[发明专利]一种减重步行康复训练机器人

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种减重步行康复训练机器人。 

背景技术

减重步行训练(partial body weight support training，PBWST)是20世纪80年代后期融合运动疗法和神经促进技术而出现的康复训练方法，它利用悬吊装置减少体重对患肢的负荷，使支撑能力不足的患者能进行步行训练，由医用跑台带动患者下意识地迈步，可以激活运动皮质和脊髓节律性运动中枢，促进行走功能的恢复。目前PBWST已成为临床常用的治疗手段，被广泛用于脑外伤、脑瘫、帕金森氏病等上下神经元性病变以及下肢骨折、关节成形术后、假肢安装者的康复训练，PBWST使用时通常需要3名治疗师，一名负责支撑患者腰部，两名帮助患者屈膝。 

减重步行训练康复机器人是由外骨骼双足步行机械发展而来的，可以分为外骨骼机械腿和牵引机械手两种结构形式。 

外骨骼机械腿由髋关节、膝关节和大小腿组成。使用时，外骨骼机械腿穿戴在患者腿上，机械腿带动人腿摆动。瑞士HOCOMA医疗器械公司与瑞士苏黎士Balgrist医学院康复中心合作于1999年研制成功LOKOMAT减重步行训练康复机器人，2001年推向市场，这是至今唯一能够辅助下肢运动障碍患者在医用跑台上自主进行减重步行训练的产品。LOKOMAT采用电机驱动，4个电机分别安装在机械腿的髋支架和大腿腿杆上，各驱动一套丝杠螺母机构。通过丝杠推动大腿和小腿摆动，完成步行训练。LOKOMAT采用关节角度和人腿与机械腿之间的作用力作为反馈信号。浙江大学也发明了减重步行训练康 复机器人，在中国专利CN1973806中公开了多体位外骨骼下肢康复训练机器人，该机器人采用电机驱动，电机经过同步带驱动一套丝杠螺母机构推动大腿和小腿摆动。 

LOKOMAT和CN1973806中公开的多体位外骨骼下肢康复训练机器人都是采用电机带丝杠的驱动方式，以膝关节为例来进行说明，膝关节电机驱动的丝杠的两端分别与大小腿杆铰接。这种驱动方式的不足之处主要有：1)机构自锁，当切断电机电源后，人腿不能带动机械腿运动，也就是通常说的不具有反向驱动性，临床上要求这类康复训练机械装置要具有反向驱动性；2)电机的转动角度与大小腿转角的关系和铰接点的具体位置有关，需要进行换算，增加了控制的复杂性和引入误差的环节。为了解决这个问题本发明提出了采用电机经谐波减速器直接驱动的减重步行训练康复机器人。 

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种具有反向驱动性、控制精度更高减重步行康复训练机器人。 

为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种减重步行康复训练机器人，包括电动跑步机、部分减重支持系统和外骨骼机械腿及其随动支撑装置，所述外骨骼机械腿及其随动支撑装置进一步包括：支撑架，与所述电动跑步机的底座连接；门式支架组件，通过门闩、门轴与所述支撑架连接，用于训练者进出；背臀部支撑组件，与所述门式支架组件连接，用于支撑训练者的背臀部；机械腿组件，通过机械腿支座与所述背臀部支撑组件连接，所述机械腿组件包括膝关节驱动器，所述膝关节驱动器由电机经由谐波减速器减速后带动训练者小腿摆动。 

其中，所述门式支架组件进一步包括：平行四杆上臂、平行四杆下臂、背臀支撑架和门架组成一个平行四杆机构；平行四杆上臂通过门架上支座与门架铰接，且通过背臀支撑架上支座与背臀支撑架铰 接；平行四杆下臂通过门架下支座与门架铰接，且通过背臀支撑架下支座与背臀支撑架铰接；所述门架与所述支撑架连接。 

其中，所述门式支架组件还包括：在平行四杆上臂与门架之间设置有弹簧导杆，所述弹簧导杆上端通过平行四杆上臂支座与平行四杆上臂铰接，下端与安装在门架上的弹簧支座铰接； 

其中，所述弹簧导杆中间设置有弹簧，所述弹簧的上端顶在所述弹簧导杆凸起的台阶上，下端位于所述弹簧支座凹进的台阶上。 

其中，所述背臀部支撑组件进一步包括： 

第一背臀支座，安装有背垫，通过背支架滑座、背支架滑座压板和快拆安装在所述背臀支撑架上； 

第二背臀支座，安装有臀垫，通过臀支架滑座和快拆安装在所述背臀支撑架上。 

其中，所述背臀支撑架上设置有竖直方向的长方槽，所述背支架滑座安装在所述长方槽中。 

其中，所述第一背臀支座与所述背支架滑座为滑动连接；所述第二背臀支座与所述臀支架滑座为滑动连接。