[发明专利]坐卧式下肢康复机器人

说明书

技术领域

本发明涉及康复医疗器械技术领域，具体涉及一种坐卧式下肢康复机器人。

背景技术

脊髓损伤和中风是导致神经系统损伤并进而导致瘫痪的两大主要原因，神经系统损伤之后适当的康复训练可以减轻或避免残疾。根据神经系统可塑性原理，目前临床上常用的治疗方法包括物理疗法、作业疗法、运动疗法等，然而，国内绝大多数康复医院仍然借助于人工或简单的被动康复医疗设备进行以上治疗，不仅康复效率低下，而且治疗师的劳动强度大，限制了患者的训练时间。利用康复机器人技术进行主动康复训练是康复领域未来的发展趋势，尽管国内很多研究机构已相继研究了各种类型的康复机器人，但大多数机器人仍然只能进行被动训练或简单的主动训练。

利用生物电信号对患者的运动意图进行模式识别，并根据识别结果完成对机器人相应动作的控制是康复机器人研究的一个热点方向，然而这种方式只能对特定的几种运动模式进行控制，不能实时激发患者的主动运动愿望。另外，利用低频电流刺激失去神经控制的肌肉的功能性电刺激疗法，可以使肌肉收缩，然而这种方法仍然是在患者保持静止状态下进行的，具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于为脊髓损伤或中风患者提供一种坐卧式下肢康复机器人，能够集被动训练、助力训练和主动训练为一体的辅助或者进行康复训练，以适应不同的患者或不同的康复阶段，从而提高患者的积极性，并改善其康复进程。

本发明提出的一种坐卧式下肢康复机器人，其特征在于，该机器人包括：座椅7、两条机械臂3、主工控箱2、人机交互界面1、电刺激手握开关4、多个电刺激电极片5、多个肌电信号采集电极片6、功能性电刺激和肌电信号采集工控箱8，其中，

每条机械臂3有三个关节，分别对应人体下肢的髋、膝、踝三个关节；

所述主工控箱2用以控制机器人各关节的运动、电刺激的强度以及采集机器人相关的传感信息，包括关节角度信号和肌电信号；

所述人机交互界面1用于供用户输入、选择运动参数、对康复训练进行智能监控和数据管理；

所述电刺激手握开关4用以控制电刺激信号的通断；

所述功能性电刺激和肌电信号采集工控箱8安装在靠近人体下肢的座椅7的下部，以方便其输出部件和输入部件与人体肌肉进行连接，所述输出部件为所述电刺激电极片5，所述输入部件为所述肌电信号采集电极片6，所述功能性电刺激和肌电信号采集工控箱8用以接收来自主工控箱2的电刺激强度控制指令和肌电信号采集指令、解析主工控箱2的指令并控制电刺激脉冲的输出，同时对通过肌电信号采集电极片6实时采集得到的肌电信号进行处理，然后将经过处理后的肌电信号传送给主工控箱2；

所述电刺激电极片5和肌电信号采集电极片6均粘贴在需要训练的肌肉的肌腹位置上，分别用来对肌肉进行电刺激和采集相应肌肉的肌电信号。

本发明所涉及的坐卧式下肢康复机器人能够提供被动训练、助力训练、主动训练多种康复训练模式，有机地结合了物理疗法、作业疗法和运动疗法的特点，具有表面肌电信号信号采集和功能性电刺激功能，解决了现有技术只能进行被动训练的缺点，能极大程度地提高患者主动参与的积极性，并改善其康复进程。

附图说明

图1是根据本发明实施例的坐卧式下肢康复机器人的结构图；

图2是根据本发明实施例的电气控制系统总体结构框图；

图3是本发明利用康复机器人辅助患者进行被动训练的控制方法流程图；

图4是本发明利用康复机器人对患者进行助力训练的控制方法流程图；

图5是本发明利用康复机器人对患者进行主动训练的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1是根据本发明实施例的坐卧式下肢康复机器人的结构图，如图1所示，本发明的坐卧式下肢康复机器人由机械本体和电气控制系统两部分组成，其中，机械本体包括座椅7和两条机械臂3，每条机械臂3有三个自由度(关节)，分别对应人体下肢的髋、膝、踝三个关节，所述机械臂的自由度也称为机器人的关节或是机械臂的关节；电气控制系统包括主工控箱2、人机交互界面1、电刺激手握开关4、多个电刺激电极片5、多个肌电信号采集电极片6、功能性电刺激和肌电信号采集工控箱8。

所述人机交互界面1进一步为触摸屏，用于供用户输入、选择运动参数、对康复训练进行智能监控和数据管理；