[發明專利]一種基于索驅動腿部康復機構裝置

有效

• 申請號: 201911063805.X
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110833493B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 唐樂為;周長江;石朋帥;謝小平;張司
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 王翀;陽江軍

本發明提供了一種基于索驅動腿部康復裝置，該裝置由傳速運動系統、索驅動系統和腿部連接結構組成。所述傳速運動系統可以由跑步機組成，安裝鋁制型材組裝，支撐索驅動系統，并提供安全運動范圍；索驅動系統由電動機、聯軸器、減速裝置、繩索卷筒、繩索、導向滑輪和力傳感器組成；腿部連接系統將驅動繩索通過兩個可以相對轉動的運動環連接到腿部。本發明可以實現輔助腿部運動功能，為腿部康復訓練應用要求提供一種新型、安全、低慣量的裝置類型。

技術領域

本發明屬于康復醫療技術領域，特別涉及一種基于繩索驅動腿部康復機構裝置。

背景技術

據統計資料，中國2017年腦血管病患者死亡率約23％，位于農村主要疾病死亡率首位，城市第三位。腦卒中指因為急性腦血管循環障礙導致的局限性或者彌散性腦功能缺損綜合癥。我國每年腦卒中新發病患者約200萬人，75％～80％患者留有殘疾。由于高死亡率和高致殘率影響，腦卒中已經成為導致成人死亡和殘疾的主要病因。針對腦卒中患者的運動功能障礙，存在一些康復療法。將日?；顒拥膭幼鞣纸獬梢幌盗谢緞幼髂Ｊ?，分別刺激機體不同部位的肌肉群，提高肌肉力量，保持關節的靈活性。為了恢復正確的運動反應，患者需要集中進行大量重復的簡單動作訓練，逐步增加訓練難度直至恢復正常的運動功能。目前，傳統康復訓練需要在康復醫生的輔助下完成一系列的康復運動。這種訓練方式效率低且勞動強度大。隨著人口老齡化和腦血管病年輕化趨勢的發展，日益增長的治療需求與專業康復醫生的短缺成為急需解決的醫療服務矛盾之一。

為了解決上述矛盾，許多研究人員針對不同的運動部位，研發了對應的康復醫療輔助設備。總體分為兩類，即剛性驅動機構和索驅動機構。剛性驅動康復機構需要增加主動或被動自由度，解決旋轉軸線變化的情況。這種增加自由度的設計方法使康復機械結構更加復雜。腰部康復柔索機器人將上肢固定，完成患者腰椎三自由度轉動康復訓練?；诨旌向寗拥纳现祻蜋C器人設計，采用了繩索作為驅動件控制機器人的運動。比較兩種驅動方案，由于繩索具有質量小和柔性驅動等特點，在患者與康復設備交互過程中，能夠提高患者的主動性，減少剛性桿件導致的約束感和不適性。從安全角度出發，繩索驅動方式可以有效降低運動構件的質量，提高訓練過程中人機交互的安全性能。

針對現有的問題予以研究改良，提供一種基于繩索驅動腿部康復機構裝置，旨在通過該機構，為腿部康復訓練應用要求提供一種新型、安全、低慣量的裝置類型。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于繩索驅動腿部康復機構裝置，以解決現有技術中慣量大、機構復雜和重構性能差的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于繩索驅動腿部康復機構裝置，采用柔性繩索代替剛性桿件作為執行部件，繩索連接點可以根據身高和腿部受傷位置進行布置。柔性繩索質量小、慣量小，增強了在人機交互過程中機構的安全性能，適合于空間人機交互要求的康復訓練運動結構。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于索驅動腿部康復訓練裝置，包括傳速運動系統和用于安裝在腿部的腿部連接結構，所述腿部連接結構通過繩索連接有索驅動系統；所述索驅動系統包括前索驅動系統和后索驅動系統；腿部連接結構處于前索驅動系統和后索驅動系統之間；所述腿部連接結構包括安裝到小腿上的小腿部連接結構和安裝到大腿上的大腿部連接結構。

進一步的改進，與大腿部連接結構連接的繩索和與小腿部連接結構連接的繩索相互平行布置或者交叉布置。

進一步的改進，所述傳速運動系統處于腿部連接結構正下方；前索驅動系統和后索驅動系統分別安裝在傳速運動系統兩端。

進一步的改進，所述傳速運動系統為跑步機。

進一步的改進，所述索驅動系統包括電動機，電動機通過聯軸器連接有減速器，減速器連接有繩索卷筒，繩索纏繞在繩索卷筒上；繩索卷筒軸接在傳速運動系統兩端。

進一步的改進，所述腿部連接結構由外環和內環組成，其中外環連接繩索，內環固定在腿部。