[发明专利]一种随动式下肢步态训练康复机器人系统

说明书

本发明公开了一种随动式下肢步态训练康复机器人系统，分为下肢可穿戴外骨骼机器人和随动机器人。整个系统包括随动机器人的两个平移自由度、两个垂直减重自由度和可穿戴机器人的双腿髋膝六个旋转自由度。下肢可穿戴外骨骼机器人固定在病人的下肢和腰部，根据患者的步态提供行走助力，帮助患者完成行走动作；随动机器人和下肢可穿戴外骨骼机器人相连，起到支撑患者和减重的作用，并且根据病人的行走实现相应的跟随移动。本发明主要针对性地解决中枢神经损伤后所导致的各种下肢运动功能障碍，为使用者提供安全化、长效化，大范围的步态训练并提高患者下肢康复训练的效率。

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域，特别涉及一种随动式下肢步态训练康复机器人系统。

背景技术

患脑卒中后出现步行功能障碍是脑卒中患者面临的主要问题之一，严重影响患者日常生活能力，对于神经受损导致的下肢残疾患者，及早介入康复治疗具有极为重要的意义，可通过肢体的持续主动训练来刺激中枢神经，即可达到促进受损神经的重组，从而实现神经康复治疗，大大减少肢体残疾的可能。

传统的人工手动康复训练，治疗师劳动强度大，训练强度、持续性、针对性难以保证。为了提高患者肢体的康复效率，迫切需要大量经济实用的可穿戴康复机器人满足社会需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种随动式下肢步态训练康复机器人系统，分为下肢可穿戴外骨骼机器人和随动机器人。整个系统包括随动机器人的两个平移自由度、两个垂直减重自由度和可穿戴机器人的双腿髋膝六个旋转自由度。下肢可穿戴外骨骼机器人固定在病人的下肢和腰部，根据患者的步态提供行走助力，帮助患者完成行走动作；随动机器人和下肢可穿戴外骨骼机器人相连，起到支撑患者和减重的作用，并且根据病人的行走实现相应的跟随移动。本发明主要针对性地解决中枢神经损伤后所导致的各种下肢运动功能障碍，为使用者提供安全化、长效化、大范围的步态训练并提高患者下肢康复训练的效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种随动式下肢步态训练康复机器人系统，包括连接的下肢可穿戴外骨骼机器人和随动机器人；

所述随动机器人包括支撑架及安装于其的行走机构和驱动机构。

优选的，所述支撑架高度可调。

优选的，所述行走机构包括固定于所述支撑架的万向轮。

优选的，所述驱动机构包括驱动轮、车轮驱动电机和联轴器；

所述车轮驱动电机固定于所述支撑架，所述车轮驱动电机通过所述联轴器与所述驱动轮连接。

优选的，所述下肢可穿戴外骨骼机器人通过安全绳和所述随动机器人连接。

优选的，所述随动机器人还包括双目摄像头和上位机，所述上位机能够根据所述双目摄像头拍摄的视频识别出使用者的身体轮廓并控制所述驱动机构驱使所述支撑架移动跟踪所述使用者。

优选的，所述下肢可穿戴外骨骼机器人包括：小腿外骨骼、膝关节、大腿外骨骼和上位机；

所述小腿外骨骼通过所述膝关节与所述大腿外骨骼相连，所述膝关节内含的小腿驱动电机能够带动所述小腿外骨骼和所述大腿外骨骼相连进行相对转动；

所述小腿外骨骼安装有小腿姿态传感器和小腿肌电仪，所述小腿姿态传感器能够可以测量使用者的小腿与竖直方向的实际夹角，所述小腿肌电仪能够根据所述使用者小腿的肌电信号预测使用者小腿运动的期望夹角，所述上位机能够根据所述实际夹角和所述期望夹角进行误差计算并向所述小腿驱动电机发送力矩补偿控制指令。

优选的，所述下肢可穿戴外骨骼机器人还包括：脚部外骨骼和踝关节；所述脚部外骨骼通过所述踝关节与所述小腿外骨骼连接；

所述脚部外骨骼的脚面板安装有足底力传感器。