[发明专利]一种可移动式并联柔索驱动下肢康复机器人及其实施方法

说明书

本发明涉及一种可移动式并联柔索驱动下肢康复机器人及其实施方法。包括悬吊减重单元、拉力传感器、安全背带、安全扶手、弹簧、门栏、柔索驱动单元、万向从动轮、腿部穿戴装置、跑步机、后置驱动轮、柔索、支撑架、液晶显示屏。整体由支撑架构成桁架结构，上部悬吊减重单元通过柔索连接安全背带；患者腰部运动通过连接在左右四根竖梁及安全背带之间的四组弹簧约束；机器人前部安全扶手上方设液晶显示屏；患者及轮椅通过左侧门栏进出；每侧患肢矢状面对应位置四根横梁上装四组柔索驱动单元，通过柔索牵引腿部穿戴装置带动患肢实现康复训练；机器人底部前方装万向从动轮，后方装后置驱动轮。机器人可实现被动、助力及主动模式的步态训练及步行训练。

技术领域

本发明涉及一种医疗康复训练器械，特别涉及一种可移动式并联柔索驱动下肢康复机器人及其实施方法。

背景技术

随着社会的快速发展，人民的生活水平大幅提高，但自然灾害、事故、疾病等突发灾难又大大降低了人们的生活质量。虽然现代医疗技术能够最大程度地降低灾后的死亡率，但突发灾难导致的肢体运动功能障碍，尤其是下肢障碍，会严重影响患者此后的生活。研究表明，正确、科学的运动康复训练对于患者运动功能恢复起重要作用。机器人能长时间重复繁杂的训练动作，成本低、效率高，稳定可靠，通过机器人实现下肢康复训练具有独特优势，临床上已逐渐得到认可。随着我国社会老龄化程度的加剧以及对残疾人康复事业的日渐重视，同时在《中国制造2025》规划的指示下，康复机器人将获得巨大的发展机遇和空间。

下肢康复机器人按构型可分为外骨骼式和踏板式两类。外骨骼式以开链串联机构或串并混联机构为主体，人机多处接触，机器人关节与下肢各关节对应，外骨骼与患肢协调运动实现训练。较为典型的产品有Lokomat、HAL、ReWalk等。该类机器人可实现单关节及多关节训练；患肢运动范围大，可实现多种形式的被动训练。然而适用范围受限，主动训练效果不理想。踏板式利用脚踏板带动足部模拟步行动作，下肢其他关节随动。如G-EO System、RT-600、ICARE等。该类机器人构型简洁，易于实现被动、助力及主动等模式的训练；人机单端接触，可实现人机的协调运动。但难以实现单关节训练且难以控制人机接触力；受构型限制，患肢的运动范围有限。

目前，低端下肢康复产品因简单廉价，临床应用最多，但功能单一，自动化水平低，费时费力，疗效不甚理想；高端产品国内研究起步晚，临床实践少，对进口依赖严重，成本高，难以普及。技术层面上，仍需加大投入，解决下肢康复机器人在构型设计、人-机协调性、减重/重力补偿、多模式康复训练等问题。相对于传统刚性串/并联机器人，并联柔索机器人工作空间大、刚度可调、负载自重比大、工作方式灵活，具有独特的综合性能优势。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种可移动式并联柔索驱动下肢康复机器人及其实施方法，可以协助不同康复阶段的患者开展主动模式、助力模式和被动模式的康复训练，为下肢残疾患者提供一种更加有效的康复装置及方法。

本发明提到的一种可移动式并联柔索驱动下肢康复机器人，包括悬吊减重单元(1)、拉力传感器(2)、安全背带(3)、安全扶手(4)、弹簧(5)、门栏(6)、柔索驱动单元(7)、万向从动轮(8)、腿部穿戴装置(9)、跑步机(10)、后置驱动轮(11)、柔索(12)、支撑架(13)、液晶显示屏(14)，整体是由支撑架(13)构成的桁架结构，悬吊减重单元(1)安装在机器人顶部并通过柔索与患者穿戴的安全背带(3)相连，在柔索上设有拉力传感器(2)，患者腰部运动通过连接在左右的四根竖梁及安全背带(3)之间的四组弹簧(5)约束，患者及轮椅通过左侧的门栏(6)进出，在每侧患肢矢状面对应位置的四根横梁上分别装有四组柔索驱动单元(7)，通过柔索(12)牵引腿部穿戴装置(9)带动患肢实现康复训练，机器人底部前方安装万向从动轮(8)，底部后方安装后置驱动轮(11)，机器人移动可实现患者在地面上的步行训练，机器人固定不动并与跑步机(10)配合可以实现患者的步态训练。