[發明專利]用于下肢康復訓練的髖關節結構和被動步態協調控制方法

在審

• 申請號: 202010696896.7
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111658445A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 宋韜;彭江濤;郭帥;岳承濤
• 申請（專利權）人: 上海金矢機器人科技有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明公開了一種用于下肢康復訓練的髖關節結構和被動步態協調控制方法，其中髖關節結構包括髖關節延伸板、馬達、第一轉動輪、第二轉動輪、第二轉動輪軸、減速機、固定板、腿部支撐和髖腿連接板。相比于現有技術，本發明能夠幫助實施過髖關節置換手術或因其它原因髖關節需要恢復的人進行術后康復治療，且結構簡單，使用方便、安全，適于推廣。

技術領域

本發明涉及康復訓練輔助器械技術領域，特別是涉及一種用于下肢康復訓練的髖關節結構和被動步態協調控制方法。

背景技術

骨盆由髂骨、尾骨、坐骨結節和雙髖骨構成，和骨盆控制相關聯的肌肉基本涵蓋了人體最大的肌肉群，骨盆既是軀干的支撐基礎，又是下肢的驅動結構，起到了承上啟下的重要作用。從人體移動、轉向的生物學、人體結構學角度看，骨盆是連接軀干、下肢的樞紐、對保持人體正常姿態完成下肢運動發揮著重要作用。在正常步行中軀干的旋轉因上肢的擺動而加大，軀干與骨盆相反方向旋轉，并且沿著重心上下、左右移動。大多數的運動障礙和異常運動模式都可以在骨盆控制的能力缺失上找到答案。

髖關節是人體的一個重要關節，為多軸性關節，能作屈伸、收展、旋轉及環轉運動。但是由于生活環境和意外事故，一些人特別是老年人的髖關節出現損壞、病變、畸形等問題。當使用者有經濟能力時，則可進行髖關節置換手術，通過移植人工關節重建一個穩定的關節從而恢復和改善關節運動能力。不過手術后需要進行長時間的康復治療，目前這些康復治療主要靠人力進行，即使用者自己或在他人的幫助下進行一些康復運動。雖說康復治療的理論依據是完善可行的，但是在治療過程中存在著術后損傷、意外磕碰等不安全因素影響使用者恢復，甚至造成關節脫落。盡管能完成日常的行走任務，但是他們的步態偏離于健康人體。現在市場上雖有一些外骨骼助力機器人的機械，但其作用主要是幫助使用者恢復肢體活動能力，而對髖關節置換術后的康復治療幫助甚少。因此，幫助實施過髖關節置換手術或其它原因髖關節需要恢復的人進行術后康復治療的此類康復機構是比較緊缺的。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于下肢康復訓練的髖關節結構和被動步態協調控制方法，與下肢康復訓練助行機器人配合使用，用于步態協調訓練，避免對進行康復訓練的使用者構成二次傷害。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明公開了一種用于下肢康復訓練的髖關節結構，用于安裝在下肢康復訓練助行機器人上，所述下肢康復訓練助行機器人包括底盤移動機構、支撐機構、骨盆輔助運動機構、人機交互單元和控制單元，所述骨盆輔助運動機構具有壓力傳感器，所述壓力傳感器用于感應使用者腰部的前后運動；所述骨盆輔助運動機構上還安裝有力矩傳感器，所述力矩傳感器用于感應使用者腰部的上下運動，所述用于下肢康復訓練的髖關節結構包括：

髖關節延伸板，所述髖關節延伸板用于固定在所述骨盆輔助運動機構上；

馬達，所述馬達固定于所述髖關節延伸板的第一側，所述馬達的輸出軸穿過所述髖關節延伸板；

第一轉動輪，所述第一轉動輪位于所述髖關節延伸板的第二側且固定于所述馬達的輸出軸上；

第二轉動輪，所述第二轉動輪位于所述髖關節延伸板的第二側；

第二轉動輪軸，所述第二轉動輪固定于所述第二轉動輪軸上，所述第二轉動輪軸穿過所述髖關節延伸板，所述第一轉動輪與所述第二轉動輪傳動連接；

減速機，所述減速機固定于所述髖關節延伸板的第一側，所述第二轉動輪軸與所述減速機的輸入端固定連接；

固定板，所述馬達的輸出軸以及所述第二轉動輪軸均與所述固定板轉動連接，所述第一轉動輪和所述第二轉動輪位于所述固定板與所述髖關節延伸板之間；

腿部支撐，所述腿部支撐用于和使用者的大腿綁定；

髖腿連接板，所述髖腿連接板的一端與所述減速機的輸出端固定相連，所述髖腿連接板的另一端與所述腿部支撐固定相連。