[发明专利]一种截瘫患者康复训练机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种截瘫患者康复训练机器人，属于康复医疗器械技术领域。

背景技术

康复工程(rehabilitation engineering)是工程学在康复医学临床中的应用，是利用工程学的原理和手段，在对人体所丧失的功能进行全面的评定后，通过代偿或补偿的方法来矫治畸形、弥补功能缺陷和预防功能进一步退化，使患者能最大限度地实现生活自理和回归社会。康复医疗的服务对象并不局限于残疾人，因为有些功能障碍经过康复治疗能够得到恢复，及时的康复治疗可以大大降低残疾人的数量，是残疾预防的重要途径^[1]。

据统计，目前我国截瘫患者有数百万人，每年有大约12万人罹患因脊髓完全或者部分截断造成的截瘫(美国每年约有2万人)。随着工业与交通日益发达，尽管采取了各种安全防护措施，虽能降低工伤和车祸的发生率，但工伤和车祸导致截瘫的绝对人数肯定比以往增多。这部分残疾人迫切需要积极的康复治疗。医学理论和临床医学证明，这类患者除了早期的手术治疗和必要的药物治疗外，正确的、科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用。目前对神经系统伤病所致肢体功能障碍的康复治疗主要依赖于治疗师一对一的徒手训练，难以实现高强度、有针对性和重复性的康复训练要求，特别是在国外，人工训练的成本很高^[3]。因此，寻求高效低成本的康复手段，缩短病程，提高疗效，对促进患者功能障碍早日康复、提高其自身生活质量、减轻社会负担具有重要的实际意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种截瘫患者康复训练机器人，采用如下技术方案：

一种截瘫患者康复训练机器人，包括机械连杆、伺服驱动系统、运动控制模块，其中机械连杆包括小腿机构、大腿机构和胸部机构；所述小腿机构、大腿机构和胸部机构通过关节连接，使用时穿戴在患者身上，伺服驱动系统在运动控制模块的控制下驱动连杆小腿机构、大腿机构和胸部机构，完成训练运动，其中所述运动控制模块包括康复训练单元和助行单元；康复训练单元包括坐起子单元、坐下子单元、站立子单元、原地踏步子单元、单步步行子单元；所述助行单元包括行走子单元、上下台阶子单元。

所述的截瘫患者康复训练机器人，所述坐起子单元控制流程为：首先胸部机构前倾α₁-α₂度，小腿机构后倾90-α₃度；接着大腿机构前倾α₇-α₅度，胸部机构后倾α₆-α₂度；最后胸部机构后倾α₈-α₆度，小腿机构前倾90-α₃度完成坐起动作。

所述的截瘫患者康复训练机器人，所述坐下子单元控制流程为：首先胸部机构前倾(β₁-β₂)度，然后胸部机构前倾(β₂-β₆)度，同时大腿机构后倾(β₃-β₇)度，胸部机构后倾(β₈-β₆)度，完成坐下动作。

所述的截瘫患者康复训练机器人，所述单步步行运动子单元的控制流程为：1)、右大腿机构前倾λ1度，右小腿机构后倾λ2度；2)、接着左大腿机构前倾λ3度，右大腿机构后倾(λ1-λ4)度，右小腿机构前倾λ2度；3)、左大腿机构前倾(λ1+λ3)度，左小腿机构前倾λ2度；4)、左大腿机构前倾λ1度，右大腿机构后倾λ1-λ4)度，右小腿机构后倾λ2度。

所述的截瘫患者康复训练机器人，所述原地踏步运动子单元的控制流程为：1)、右大腿机构前倾ε₁度，右小腿机构后倾ε₂度；2)、右大腿机构后倾ε₁度，右小腿机构前倾ε₂度；3)、左大腿机构前倾ε₁度，左小腿机构后倾ε₂度；4)、左大腿机构后倾ε₁度，左小腿机构前倾ε₂度。