[发明专利]一种磁流变力反馈式下肢主被动康复训练装置

说明书

本发明公开了一种磁流变力反馈式下肢主被动康复训练装置及控制方法，包括左下肢装置和右下肢装置，所述左下肢装置和右下肢装置为镜像对称结构，所述左下肢装置包括大腿机构、膝关节机构和小腿支撑机构，所述膝关节机构包括旋转型磁流变阻尼器和膝关节驱动机构。下肢被动康复训练时，第一螺旋推杆装置、膝关节驱动机构和第二螺旋推杆装置得电并分别带动人体大腿髋关节、膝关节和踝关节做被动运动；下肢主动康复训练时，第一直线型磁流变阻尼器、旋转型磁流变阻尼器和第二直线型磁流变阻尼器得电并给人体大腿髋关节、膝关节和踝关节做主动运动增加阻力。本发明满足康复训练者的两只腿同时进行主被动康复训练的要求，缩短了康复周期。

技术领域

本发明涉及人体下肢康复训练装置领域，具体涉及一种磁流变力反馈式下肢主被动康复训练装置及控制方法。

背景技术

随着我国人口老龄化的加剧，血管疾病或神经系统疾病造成患者肢体运动功能障碍从而引发偏瘫的人数不断增多；随着经济发展和人民生活水平的提高，交通运输工具不断增多，因交通事故造成的神经损伤或肢体损伤而不能正常行走的人数也不断增多；同时随着我国运动健身的人数日渐增长，因运动健身而造成的下肢受伤的人也越来越多。在康复治疗过程中，改善患者的行走能力，提高生活自理能力，是治疗研究的重要方向，因此在下肢损伤患者日趋增高的情况下，对于下肢的康复研究显得尤为重要。

下肢康复训练装置是康复训练机器人中的一种，它可以模拟正常人的行走姿势，并且可以承担一部分人体的重量，对下肢有运动障碍的病人可以进行有效的下肢康复训练，尽管目前国际上康复机器人的研发覆盖了包括手部康复机器人，上肢康复机器人，踝部康复机器人以及下肢康复机器人在内的众多领域，但恢复独立行走能力仍是康复治疗努力的首要目标。

下肢康复训练装置的历史尚短，但最近发展迅速。目前已有的众多装置包括脚部穿戴底板、踝关节装置、小腿长度可调连接机构、膝关节驱动装置、大腿长度可调连接机构、髋关节驱动装置和腰部装置。纵观现有的下肢康复训练装置大多存在下列缺陷和不足：(1)现有的装置都是仅仅是用电机或电气驱动，稳定性和安全性较差，一旦出现故障容易对下肢造成二次伤害；(2)缺乏反馈调节装置，无法对不同恢复状况的病人进行针对性的治疗；(3)现有的下肢康复装置多为单一的训练方法，单主动或单被动较多，主/被动结合的较少。

发明内容

针对现有技术的缺陷与改进需求，本发明提供了一种磁流变阻尼器力反馈式下肢主被动康复训练装置及控制方法，以满足下肢受伤患者的主被动康复训练的要求。

一种磁流变力反馈式下肢主被动康复训练装置及控制方法，包括左下肢装置和右下肢装置，所述左下肢装置和右下肢装置为镜像对称结构，所述左下肢装置包括大腿机构1、膝关节机构和小腿支撑机构4，所述膝关节机构包括旋转型磁流变阻尼器2、膝关节板26和膝关节驱动机构3。

所述大腿机构1包括腰部固定环11、两套第一螺旋推杆装置12、两套第一直线型磁流变阻尼器13、大腿固定环14和大腿外侧支架15，所述腰部固定环11固定绑扎在人体腰部位置，所述大腿固定环14固定绑扎在人体大腿中间部位，腰部固定环11与大腿固定环14之间且位于人体大腿的左右两侧分别连接一套第一螺旋推杆装置12和一套第一直线型磁流变阻尼器13。

所述膝关节板26的左右两侧分别连接外侧连接板262、内侧连接板261的下端，所述内侧连接板261的上端连接旋转型磁流变阻尼器2，所述旋转型磁流变阻尼器2通过大腿内侧支架25与大腿固定环14右侧连接，所述外侧连接板262的上端连接膝关节驱动机构3，所述膝关节驱动机构3通过大腿外侧支架15与腰部固定环11连接。

所述小腿支撑机构4包括两套第二螺旋推杆装置41、两套第二直线型磁流变阻尼器42、小腿支撑杆43、小腿固定环431和脚板总成44，所述膝关节板26与脚板总成44之间且位于人体小腿的左右两侧分别连接一套第二螺旋推杆装置41和一套第二直线型磁流变阻尼器42，脚板总成44的脚跟处通过小腿支撑杆43与膝关节板26连接，小腿固定环431固定在小腿支撑杆43上。