[發(fā)明專利]一種多體位上下肢聯(lián)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410217852.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104000706A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方娟;謝叻;楊國(guó)源;張瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/00
• 分類號(hào): A61H1/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及康復(fù)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體地，涉及一種多體位上下肢聯(lián)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人。

背景技術(shù)

我國(guó)目前約有卒中患者近700萬(wàn)，年新發(fā)卒中病例達(dá)150萬(wàn)人，脊髓損傷年新發(fā)病例可達(dá)10余萬(wàn)人。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和診療水平的提高，中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷患者的死亡率明顯下降，但最終仍有80％以上致殘，其中運(yùn)動(dòng)功能障礙最為常見(jiàn)。下肢功能直接決定了患者的站立、轉(zhuǎn)移以及行走能力，從而決定患者的生活活動(dòng)范圍，以及社會(huì)參與范圍和生活質(zhì)量，因此對(duì)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的患者，恢復(fù)行走能力是他們參加康復(fù)訓(xùn)練的首要目標(biāo)之一。人類正常行走時(shí)，手臂是隨著下肢運(yùn)動(dòng)而協(xié)調(diào)擺動(dòng)的。雖然手臂的擺動(dòng)沒(méi)有給步行提供直接的推力功能，但從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度出發(fā)，步態(tài)期間手臂擺動(dòng)改善步態(tài)穩(wěn)定性，提高能量效率。根據(jù)康復(fù)訓(xùn)練的靶向性原理，步態(tài)訓(xùn)練必須是與正常行走相似的肢體動(dòng)作。那么患者在進(jìn)行步態(tài)訓(xùn)練時(shí)，上臂也應(yīng)該協(xié)調(diào)擺動(dòng)的。此外，康復(fù)訓(xùn)練的開(kāi)始時(shí)間也很重要。目前的研究均顯示康復(fù)應(yīng)從急性期開(kāi)始，只要不妨礙治療，康復(fù)訓(xùn)練開(kāi)始得越早，功能恢復(fù)的可能就越大，預(yù)后就越好。鑒于偏癱或截癱后絕大多數(shù)患者，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)尚不能訓(xùn)練步行，有的甚至只能平臥，步態(tài)康復(fù)設(shè)備應(yīng)確保患者在從平躺到直立等多個(gè)體位下參加訓(xùn)練，從而促進(jìn)康復(fù)效果，幫助患者建立起對(duì)生活的信心。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)?01320502166.4的中國(guó)專利，名稱：上下肢主動(dòng)訓(xùn)練康復(fù)器，該技術(shù)包括機(jī)架、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和阻尼裝置。該系統(tǒng)可讓使用者坐著進(jìn)行手或者足部的圓周動(dòng)作，而不是上下肢同時(shí)運(yùn)動(dòng)，所以該專利的訓(xùn)練效率低。申請(qǐng)?zhí)?01220021483.X的中國(guó)專利，名稱：癱瘓病人上下肢康復(fù)機(jī)，該技術(shù)包括上肢康復(fù)機(jī)、下肢康復(fù)機(jī)和床體。上肢康復(fù)機(jī)和下肢康復(fù)機(jī)能同時(shí)帶動(dòng)手和足部的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然這達(dá)到了運(yùn)動(dòng)上下肢的目的，但是我們?nèi)粘Ｉ畹膭?dòng)作中很少涉及上下肢做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的方式。此外，床體的平放狀態(tài)使患者一直局限于平躺的康復(fù)訓(xùn)練體位，而我們?nèi)粘Ｋ杌顒?dòng)很少是必須躺著進(jìn)行的。所以該專利的動(dòng)作訓(xùn)練軌跡和訓(xùn)練體位需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種多體位上下肢聯(lián)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人，該機(jī)器人能夠讓早期甚至處于臥床階段的患者開(kāi)始上下肢一起協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的踏步訓(xùn)練，促進(jìn)功能康復(fù)。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種多體位上下肢聯(lián)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人，包括旋轉(zhuǎn)床模塊、上肢運(yùn)動(dòng)支架模塊、下肢運(yùn)動(dòng)支架模塊和下肢關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器模塊，其中：旋轉(zhuǎn)床模塊設(shè)置有旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)和旋轉(zhuǎn)床靠背支架，上肢運(yùn)動(dòng)支架模塊設(shè)置有支架肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，下肢運(yùn)動(dòng)支架模塊設(shè)置有支架髖關(guān)節(jié)和支架膝關(guān)節(jié)，旋轉(zhuǎn)床模塊在旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)下實(shí)現(xiàn)從平躺到直立的任何位置；上肢運(yùn)動(dòng)支架模塊固定在旋轉(zhuǎn)床模塊的靠頭端上并在支架肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下作擺臂運(yùn)動(dòng)；下肢運(yùn)動(dòng)支架模塊連接在旋轉(zhuǎn)床靠背支架的尾部，下肢關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器模塊固定在支架髖關(guān)節(jié)和支架膝關(guān)節(jié)下面以驅(qū)動(dòng)下肢做步態(tài)運(yùn)動(dòng)；

