[发明专利]脑卒中偏瘫患者辅助康复训练机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种康复训练机器人，具体涉及一种脑卒中偏瘫患者辅助康复训练机器人，属于康复机器人技术领域。

背景技术

康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点。目前，康复机器人已经广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展，也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。目前，康复机器人的研究主要集中在康复机械手、医院机器人系统、智能轮椅、假肢和康复治疗机器人等几个方面。

在研发过程中，现有康复机器人具有以下缺点：

功能单一：现有康复机器人往往不能满足患者休息需要。

不具有立体封闭结构：虽然现有康复机器人也具有防摔功能。

现有康复机器人所检测患者上肢作用力不能很好的反应患者的运动状态，由于偏瘫患者所固有的病态运动特点，重心偏移，下肢无力，过度依赖上肢来支撑身体重量等，所以相对检测患者上肢作用力，检测腰部作用力能更准确的反应患者的运动状态。

成本高不利用推广：现有的康复机器人大都采用六维力传感器来检测患者行走时的作用力，六维力传感器价格相当昂贵。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种脑卒中偏瘫患者辅助康复训练机器人，能够满足脑卒中偏瘫患者康复训练的需求。

一种脑卒中偏瘫患者辅助康复训练机器人，该机器人包括上层扶手架、中层检测架、下层支撑架、移动底盘、转动副、锁紧扣、电动推杆、下层支撑杆、主动轮、从动轮、控制箱、可拆卸座椅、踏板、急停开关、显示屏、操作面板、拉力传感器、绳索和主动轮电机，外围设备为手机；

所述上层扶手架、中层检测架、下层支撑架和移动底盘均由U型架和开关架组成的环形结构，U型架的一端通过转动副与开关架相连，另一端通过锁紧扣与开关架配合；

安装关系：上层扶手架、中层检测架、下层支撑架和移动底盘在竖直方向上平行布置，且四个开关架的位置相对应，上层扶手架和中层检测架之间、中层检测架和下层支撑架之间均通过三根伸缩杆和一根电动推杆固连，下层支撑架和移动底盘之间通过下层支撑杆固连；

上层扶手架中U型架的外表面分别安装有急停开关、显示屏和控制面板，中层检测架上沿周向均布有四个拉力传感器，绳索一端固定在拉力传感器上，另一端为自由端，系于患者腰部检测患者行走时腰部的作用力，四个拉力传感器检测到的作用力合力方向为患者的移动方向，下层支撑架上安装可拆卸座椅；移动底盘上沿周向对称安装两个主动轮和两个从动轮，主动轮通过主动轮驱动电机驱动，移动底盘中U型架的外表面安装有控制箱，U型架上位于控制箱两侧上对称装有踏板；

控制箱分别与四个拉力传感器、驱动电机、伺服电机、急停开关、平板式微型计算机和控制面板连接，手机与控制箱通过蓝牙实现信息传输。

采用可移动脚踏板装置代替踏板，包括套筒和脚踏板，脚踏板上安装在套筒上，套筒能沿U型架滑动，其底部通过螺栓固定在U型架上。

所述的移动底盘中开关架上还安装有配重箱，且与控制箱位置相对称。

所述上层扶手架中U型架的底部安装有扶手板，且扶手板采用木质。

所述的控制箱包括可充电电源、数据采集板、DSP处理模块和速度采集板，可充电电源提供电源，数据采集板采集四个拉力传感器实时检测的拉力信息，并将拉力信息分别传输给显示屏显示和DSP处理模块处理；DSP处理模块接收拉力信息进行处理后，得到速度信息驱动电机运转；速度采集板采集电机速度信息，并分别反馈至DSP处理模块和显示屏显示，DSP处理模块将得到的反馈信息与输出信息进行比较得到最终需要的速度。

所述的DSP处理模块采用模糊导纳控制算法。

有益效果：

（1）本发明通过上层扶手架、中层检测架、下层支撑架、移动底盘这四层圆环封闭结构以及可拆卸座椅在偏瘫患者进行康复训练时，可以将偏瘫患者有效的保护在机构内，不至其跌倒在地，并通过电动推杆实现机器人高度可调，有效的适应的患者下肢高度不同，有效满足患者扶手高度不同的需求，且通过四个拉力传感器检测患者腰部的拉力，相对于人其他部位的作用力，腰部的拉力更能准确的反应人的运动状况，四个拉力传感器位置的分布有效的反应了拉力的大小和方向，通过控制箱内的DSP将拉力转化为速度控制机器人运动，使得机器人运动速度及方向与患者趋于一致。