑鞋(15b)；所述鞋套(151)为左右对称设置，分为左脚轮滑鞋鞋套(151a)和右脚轮滑鞋鞋套(151b)所述鞋套(151)的前端为开放性设计，可适应不同尺寸的脚/鞋；所述轮滑鞋(15)通过螺丝固定于所述外骨骼式步行机构(131)上；所述滑轮轮旋轴(153)穿过滑轮(152)中心与鞋套(151)两侧的滑轮旋转轴支撑架(154)连接。

[0026] 轮滑鞋(15)具有单排或双排、每排至少两个或两组前后排列的滑轮(152)，在本发明一个优选的实施例中，轮滑鞋(15)具有单排三个滑轮(152)。

[0027] 如图5所示，在本发明另一个优选的实施例中，轮滑鞋(15)具有双排三组滑轮(152)，即前组滑轮(152-1)、中组滑轮(152-2)和后组滑轮(152-3)。每组滑轮具有其旋转轴(153)，即前组滑轮旋转轴(153-1)、中组滑轮旋转轴 (153-2)和后组滑轮旋转轴(153-3)。

[0028] 如图6所示，在健全人的步态仿生模拟运动中，小腿部分的运动类似于以膝关节为中心，做前后摆动运动。其中，向前抬脚的幅度大于向后抬脚的幅度，且向前抬脚或向后抬脚的极限位置之间，脚与地面接触为点或线的接触。

[0029] 基于此，本发明在所述轮滑鞋(15)底面下安装单排前、中、后三个滑轮(152)，其中，中间滑轮(152-2)的安装位置与外骨骼式步行机构(131)的小腿摆杆的纵向竖直位置对应，后面滑轮(152-3)安装在轮滑鞋(15)的后端部，前面滑轮(152-1)安装在靠近中间滑轮(152-2)的前侧。

[0030] 本发明的另一优选的实施例是在轮滑鞋(15)底面下优选地安装了双排前、中、后三组滑轮(152)，三组滑轮(152)的安装位置依据仿生模拟运动结果布置。其中，中间一组滑轮(152)的安装位置与外骨骼式步行机构(131)的小腿摆杆的纵向竖直位置对应；后组滑轮(152-3)安装在轮滑鞋(15)的后端部；前组滑轮(152-1)安装在靠近中间组滑轮(152-2)的前侧。

[0031] 如图6所示，左腿机构运动过程中有a、b、c三种状态，其中a状态为向后抬脚的最高状态，即前轮滑(152-1)与步行地面接触，另两对轮滑悬空；b状态为左腿直立状态，中组轮滑(152-2)与步行地面接触，另两对轮滑悬空；c 状态为向前抬脚最高状态，后组轮滑(152-3)与步行地面接触，另两对轮悬空，其中在状态a、状态b、状态c时，前、中、后三组轮滑的轴心在同一直线上，状态a到状态b过程中,前、中两滑轮与底座(16)地面接触，反之亦然，在状态b到状态c过程中，中、后两滑轮与底座(16)地面接触，反之亦然。依据上述轮滑触地时点规则，其安装位置为中间一组轮滑(152-2)安装在与外骨骼式步行机构的小腿摆杆纵向竖直的位置；后组轮滑(152-3)安装在轮滑鞋(15) 的后端部；前组轮滑(152-1)安装在中间组轮滑(152-2)之前靠近中间组轮滑 (152-2)的位置。

[0032] 这样滑轮设置可以保证患者在进行康复训练过程中轮滑鞋与地面接触更自然，更平稳，确保训练过程安全可靠。

[0033] 本发明的描述是示例性的，而非穷尽所有的实施方式。本发明说明书、附图及权利要求书的描述，并不限定本发明的内容。很多其他的同原理并对于本领域的普通技术人员显而易见的变化，均在本发明的范围之内。

[0034] 附图编号

[0035] 10 仿生步态康复训练机器人

[0036] 11 减重装置

[0037] 111 减重装置立柱

[0038] 111a 减重装置左立柱

[0039] 111b 减重装置右立柱

[0040] 112 门形的吊架

[0041] 113 挂钩吊架

[0042] 12 仿生步态机器人支撑部件、

[0043] 121 为活动门架、

[0044] 122 腰部固定支架、

[0045] 123 缓冲弹簧(气动弹簧)；

[0046] 13 仿生步态机器人

[0047] 131 外骨骼式步行机构；

[0048] 15 滑轮鞋

[0049] 15a 左侧滑轮鞋

[0050] 15b 右侧滑轮鞋

[0051] 151鞋套

[0052] 151a 左鞋套

[0053] 151b 右鞋套

[0054] 152 滑轮

[0055] 152-1 前滑轮

[0056] 152-2 中滑轮

[0057] 152-3 后滑轮

[0058] 153 滑轮轴

[0059] 153-1 前滑轮轴

[0060] 153-2 中滑轮轴

[0061] 153-3 后滑轮轴

[0062] 154 滑轮轴支撑架

[0063] 154-1 前组滑轮轴支撑架

[0064] 154-2 中组滑轮轴支撑架

[0065] 154-3 后组滑轮轴支撑架

[0066] 16 仿生步态机器人底座

[0067] 17 扶手组件

[0068] 17a 左扶手组件

[0069] 17b 右扶手组件。