[发明专利]一种多轨迹膝关节康复训练机器人

说明书

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说是一种多轨迹膝关节康复训练机器人，设有底座，其特征在于该底座上设有支撑体、大腿托起机构、膝关节机构、小腿托起机构、脚托机构和动力驱动机构，通过采用上述结构组合，可完成膝关节术后康复训练的四种常规康复动作，解决了常规康复器械轨迹单一的问题；四种常规康复动作分别为：屈伸运动、弯腿屈膝、固踝屈伸、直腿抬高；并基于这四种常规动作衍生出的不同抬腿量、不同抬腿角度及动作的线性控制的多轨迹康复运动，具有结构简单、使用方便、康复效果好、有效避免术后膝关节功能障碍等后遗症的产生、促进病人的康复等优点。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说是一种结构简单、使用方便、康复效果好、有效避免术后膝关节功能障碍等后遗症的产生、促进病人的康复的多轨迹膝关节康复训练机器人。

背景技术

国内外现有的膝关节康复训练设备大体分为三种：

1、采用电机丝杠螺母的方式驱动的曲柄滑块机构：此种曲柄滑块机构的驱动方式，结构简单，重量轻。尽管此类产品具有结构简单、重量轻的优点，但是电机在启动、停止以及换向过程中的冲击力通过各刚性的连接件完全作用在患者的伤膝上容易对患者造成二次伤害；滑块推杆直接将推力传达至小腿部，易造成膝关节术后损伤，且运动方式单一，只能做屈腿伸腿动作，不能满足膝关节术后康复的需要。

此外，此类康复仪器不具有智能识别患者康复训练感觉的能力，在患者感觉到不适时仍按照预设程序进行动作而不能产生退让动作有效保护患者。

2、基于健康下肢驱动的膝关节康复设备：采用健康下肢驱动方式的膝关节康复训练装置可利用一侧健康的下肢带动另一侧受伤的下肢进行被动与主动训练,训练的角度范围与训练力的大小由患者主动控制。

此类的康复器虽然能够根据患者的意愿进行主动康复训练,但要求患者必须保证一侧下肢健康,因此在实际应用上受到一定的限制。

3、基于气动柔性驱动器的膝关节康复器械：气动柔性驱动器又称气动肌肉是一种以压缩空气驱动介质、以弹性橡胶管为驱动主体，并通过外部辅助结构限制弹性橡胶管按规律变形的新型执行器。气动肌肉的主体结构由橡胶管和套在其外面的纤维编织网组成，当气动肌肉充气时,橡胶管膨胀并和纤维网紧紧贴紧,从而将气体的压力传递给纤维网而转化为拉力。

此种康复器模仿人体下肢肌肉组织,在膝关节与踝关节分别采用两根气动人工肌肉代替人体肌肉,并采集人体生物电信号对气动人工肌肉进行控制。采用生物电技术使得康复训练过程能够由患者自主控制,然而该康复器结构复杂价格昂贵,且气动肌肉的收缩变形率较小，所能实现的训练角度也比较小，康复效果受到影响穿戴式结构也给患者使用造成一定的麻烦。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、康复效果好、有效避免术后膝关节功能障碍等后遗症的产生、促进病人的康复的多轨迹膝关节康复训练机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多轨迹膝关节康复训练机器人，设有底座，其特征在于该底座上设有支撑体、大腿托起机构、膝关节机构、小腿托起机构、脚托机构和动力驱动机构；

所述的支撑体设有两组，两组支撑体设在底座左右两侧并与底座固定连接，支撑体的上端与大腿托起机构相连接；

所述的大腿托起机构包括左支撑杆、铰接关节、右支撑杆和支撑布，左支撑杆和右支撑杆的前端经铰接关节与支撑体相铰接，左支撑杆和右支撑杆之间经支撑布相连接，左支撑杆和右支撑杆的后端分别经膝关节机构与小腿托起机构相连接；

所述的膝关节机构包括电机固定套、电机转动套、中空力矩电机，电机固定套、电机转动套分别与中空力矩电机中的固定模组和转动模组连接，所述的电机固定套分别与大腿托起机构中的左支撑杆和右支撑杆相连接，电机转动套与小腿托起机构相连接；