[發明專利]一種下肢康復恢復的訓練裝置

有效

• 申請號: 202110205939.1
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112842825B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 孟令杰;牛琳;齊園圃;閆秀麗
• 申請（專利權）人: 鄭州鐵路職業技術學院
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 任坤

本發明涉及一種下肢康復恢復的訓練裝置，一種下肢康復恢復的訓練裝置，包括上位機、主控單元、傳感器模塊和訓練結構，所述主控單元通過無線傳輸模塊讀取傳感器模塊采集到的數據，并對獲取的數據進行濾波、特征提取和姿態解算處理，然后識別出當前的運動姿態，所述主控單元基于當前的運動姿態通過訓練結構實現對患者的運動軌跡的調整；本發明提供的訓練裝置，傳感器組件進行步態信息的采集并上傳到上位機，在信息上傳的過程中進行降噪濾波處理以降低干擾，主控單元對信號進行特征提取和選取后進行步態識別，并與主控單元內的步態訓練集進行對比識別，以尋求最優的訓練方式。

技術領域

本發明屬于康復醫療器械技術領域，具體涉及一種下肢康復恢復的訓練裝置。

背景技術

我國正面臨日益嚴重的老齡化問題和數量龐大的殘疾人群，康復機器人與智能輔助系統的研究開發和應用有望為解決養老、失能輔助和康復問題提供部分技術手段。康復機器人的研究與應用較多面向腦卒中、脊髓損傷等造成的神經損傷患者，現代康復醫學認為，在患者病情穩定之后應盡早開展康復治療，康復治療手段日益豐富，運動治療和作業治療是其中較為典型并在臨床廣泛應用的康復治療方法。傳統的康復訓練方法主要是由人工或者借助簡單器械帶動患肢進行，這類訓練方法一般需要多名醫護人員輔助，而且醫護人員的體力消耗很大，因此，很難保證康復訓練的強度和持久性。康復機器人正是為了應對傳統康復訓練方法的不足而產生并發展起來的，它是將先進的機器人技術和臨床康復醫學相結合的一種自動化康復訓練設備，能夠發揮機器人擅長執行重復性繁重勞動的優勢，并可實現精確化、自動化、智能化的康復訓練，進一步提升康復醫學水平，增加患者接受康復治療的機會，提高患者的康復質量。

隨著科學技術的進步，步態識別的技術得到快速的發展，隨著表面肌電信號檢測技術的逐漸成熟，結合表面肌電信號進行步態的識別成為了研究熱點。在早期的步態研究中，主要通過陀螺儀、壓力傳感器等物理傳感器進行運動步態的識別，雖然這種方式檢測到的步態信號較為穩定，但容易產生信號異位現象，而且在復雜環境行走下獲取信號不充分，從而導致步態的誤判。

人體康復過程是一個動態的、不斷變化的過程。無論是理療師還是康復機器人，治療過程的本質都是糾正患者在運動過程中的異常行為姿態以達到預期的效果，因此，康復過程中對患者生理狀況的實時跟蹤以及科學分析非常必要。

發明內容

本發明的目的是為了解決背景技術中所提出的問題，而提供一種下肢康復恢復的訓練裝置，傳感器組件進行步態信息的采集并上傳到上位機，在信息上傳的過程中進行降噪濾波處理以降低干擾，主控單元對信號進行特征提取和選取后進行步態識別，并與主控單元內的步態訓練集進行對比識別，以尋求最優的訓練方式。

本發明的目的是這樣實現的：

一種下肢康復恢復的訓練裝置，包括上位機、主控單元、傳感器模塊和訓練結構，所述主控單元通過無線傳輸模塊讀取傳感器模塊采集到的數據，并對獲取的數據進行濾波、特征提取和姿態解算處理，然后識別出當前的運動姿態，所述主控單元基于當前的運動姿態通過訓練結構實現對患者的運動軌跡的調整；

所述主控單元包括信息采集模塊、信息處理模塊和矯正模塊，所述信息處理模塊將信息采集模塊采集到的數據進行處理后識別出當前的運動姿態，并通過矯正模塊對訓練結構的運動軌跡進行調整；

所述傳感器模塊包括表面肌電信號傳感器、九軸姿態儀傳感器和壓力傳感器，所述傳感器模塊將從訓練結構采集到的數據上傳至主控單元的信息采集模塊；

所述訓練結構包括與下肢相適配的穿戴組件和驅動穿戴組件相應部位的驅動組件，所述驅動組件通過分控單元連接至主控單元，所述分控單元負責驅動組件在位置、速度和扭矩的控制，所述分控單元接收驅動組件的內置編碼器的信息并將信息上傳至主控單元。

優選的，所述表面肌電信號傳感器包括三個電極貼片和肌電儀，所述肌電儀通過無線傳輸模塊連接至上位機進行數據存儲。