[發(fā)明專利]一種可穿戴仿生外骨骼機械腿康復(fù)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511025679.0
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105411813A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史景倫;趙偉健;佘翰笙;王燕芳;曾紀均
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種康復(fù)裝置，特別是涉及一種可穿戴仿生外骨骼機械腿康復(fù)裝置，用于協(xié)助下肢癱瘓行走和康復(fù)。

背景技術(shù)

據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前世界上的截癱用戶人數(shù)逐年增多，不僅給用戶造成較大的經(jīng)濟負擔，同時也造成了一定的心理負擔。因此，截癱助行與康復(fù)已經(jīng)成為一個日益嚴峻的社會問題。近年來，由于各種各樣的原因(例如地震等自然災(zāi)害)，我國下肢癱瘓的人數(shù)已經(jīng)達到了數(shù)十萬。對于那些完全癱瘓的用戶而言，純粹的藥物治療和手術(shù)治療無法使用戶徹底康復(fù)，因此，需要借助康復(fù)工程的手段去改善或代替癱瘓病人失去的功能。

康復(fù)型外骨骼是一種穿戴在下肢，由電機關(guān)節(jié)帶動下肢運動功能障礙用戶相應(yīng)關(guān)節(jié)運動，達到訓(xùn)練/代償行走功能的機械裝置。為了解決截癱病人長期臥床或者坐輪椅引起的壓瘡和肌肉萎縮等疾病，幫助他們站立和行走，提高其生活質(zhì)量，并減輕用戶家庭和社會的經(jīng)濟負擔，研究開發(fā)具有高科技含量和自主知識產(chǎn)權(quán)的康復(fù)型外骨骼和相應(yīng)的協(xié)同外骨骼骼模式控制具有十分重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種可穿戴仿生外骨骼機械腿康復(fù)裝置，該裝置使下肢重度癱瘓的用戶重新用自己的雙腳站起來，進行簡單的散步，能幫助用戶減緩?fù)炔考∪獾奈s。

本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種可穿戴仿生外骨骼機械腿康復(fù)裝置，主要包括軀干支架、大腿支架、小腿支架、髖部電機、髖部電機角度傳感器、膝部電機、膝部電機角度傳感器、腳底壓力傳感器、軀干傾角傳感器、控制模塊、腕表、拐杖、拐杖觸地壓力傳感器和腳部支撐板；其中，髖部電機包括左腿髖部電機和右腿髖部電機；髖部電機角度傳感器包括左腿髖部電機角度傳感器和右腿髖部電機角度傳感器；膝部電機包括左腿膝部電機和右腿膝部電機；膝部電機角度傳感器包括左腿膝部電機角度傳感器和右腿膝部電機角度傳感器；腳底壓力傳感器包括左腳腳底壓力傳感器和右腳腳底壓力傳感器；拐杖有兩根，分別為左拐杖和右拐杖，觸地壓力傳感器包括左拐杖觸地壓力傳感器和右拐杖觸地壓力傳感器；

所述軀干支架綁定在用戶上身；大腿支架綁定在用戶大腿上，小腿支架綁定在用戶小腿上；腳部支撐板設(shè)置在用戶腳底；軀干支架與大腿支架通過髖部電機連接；髖部電機的定子與軀干支架固定，髖部電機的轉(zhuǎn)子與大腿支架固定；大腿支架與小腿支架分別膝部電機的定子和轉(zhuǎn)子連接；小腿支架與腳部支撐板活動連接；腳部支撐板下安裝了腳底壓力傳感器；

所述左腿髖部電機角度傳感器和右腿髖部電機角度傳感器分別設(shè)置在左腿髖部電機和右腿髖部電機上；左腿膝部電機角度傳感器和右腿膝部電機角度傳感器分別設(shè)置左腿膝部電機和右腿膝部電機上；左腳腳底壓力傳感器和右腳腳底壓力傳感器分別設(shè)置在左右兩腳部支撐板上；左拐杖觸地壓力傳感器和右拐杖觸地壓力傳感器分別設(shè)置在左右兩拐杖下端；軀干傾斜傳感器安裝在軀干支架上；

所述控制模塊分別與腕表、髖部電機角度傳感器、膝部電機角度傳感器、腳底壓力傳感器、軀干傾斜傳感器、拐杖觸地壓力傳感器、髖部電機、膝部電機連接。

為進一步與實現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述髖部電機的定子與軀干支架通過螺絲固定，髖部電機的轉(zhuǎn)子與大腿支架通過可拔插結(jié)構(gòu)固定。

優(yōu)選地，所述大腿支架與小腿支架分別膝部電機的定子和轉(zhuǎn)子連接是指大腿支架與小腿支架通過膝部電機連接，其中膝部電機的定子與大腿支架通過螺絲固定，膝部電機的轉(zhuǎn)子與小腿支架通過可拔插結(jié)構(gòu)固定。

髖部電機、膝部電機的定子均通過螺絲固定在大腿支架上，髖部電機的轉(zhuǎn)子與軀干支架通過可拔插結(jié)構(gòu)連接，膝部電機的轉(zhuǎn)子與小腿支架通過可拔插結(jié)構(gòu)連接，使得穿戴過程極為便捷，只須先分別通過綁帶佩戴好小腿支架、大腿支架以及軀干支架，然后通過可拔插結(jié)構(gòu)將上述支架拼接起來即可使用，便于患者自行佩戴，整個佩戴過程不需要其他人的幫助。

軀干支架與大腿支架通過髖部電機連接；髖部電機的定子與大腿支架通過螺絲固定，髖部電機的轉(zhuǎn)子與軀干支架通過可拔插結(jié)構(gòu)連接；當髖部電機轉(zhuǎn)動時，固定在定子上的大腿支架與連接在轉(zhuǎn)子上的軀干支架被轉(zhuǎn)動的電機帶動并產(chǎn)生相對角度運動；髖部電機控制兩者相對角度運動。

優(yōu)選地，可穿戴仿生外骨骼機械腿康復(fù)裝置還包括語音提示模塊，語音提示模塊與控制器連接。

優(yōu)選地，所述控制模塊分別與左腿髖部電機角度傳感器、右腿髖部電機角度傳感器、左腿膝部電機角度傳感器、右腿膝部電機角度傳感器、左腳腳底壓力傳感器、右腳腳底壓力傳感器、左拐杖觸地壓力傳感器、右拐杖觸地壓力傳感器、左腿髖部電機、右腿髖部電機、左腿膝部電機和右腿膝部電機連接。