[发明专利]截瘫患者康复训练机器人

说明书

技术领域

本发明属于康复医疗器械技术领域，具体涉及一种截瘫患者康复训练机器人。

背景技术

康复工程（rehabilitationengineering）是工程学在康复医疗临床中的应用，是利用工程学的原理和手段，在对人体丧失的功能进行全面的评定后，通过代偿和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，因为有些功能障碍通过康复治疗能够得到恢复，及时的康复治疗能够大大的降低残疾人的数量，是疾病预防发重要途径。

据统计，目前我国截瘫患者有数百万人，每年大约有12万人因脊柱完全或部分截断造成截瘫（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。这部分残疾人迫切的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是一对一的徒手训练，难以实现高精度有针对性和重复性康复训练的要求，特别是在国外，人工训练的成本很高。

康复事业在我国开展20年以来，得到康复者约为需要者的1/10.为此，国家提出2015年要实现使所以残疾人，人人享有康复服务的目标。要实现这个目标，必须加强康复医学建设与康复工程技术的发展。因此，寻求高效低成本的康复手段，缩短病程，提高疗效，对出尽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

本发明的目的是提供一种截瘫患者康复训练机器人，代替现有的一对一人员辅助康复训练。

本发明所采用的技术方案是：

截瘫患者康复训练机器人，其特征在于：

包括机械连杆、关节、伺服驱动系统、运动控制模块和电源；

机械连杆，自下而上包括两个小腿机构、两个大腿机构和一个胸部机构，依次通过关节连接，穿戴在患者身上；

伺服驱动系统，在运动控制模块的控制下，驱动小腿机构、大腿机构、胸部机构和关节的运动，通过调整各机构间的角度，完成训练动作；

运动控制模块，控制伺服驱动系统，从而驱动小腿机构、大腿机构、胸部机构和关节的运动，通过调整各机构间的角度，完成训练动作；

电源，为所有机构提供动力。

截瘫患者康复训练机器人的控制方法，其特征在于：

伺服驱动系统在运动控制模块的控制下，驱动小腿机构、大腿机构、胸部机构和关节的运动，通过调整各机构间的角度，完成训练动作；

所述训练动作包括康复训练动作和助行动作；

康复训练动作包括坐起、坐下、原地踏步、单步步行；

助行动作包括行走、上下台阶。

所述坐起动作的控制流程为：

（1）胸部机构前倾α₁-α₂，小腿机构后倾90°-α₃；

（2）大腿机构前倾α₇-α₃，胸部机构后倾α₆-α₂；

（3）胸部机构后倾α₈-α₆，小腿机构前倾180°-α₃，完成坐起动作；

其中：

α₁为坐下初始状态为大腿机构与胸部机构的夹角度数；

α₂为坐起第一步完成时大腿机构与胸部机构的夹角度数；

α₃为坐起第一步完成时大腿机构与小腿机构的夹角度数；

α₄为坐起动作过程中胸部机构与大腿机构的夹角度数；

α₅为坐起动作过程中大腿机构与小腿机构的夹角度数；

α₆为第二步完成时大腿机构与胸部机构的夹角度数；

α₇为第二步完成时大腿机构与小腿机构的夹角度数；

α₈为第三步完成时大腿机构与胸部机构的夹角度数。

所述坐下动作的控制流程为：

（1）胸部机构前倾β₁-β₂；