所述多體位上下肢聯(lián)動(dòng)康復(fù)機(jī)器人通過(guò)旋轉(zhuǎn)床模塊的旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)、上肢運(yùn)動(dòng)支架模塊的支架肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)和下肢關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器模塊的旋轉(zhuǎn)電機(jī)來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)床模塊的旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)改變旋轉(zhuǎn)床的位置，雙下肢的下肢關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器模塊將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，下肢關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器模塊安裝在髖關(guān)節(jié)下以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)髖關(guān)節(jié)，雙下肢的下肢關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器模塊安裝在膝關(guān)節(jié)下以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)膝關(guān)節(jié)，從而準(zhǔn)確控制雙下肢的踏步運(yùn)動(dòng)，雙上肢的支架肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制上肢的臂擺運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)多體位的上下肢聯(lián)動(dòng)的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練。

優(yōu)選地，所述的旋轉(zhuǎn)床模塊包括：懸吊支架、旋轉(zhuǎn)床外框、床體左右側(cè)可升降平放板、旋轉(zhuǎn)床靠背支架、髖關(guān)節(jié)連接孔、髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器連接孔、旋轉(zhuǎn)床支撐底座、旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)、推桿電機(jī)固定板、旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)床尾板和足底支撐導(dǎo)軌，其中：懸吊支架和旋轉(zhuǎn)床靠背支架均固定于旋轉(zhuǎn)床外框上；旋轉(zhuǎn)床外框在左右兩個(gè)旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)的推力下繞著旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)到直立狀態(tài)；床體左右側(cè)可升降平放板固定于旋轉(zhuǎn)床支撐底座上；旋轉(zhuǎn)床靠背支架的尾部設(shè)置有用于安裝下肢運(yùn)動(dòng)支架模塊的髖關(guān)節(jié)連接孔，髖關(guān)節(jié)連接孔與下肢運(yùn)動(dòng)支架模塊中的支架髖關(guān)節(jié)相連；旋轉(zhuǎn)床靠背支架的尾部底側(cè)設(shè)置有用于安裝下肢運(yùn)動(dòng)支架模塊的髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器連接孔，髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器連接孔和下肢運(yùn)動(dòng)支架模塊中的髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器尾端連接孔用于安裝髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器；左右兩個(gè)旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)安裝在推桿電機(jī)固定板上；旋轉(zhuǎn)床外框能在旋轉(zhuǎn)床支撐底座的支撐下保持平躺狀態(tài)，或者在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)床推桿電機(jī)的推力下繞著旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)到直立狀態(tài)；旋轉(zhuǎn)床尾板能根據(jù)患者的身高進(jìn)行長(zhǎng)度調(diào)節(jié)，從而使足底支撐導(dǎo)軌在合適的高度起支撐作用。