[發(fā)明專利]一種平面行走跟隨支撐助力裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711416270.0
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108338895B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張從鵬;常睿;李小龍;解毅
• 申請（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 高福勇

本發(fā)明提出一種平面行走跟隨支撐助力裝置，包括同步移動跟隨單元、支撐助力單元、實(shí)時傳感監(jiān)測單元及控制單元，同步移動跟隨單元由框架主體及兩個對稱的移動平臺組成；支撐助力單元固定在框架主體上，傳感檢測單元主要由兩個編碼器和一個壓力傳感器組成，用以監(jiān)測安全繩角度以及安全繩拉力這兩方面的數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供一種平面行走跟隨支撐助力方法。本發(fā)明可大大擴(kuò)展患者的訓(xùn)練范圍，提升訓(xùn)練的復(fù)雜程度，同時可以大大擴(kuò)展患者的訓(xùn)練時間，實(shí)現(xiàn)邊生活邊訓(xùn)練，同時兒童也可以通過本發(fā)明在沒有成年人攙扶的條件下練習(xí)行走。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種助力裝置，特別是一種平面行走跟隨支撐助力裝置及方法。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計，我國每年新發(fā)腦卒中患者約200萬人，其中約80％遺留下肢運(yùn)動功能障礙，70％以上可通過康復(fù)訓(xùn)練恢復(fù)步行能力。同時醫(yī)學(xué)研究表明，部分因意外傷害造成運(yùn)動障礙的患者同樣可以通過康復(fù)性訓(xùn)練恢復(fù)和提高運(yùn)動能力。

目前，下肢功能障礙的人群主要通過輪椅、拐杖等工具并通過上肢力量的輔助完成在生活圈內(nèi)的移動，這樣不但局限了其行動范圍，同時長期如此會導(dǎo)致上下肢力量不平衡，上肢力量越來越發(fā)達(dá)，而下肢力量逐漸退化，不利于下肢功能恢復(fù)。

臨床上常用的康復(fù)訓(xùn)練方法包括常規(guī)步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練、減重步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練、負(fù)重步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練等等。減重步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練是目前患者早期介入治療最有效的方法之一，通過人力、靜態(tài)器材或機(jī)器人輔助的方式可以承擔(dān)一部分人體體重，從而可以使患者更長更持久的訓(xùn)練，在恢復(fù)行走能力、改善步態(tài)、改善平衡方面有很大的作用，同時降低了治療師的工作強(qiáng)度，提高了治療安全性。在康復(fù)初期，患者的下肢往往無法獨(dú)自承擔(dān)其自身的體重，需要外界力的輔助承擔(dān)一部分體重。患者在減重步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的過程中通過重復(fù)性練習(xí)逐步恢復(fù)下肢機(jī)能和肌肉力量，并最終恢復(fù)行走能力。

傳統(tǒng)減重康復(fù)訓(xùn)練往往采用患者自行訓(xùn)練、治療師人力輔助或靜態(tài)器材輔助的方式，其存在人力成本高、安全性差、康復(fù)效果差等明顯不足。現(xiàn)有的減重模式在臨床有懸掛式減重模式、水池式減重模式、斜床減重模式及氣囊式減重模式這四種。其中懸掛式減重康已成為國內(nèi)外的主流減重康復(fù)訓(xùn)練方式。懸掛式減重康復(fù)裝置分為以下兩種方式：

(1)固定位置對人體進(jìn)行懸掛減重支撐，只能通過配合跑步機(jī)設(shè)備使人在固定位置進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。此種方式只能在原地進(jìn)行簡單的行走、跑步訓(xùn)練，不能進(jìn)行轉(zhuǎn)彎傾斜等復(fù)雜運(yùn)動。

(2)將懸掛設(shè)備安裝在導(dǎo)軌上，人體及懸掛設(shè)備沿導(dǎo)軌路徑進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。此種方式雖能進(jìn)行部分轉(zhuǎn)彎傾斜等復(fù)雜運(yùn)動訓(xùn)練，但受到導(dǎo)軌局限只能在有限區(qū)域、有限路線范圍內(nèi)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，對于訓(xùn)練場地很大的限制。

同時，由于位置固定，以上兩種方式均只能提供使用者有限的訓(xùn)練，并不能用于輔助生活，即下肢功能障礙的患者無法在除康復(fù)中心之外的地方行走，生活中移動需要輪椅拐杖等輔助工具，除了在康復(fù)中心有限的訓(xùn)練時間以外，均是坐臥姿態(tài)生活，不利于患者盡早康復(fù)。

公布號為CN107149539A的專利文獻(xiàn)公開了一種支持全向移動的下肢康復(fù)助行機(jī)器人，包括車體模塊、升降模塊、支持模塊、拉力模塊和快接模塊，其主要存在如下問題：

(1)結(jié)構(gòu)柔性差，且采用沉重的導(dǎo)軌式機(jī)械結(jié)構(gòu)，不易于移動，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢。

(2)約束過多，不能給使用者提供俯仰角、側(cè)偏角方向的自由度，同時運(yùn)動行程小，難以完成深蹲、高抬腿、跑步等幅度較大、復(fù)雜程度較高的運(yùn)動。

(3)對使用者從腰部進(jìn)行保護(hù)、抬高和減輕負(fù)載，舒適度差且保護(hù)效果欠佳，同時不利于使用者自主保持平衡。

(4)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不方便控制，動態(tài)響應(yīng)特性差。

公布號為CN106422169A的專利文獻(xiàn)公開了一種隨動式減重下肢康復(fù)訓(xùn)練移動平臺，其包括減重系統(tǒng)、豎直支架、移動底盤和控制系統(tǒng)，其存在如下問題：