[发明专利]一种具有通信和自主导航移动功能的ICU病房卧式双侧脑瘫下肢康复机器人

权利要求书

1.本发明公开了一种具有通信和自主导航移动功能的ICU病房卧式双侧脑瘫下肢康复机器人，包括下肢康复外骨骼，人体体征数据采集模块，数据处理模块，运动控制模块，人机交互模块和自主导航移动底盘，其特征在于：所述康复机器人的下肢外骨骼是康复训练实施的基础，可固定患者的腿部进行康复训练，可调节外骨骼的长度，适应不同人腿的长短；机器人的下肢外骨骼存在升降模块，可根据康复病人病床高度升降，从而适应不同高度的病床；自主导航移动底盘设计有可伸入病床下方的加压装置，通过旋紧加压装置的旋钮，使其与病床可靠对接固定；所述人体体征数据采集模块包括光电脉搏传感器、血氧传感器、气体流量传感器及陀螺仪，用于获取并监控康复训练中病人的体征数据，如脉搏、心率、血压、血氧饱和度、肺活量、下肢各关节运动速度及加速度等各项病人的体征数据，并将数据传送至数据处理模块。

2.权利要求1所述的数据处理模块对接收的数据进行处理，给出患者腿部运动功能评测结果及相关运动数据，生成测评报告，并上传至云平台，云平台通过聚类分析生成个性化的治疗方案，也可将测评结果发送给医护人员，医护人员可设置康复训练模式与参数并生成控制指令，发送给运动控制模块。

3.权利要求1所述的运动控制模块包括stm32单片机、伺服电机及推杆电机，以临床步态分析数据作为下肢康复机器人运动控制基础，当受试者无法自主使机器人达到目标时，阻抗控制器可根据轨迹偏差程度提供相应的辅助转矩完成运动任务，当受试者可自主完成主动训练任务时，阻抗控制器不提供辅助力与阻力，使双下肢康复机器人实现主被动自适应的下肢协调康复训练。

4.权利要求1所述的人机交互模块包括显示器、手机APP及语音交互装置，显示器可实时显示腿部运动的跟踪数据、评测与康复训练情况；医生可通过手机APP查看云平台端的治疗方案、操纵所述机器人的移动、设置康复训练模式及参数、查看病人在训练过程中的各项身体状况；语音交互装置可使医生或患者通过语音来控制或调整机器人运动，使康复治疗过程更简单智能；所述显示器装有摄像头，可以将ICU病人的康复视频实时上传到指定APP，病人家属可以随时观看，并与病人视频通话，一方面可以减少病人家属对于病人的担忧，另一方面也可以避免ICU病人在康复过程中产生忧虑，避免病人在康复过程中产生心理压力。

5.权利要求1所述的自主导航移动底盘包括麦克纳姆轮、激光雷达、双目摄像机、超声波避障模块、自锁方向轮和GPS导航模块，其特征在于：当机器人收到移动信号后，采用GPS进行室外导航，室内导航时，采用双目相机采集到的图像信息与深度信息，将视觉里程计数据与底盘编码器数据通过卡尔曼滤波算法进行融合，运行ORB-SLAM算法进行地图构建；同时，在光照条件较差时，采用单线激光雷达运行gmapping算法构建地图，进而通过A*导航算法，进行自主导航；超声波避障模块安装在机器人四周围，当下肢康复机器人在运行方向上检测到行人或者其他障碍物时，机器人采取紧急停止措施，防止机器人在行走过程中撞到行人或者其他障碍物，直到雷达检测无障碍时，机器人继续前行，有效避免了所述康复机器人在移动过程中与楼道人员发生碰撞，提高机器人的自主移动能力。