[發明專利]一種柔索驅動可穿戴式腰下肢康復機器人

有效

• 申請號: 201910361439.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110037893B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 訾斌;楊正蒙;趙嘉浩;李元;孫智
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種柔索驅動可穿戴式腰下肢康復機器人，包括外框架，以及位于外框接內的上肢穿戴式可調固定裝置、可調式腰部及髖關節康復裝置、膝蓋康復裝置、滑槽柔索牽引機構、柔索驅動機構、凸輪式腳踝康復機構、升降驅動機構，上肢穿戴式可調固定裝置穿戴于人體腰部以上部位，可調式腰部及髖關節康復裝置穿戴于人體腰部，膝蓋康復裝置可套于人體大腿和小腿處，膝蓋康復裝置連接可調式腰部及髖關節康復裝置和滑槽柔索牽引機構，柔索驅動機構驅動滑槽柔索牽引機構運動，凸輪式腳踝康復機構可實現滑槽柔索牽引機構的俯仰，升降驅動機構實現凸輪式腳踝康復機構的升降。

技術領域

本發明涉及康復醫療訓練器械領域，具體是一種柔索驅動可穿戴式腰下肢康復機器人。

背景技術

人體腰下肢主要由腰部關節、髖關節、膝關節、腳踝關節等關節構成，在人體幾乎所有的日常活動中都起到了關鍵性作用，然而隨著老齡化等問題日益明顯，出現了越來越多的患者。現有的臨床腰部及下肢康復治療通常為康復師以一對一的方式徒手或者使用輔助器具引導患者完成康復訓練動作。這種康復方式效果差異明顯，由于缺乏客觀的康復參數，患者的康復效果依賴于康復師的個人經驗與技術水平，在很大程度上影響患者的康復效果。

現代康復醫學研究表明，神經系統具有自我重塑性，運動康復訓練能夠重新建立肢體與腦部損傷中樞神經間的聯系，逐步刺激促使腦部損傷部位康復，達到對肢體行為的有效控制。專利申請號“201711438638.3”一種可穿戴外骨骼式下肢步行訓練康復機器人發明了一種由電機驅動的穿戴外骨骼步行機器人，幫助患者完成康復訓練。專利申請號“201710889136.6”一種腰部康復訓練連接裝置及控制方法設計了腰部連接裝置從而避免二次受傷，然而還存在如下問題：

首先由于人體下肢與外骨骼采取固定連接，無活動關節，且上半身處于自由狀態，不利于患者進行身體各方面的協調，容易給患者帶來二次傷害；其次患者在電機驅動下進行步行運動時，僅能繞關節做旋轉運動，這一設計不利于患者做全位的康復訓練，設計中存在一定局限，且容易給髖關節造成二次傷害；最后在進行腰部康復訓練過程中機器人柔索牽引平臺僅可以協助人體完成腰部的簡單運動，其康復類型較為單一，很難達到腰下肢多關節的康復訓練。

腰下肢康復機器人設備直接與患者肢體接觸，需要與人體腰下肢運動步態一致，具有安全性、柔順性、有效性，便于患者得到有效、安全可靠的康復訓練。

發明內容

本發明的目的是提供一種柔索驅動可穿戴式腰下肢康復機器人，以解決外骨骼機器人在康復訓練中給患者帶來的二次傷害問題，以及實現腰下肢各關節的康復訓練。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種柔索驅動可穿戴式腰下肢康復機器人，其特征在于：包括外框架，以及位于外框接架內的穿戴式可調上肢固定裝置、可調式腰部及髖關節康復裝置、膝蓋康復裝置、滑槽柔索牽引機構、柔索驅動機構、凸輪式腳踝康復機構、升降驅動機構，其中：

所述外框架由底板、頂框及連接底板和頂框的多個立柱構成；

所述穿戴式可調上肢固定裝置包括可調式彈性上肢外衣，所述可調式彈性上肢外衣位于外框架內，可調式彈性上肢外衣穿戴于人體腰部以上部位，可調式彈性上肢外衣的周向長度和肩高可調，可調式彈性上肢外衣周向側面與外框架的頂框之間連接有多個上肢承載柔索，由此實現可調式彈性上肢外衣吊掛在外框架內；

所述可調式腰部及髖關節康復裝置包括彈性腰帶，所述彈性腰帶位于可調式彈性上肢外衣正下方，彈性腰帶穿戴于人體腰部，彈性腰帶的周向長度可調，彈性腰帶的左、右端分別連接有腰部支撐元件，每個腰部支撐元件中分別轉動安裝有軸向沿左右水平方向的轉軸，還包括數量對應于腰部支撐元件的大腿調節元件，每個大腿調節元件上端分別固連于腰部支撐元件的轉軸，由此實現大腿調節元件的轉動；