[發明專利]一種繩索驅動坐臥式下肢康復機器人

在審

• 申請號: 202210814123.3
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN115154190A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 楊凱盛;邵斌磊;楊佳敏;楊桂林;夏慶華;余夏陽
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本發明涉及一種繩索驅動坐臥式下肢康復機器人，包括底座、髖關節執行機構、膝關節執行機構、踝關節執行機構、髖關節驅動機構、膝關節驅動機構、踝關節驅動機構和升降支架；髖關節執行機構包括髖關節桿件一、髖關節桿件二、髖關節桿件三和大腿支撐板；膝關節執行機構包括膝關節桿件一和小腿支撐板；踝關節執行機構包括腳踝支撐件、踝關節桿件一、踝關節桿件二和腳掌支撐板。本發明采用模塊化設計思想分別在髖關節、膝關節、踝關節處配置單自由度、單自由度、三自由度繩索驅動被動支撐型關節模塊，可以實現髖關節的屈伸運動，膝關節的屈伸運動，踝關節的跖屈/背屈、內收/外展、內翻/外翻運動。

技術領域

本發明涉及醫療康復器械，具體地講，涉及一種繩索驅動坐臥式下肢康復機器人。

背景技術

隨著社會人口老齡化，心腦血管疾病年輕化，腦卒中等疾病的發病率不斷提高，造成偏癱、殘疾等肢體運動功能障礙患者人數日益增加。根據《2019年中國腦卒中防治報告》，我國腦卒中患者總數已經超過1300萬例，約75%的幸存者由于運動神經受損造成偏癱，導致肢體運動功能障礙。腦卒中等疾病造成的神經損傷性殘疾已經給社會、家庭和患者帶來了沉重的壓力，腦卒中患者肢體運動功能障礙康復問題已經在世界范圍內引起廣泛關注。

人體的下肢是人體的重要組成部分，在承重、站立、行走等方面起著重要作用。腦卒中患者普遍存在下肢運動功能障礙，如果不能及時接受康復治療，將導致肌肉萎縮、關節僵硬、步態異常等病癥，甚至造成不可逆的損傷，嚴重影響患者日常生活。傳統的康復治療需要由康復理療師對患者進行“一對一”或“多對一”的重復性康復訓練，這種治療方式存在著如下不足：(1) 完全依賴于理療師，費時費力，效率低下，而且全國理療師數量有限，供不應求，可能會使患者錯過最佳康復治療時間；(2) 康復訓練缺乏定量的評價指標，僅依靠理療師的技術水平和經驗，無法保證患者得到足夠的訓練強度和有效的訓練效果；(3) 缺乏實時的康復評價指標，難以制定準確實時的康復治療方案。

近年來，康復機器人的出現彌補了傳統治療方法的不足，它可以輔助甚至代替康復理療師對患者進行康復訓練，大大減輕康復理療師的工作強度，使得有限的從事康復治療的專業人員能夠發揮更大的作用，這些優點使得康復機器人得到了越來越廣泛的應用。

目前，世界上已經研制出了多種下肢康復機器人，按照結構形式和作業姿態分類，下肢康復機器人主要可以分為坐臥式和站立式兩大類，其中坐臥式下肢康復機器人主要適合患者早中期肌肉力量不足，難以站立的情況，用于患者關節活動度、肌肉力量的康復訓練；站立式下肢康復機器人主要適合患者中后期可以站立的情況，用于患者站立、行走等康復訓練。

但是現有的下肢康復機器人還是存在諸多不足：(1) 結構形式上，機構自由度不足，人機結構匹配度低；(2) 驅動方式上，主要由剛性構件驅動，柔順性和安全性較差； (3)控制策略上，人機交互性不佳等。這些問題在坐臥式下肢康復機器人中體現得更加明顯，嚴重影響患者早中期的康復訓練。因此，研究一種結構上人機共融匹配，驅動上柔順安全，控制上人機交互性好的新型坐臥式下肢康復機器人具有重要科學意義和應用前景。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理、柔順安全性高、能提高康復訓練效率和效果的繩索驅動坐臥式下肢康復機器人。