[发明专利]一种可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种康复装置，特别是涉及一种可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，用于协助下肢瘫痪行走和康复。

背景技术

据相关调查数据显示，目前世界上的截瘫用户人数逐年增多，不仅给用户造成较大的经济负担，同时也造成了一定的心理负担。因此，截瘫助行与康复已经成为一个日益严峻的社会问题。近年来，由于各种各样的原因(例如地震等自然灾害)，我国下肢瘫痪的人数已经达到了数十万。对于那些完全瘫痪的用户而言，纯粹的药物治疗和手术治疗无法使用户彻底康复，因此，需要借助康复工程的手段去改善或代替瘫痪病人失去的功能。

康复型外骨骼是一种穿戴在下肢，由电机关节带动下肢运动功能障碍用户相应关节运动，达到训练/代偿行走功能的机械装置。为了解决截瘫病人长期卧床或者坐轮椅引起的压疮和肌肉萎缩等疾病，帮助他们站立和行走，提高其生活质量，并减轻用户家庭和社会的经济负担，研究开发具有高科技含量和自主知识产权的康复型外骨骼和相应的协同外骨骼骼模式控制具有十分重要的实际意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，该装置使下肢重度瘫痪的用户重新用自己的双脚站起来，进行简单的散步，能帮助用户减缓腿部肌肉的萎缩。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，主要包括躯干支架、大腿支架、小腿支架、髋部电机、髋部电机角度传感器、膝部电机、膝部电机角度传感器、脚底压力传感器、躯干倾角传感器、控制模块、腕表、拐杖、拐杖触地压力传感器和脚部支撑板；其中，髋部电机包括左腿髋部电机和右腿髋部电机；髋部电机角度传感器包括左腿髋部电机角度传感器和右腿髋部电机角度传感器；膝部电机包括左腿膝部电机和右腿膝部电机；膝部电机角度传感器包括左腿膝部电机角度传感器和右腿膝部电机角度传感器；脚底压力传感器包括左脚脚底压力传感器和右脚脚底压力传感器；拐杖有两根，分别为左拐杖和右拐杖，触地压力传感器包括左拐杖触地压力传感器和右拐杖触地压力传感器；

所述躯干支架绑定在用户上身；大腿支架绑定在用户大腿上，小腿支架绑定在用户小腿上；脚部支撑板设置在用户脚底；躯干支架与大腿支架通过髋部电机连接；髋部电机的定子与躯干支架固定，髋部电机的转子与大腿支架固定；大腿支架与小腿支架分别膝部电机的定子和转子连接；小腿支架与脚部支撑板活动连接；脚部支撑板下安装了脚底压力传感器；

所述左腿髋部电机角度传感器和右腿髋部电机角度传感器分别设置在左腿髋部电机和右腿髋部电机上；左腿膝部电机角度传感器和右腿膝部电机角度传感器分别设置左腿膝部电机和右腿膝部电机上；左脚脚底压力传感器和右脚脚底压力传感器分别设置在左右两脚部支撑板上；左拐杖触地压力传感器和右拐杖触地压力传感器分别设置在左右两拐杖下端；躯干倾斜传感器安装在躯干支架上；

所述控制模块分别与腕表、髋部电机角度传感器、膝部电机角度传感器、脚底压力传感器、躯干倾斜传感器、拐杖触地压力传感器、髋部电机、膝部电机连接。

为进一步与实现本发明目的，优选地，所述髋部电机的定子与躯干支架通过螺丝固定，髋部电机的转子与大腿支架通过可拔插结构固定。

优选地，所述大腿支架与小腿支架分别膝部电机的定子和转子连接是指大腿支架与小腿支架通过膝部电机连接，其中膝部电机的定子与大腿支架通过螺丝固定，膝部电机的转子与小腿支架通过可拔插结构固定。

髋部电机、膝部电机的定子均通过螺丝固定在大腿支架上，髋部电机的转子与躯干支架通过可拔插结构连接，膝部电机的转子与小腿支架通过可拔插结构连接，使得穿戴过程极为便捷，只须先分别通过绑带佩戴好小腿支架、大腿支架以及躯干支架，然后通过可拔插结构将上述支架拼接起来即可使用，便于患者自行佩戴，整个佩戴过程不需要其他人的帮助。

躯干支架与大腿支架通过髋部电机连接；髋部电机的定子与大腿支架通过螺丝固定，髋部电机的转子与躯干支架通过可拔插结构连接；当髋部电机转动时，固定在定子上的大腿支架与连接在转子上的躯干支架被转动的电机带动并产生相对角度运动；髋部电机控制两者相对角度运动。

优选地，可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置还包括语音提示模块，语音提示模块与控制器连接。

优选地，所述控制模块分别与左腿髋部电机角度传感器、右腿髋部电机角度传感器、左腿膝部电机角度传感器、右腿膝部电机角度传感器、左脚脚底压力传感器、右脚脚底压力传感器、左拐杖触地压力传感器、右拐杖触地压力传感器、左腿髋部电机、右腿髋部电机、左腿膝部电机和右腿膝部电机连接。