[发明专利]一种可穿戴康复助力柔性气动关节

说明书

本发明公开了一种可穿戴康复助力柔性气动关节，包括驱动气囊、控制单元和驱动单元；驱动气囊包括气囊底盘、气囊骨架、气囊布和气囊束带；控制单元包括惯性传感芯片、压力传感芯片和上位机；惯性传感芯片和压力传感芯片均集成了微处理器与无线通信模块，能将数据信息进行实时处理，并根据预设程序将控制指令无线传输给上位机，由上位机对驱动单元进行控制，从而控制柔性关节进行屈伸动作；惯性传感芯片固连在驱动气囊外侧用于采集患者的肢体运动信息并进行运算处理；压力传感芯片固连在驱动气囊外侧用于检测患者肢体表面所受到柔性关节力的大小；驱动单元包括气泵、真空泵、第一、二过滤器、第一、二二位一通电磁阀、电磁节流阀和溢流阀。

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域，尤其涉及一种可穿戴康复助力柔性气动关节。

背景技术

现代康复医学工程快速发展，相关理论与实践证明，对于脑卒中等神经系统损伤疾病引起的肢体运动功能障碍可以通过正确的肢体训练进行康复。康复机器人可以辅助患者完成康复训练，大大缓解了康复治疗医师的工作强度。

在肢体运动功能障碍患者康复的前期，主要进行肢体大关节单一自由度的反复活动训练，如反复抬腿、展臂和抬肘等，若采用常规康复训练方法，医师工作强度较高，所以在该康复训练阶段多采用康复机器人对患者进行助力，完成相应的大关节反复活动。

当前大多可穿戴康复助力机器人采用金属骨架支撑，体积、质量较大且机构复杂，导致患者不易穿戴康复器械，且直接驱动金属骨架带动人体关节运动属于刚性驱动，严重影响训练舒适度；目前康复机器人驱动上、下肢各处大关节的方式多为电机、液压推杆和气动推杆等，控制柔性较差，容易对患者产生二次伤害，影响康复效率。

发明内容

本发明提供一种可穿戴康复助力柔性气动关节，能够驱动人体上、下肢各处大关节动作，为患者康复训练进行柔性助力。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可穿戴康复助力柔性气动关节，包括驱动气囊、控制单元和驱动单元；

所述驱动气囊包括气囊底盘、气囊骨架、气囊布和气囊束带；所述气囊骨架包括数个П型筋，其底部两侧依次插在气囊底盘上的安装孔中，П型筋可以绕安装孔转动，数个П型筋呈扇形展开；所述气囊布包裹在气囊骨架和气囊底盘外面，并且每个П型筋均与接触处的气囊布相固连；在所述驱动气囊下部的中心位置设有气孔，所述气囊束带设置在所述驱动气囊两端面；

所述控制单元包括惯性传感芯片、压力传感芯片和上位机；所述惯性传感芯片和所述压力传感芯片均集成了微处理器与无线通信模块，能将采集和检测的数据信息进行实时处理，并根据预设程序将控制指令无线传输给所述上位机，由所述上位机对驱动单元进行控制；所述惯性传感芯片固连在所述驱动气囊外侧用于采集患者的肢体运动信息并进行运算处理，并根据此信息来控制柔性关节进行屈伸动作；所述压力传感芯片固连在所述驱动气囊外侧用于检测患者肢体表面所受到柔性关节力的大小，防止因患者肢体受力过大而导致二次伤害；

所述驱动单元包括气泵、真空泵、第一过滤器、第一二位一通电磁阀、第二过滤器、第二二位一通电磁阀、电磁节流阀和溢流阀；气泵依次连接第一过滤器和第一二位一通电磁阀；真空泵依次连接第二过滤器和第二二位一通电磁阀；第一二位一通电磁阀与第二二位一通电磁阀并联连接后依次连接电磁节流阀和溢流阀，然后通过气动管路与所述驱动气囊的气孔连接，所有连接均为气密性连接；所述上位机及其他元件集成在所述可穿戴康复助力柔性气动关节外接的驱动与控制平台上。

由于采用上述技术方案，本发明提供的一种可穿戴康复助力柔性气动关节，与现有技术相比具有这样的有益效果：

⑴采用气动方法，实现对可穿戴康复训练设备的柔性控制，避免使用时对患者产生二次伤害；

⑵采用柔性材料作为接触人体的主要材料，增加了患者进行康复训练舒适度，进一步避免了二次伤害；