[發明專利]康復機器人及其摔倒檢測與防護方法

有效

• 申請號: 201811243144.4
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109199800B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 程泓井;王永波;夏源
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: A61B5/22
• 分類號: A61B5/22;A61H3/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;張冉

本發明公開了一種康復機器人及其摔倒檢測與防護方法。所述康復機器人包括：控制單元、運動跟隨單元和人體支撐機構；控制單元用于設定人體質心的初始位置高度，向運動跟隨單元發送運動指令；運動跟隨單元用于在接收到運動指令后控制人體支撐機構跟隨人體質心的上下運動而上下運動；控制單元還用于實時獲取人體質心的實時位置高度，計算實時位置高度與初始位置高度的高度差，在高度差滿足預設條件時向運動跟隨單元發送制動指令；運動跟隨單元還用于在接收到制動指令后控制人體支撐機構停止上下運動。本發明可應用于患者康復訓練，尤其是下肢運動訓練時的場景，檢測患者是否具有摔倒傾向，同時能夠提供有效防護，并且不干擾患者軀干和上肢的運動。

技術領域

本發明屬于醫療器械領域，尤其涉及一種康復機器人及其摔倒檢測與防護方法。

背景技術

2017年，我國每年新增腦卒中患者約1300萬，增速約8％，卒中造成的運動功能喪失或者障礙，嚴重影響患者的生活質量，并給患者家庭及社會帶來極大負擔。循證醫學表明，康復是唯一降低致殘率的有效手段。其中移動功能對患者的生活質量及健康有極大的影響，是最基本的運動功能，下肢運動功能的恢復。傳統的康復訓練存在醫師不足、設備功能單一且成本較高、康復周期長、過程乏味主動性差以及無法進行準確的康復狀態評價等缺陷，因此研制能夠克服上述缺點的下肢康復訓練及評價設備顯得尤為必要。

下肢康復機器人作為一種康復醫療設備，通過輔助患者進行科學地、有效地康復訓練，從而達到恢復患者運動功能的目的。它在康復訓練中為患者提供安全保護的同時，加強患者的主動運動意圖對患者運動功能康復具有強化和促進作用，有利于保持患者精神緊張度，加強神經肌肉運動通路的修復。

沒有錯誤發生，就不能從錯誤中學習，卒中患者步行能力的重塑同樣如此，傳統的康復機器人因其結構設計傾向于更多的保護而缺乏試錯條件，因此在步行能力和平衡功能的恢復尚有不足，因此在創造試錯條件時，尤其是步行訓練、平衡訓練下的試錯環境，需要對患者的體位進行監測，以防止患者摔倒受傷。

對于防護摔倒，已有康復機器人的方式方法對于摔倒保護是懸吊方式，在軀干位置懸吊患者，從重心之上的位置控制患者身體重心避免傾斜，或者限制軀干擺動幅度或上下幅度起到保護摔倒作用。

對于摔倒的檢測，已有的方式一般采用穿戴式傳感器捕獲加速度，速度以及時間等信息分析和判斷。

針對于需要步行訓練以及平衡訓練的康復患者來說，以上的傳統方法用于摔倒保護或者摔倒檢測有以下一些問題和不足：

1、在軀干位置懸吊患者，雖然可以懸吊點一般在軀干或者腋下，高于人體質心，不利于患者在步行運動時的軀干擺動，也容易干擾上肢的擺動；

2、基于穿戴式傳感器檢測身體下落的加速度、速度和時間的方法，在患者訓練過程中，身體以不同加速度、速度和時間下降后也有可能因為肢體力量不足或者平衡功能不足導致失衡摔倒，此時這種方法可能無法檢測出摔倒的結果或者已經處于摔倒的狀態而無法進行及時防護，例如，患者在進行坐站轉移的下蹲過程中，身體緩慢下降，此時突然失去平衡；或者是身體快速下降，此時突然失去平衡，加速度和速度等信息難以判斷和區分。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術難以檢測患者摔倒狀態、摔倒保護不利于患者在步行運動時的軀干擺動和上肢擺動的缺陷，提供一種能夠準確檢測患者是否摔倒并在摔倒時提供防護的康復機器人及其摔倒檢測與防護方法。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：

一種康復機器人，包括：控制單元、運動跟隨單元和人體支撐機構；

所述控制單元用于設定人體質心的初始位置高度，向所述運動跟隨單元發送運動指令；

所述運動跟隨單元用于在接收到所述運動指令后控制所述人體支撐機構跟隨所述人體質心的上下運動而上下運動；