Page 27 - 康复训练在临床护理工作中的应用

第一章 现代康复训练问题的有关思考

式无杆气缸、调整块组成。髋部调节宽度时通过磁偶式无杆气缸，将左右髋部弧
形支撑板相连，缸体的一端固定在左髋部弧形支撑板上，缸体上的活塞与右髋部
弧形支撑板连接，经气压推动活塞实现右髋部弧形支撑板在 0~44mm 内任意的调
节。在腰部设计了三组磁偶式无杆气缸，可实现负载 30kg，满足大多数个体使

用要求。在同等身高下患者的胖瘦基本上变化不会太大，因此根据经验，适当调
整髋关节到腰背的距离，让人体感到更加舒适。髋关节到腰部背面距离实现调宽，
将髋部弧形支撑板套合在前后调整块中的螺杆上，用螺母挡住其自由移动，通过
拧动调整块外部连接螺杆的手柄，从而驱动螺母顶着髋部弧形支撑板移动，实现

位置的调整。
2. 大腿杆件
大腿连杆设置可调范围为 402~505mm 之间，能覆盖大部分人群的需求。其
大腿连杆可分为上下两部分，上端是股骨杆上，下端是股骨杆下。以右大腿为例，

外骨骼右股骨可调连杆，采用外驱动式直线步进电机作为动力来源，实现自动调
节杆长，以适用大量人群的身体尺寸。步进电机型号是 QS57HS76-TG5-T150，
其最小推力可达 350N，完全满足推动外骨骼的需求。大腿连杆调节原理是将电
机转子与螺杆连接在一起，集成一体作为电机输出轴，当电机转动时，与螺杆啮

合的螺母相对转动。这种调节方式不仅可以简化设计，还不需要其他联动装置进
行传动，同时其调节线性位移是精准的，将外驱动式直线步进电机和螺杆作为外
骨骼股骨杆上，内部螺纹杆作为股骨杆下，可实现 0~100mm 长度自动调节。同理，
小腿杆件的可调结构设计相似。

3. 安全限位结构设计
由于人体的生物结构和运动机理，使得人体关节转动受限，不能随意到达任
意位置，而下肢外骨骼机器人使用电机驱动机械腿的过程中可能会运动过大，从
而造成患者二次伤害。所以要对机器人转动角度进行限定，考虑到控制有延迟和

精度问题，不能单单依靠控制解决问题，因此在设计下肢外骨骼机器人时，使用
机械限位安装在关节转角极限位置，以最大程度保护患者的安全。以髋关节为例，
通过获得转角极限角度，确定运动达到的极限位置，把挡板固定在蜗轮支撑板上
进行阻挡。当大腿杆件正向超过 26 度时，将直接与挡板相切，以阻止运动过大。

4. 足部模块设计
由于不同人群足部的大小相差不大，故对足部不采用调节设计。人体在正

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