[发明专利]一种针对偏瘫患者的轻质可穿戴下肢康复助行外骨骼

说明书

本发明公开了一种针对偏瘫患者的轻质可穿戴下肢康复助行外骨骼，包括腰部支撑机构和两组下肢驱动机构，两组下肢驱动机构对称设置在腰部支撑机构两侧，腰部支撑机构固定在偏瘫患者腰部，两组下肢驱动机构对称位于偏瘫患者的腿部外侧，下肢驱动机构包括自上向下依次串联的髋关节驱动机构、大腿支撑机构、膝关节驱动机构、小腿支撑机构、足底机构。本发明采取轻量化设计，体积小、质量轻、成本低，穿戴方便，人机接口舒适，具有关节保护功能，可用于偏瘫患者的康复治疗及助力行走，使患者能在外骨骼的辅助下逐渐恢复正常行走能力。

技术领域

本发明属于医疗辅助器械领域，具体涉及一种针对偏瘫患者的轻质可穿戴下肢康复助行外骨骼。

背景技术

人体外骨骼的研究最早起源于军事应用中的单兵负重需求,即助力方面的需求。随着我国进入老龄化社会,因心脑血管疾病出现偏瘫的中老年患者不断增多,患者除了必要的手术治疗和药物治疗外，科学的康复训练对于肢体运动功能恢复十分重要，而下肢助力外骨骼也可成为偏瘫患者的康复训练器及辅助行走装置。

传统的康复机械依靠悬挂系统减轻患者自重，再搭配运动跑台使患者原地行走，患者得不到空间上的视觉反馈，不利于提高平衡能力；悬挂系统易摩擦患者皮肤，悬吊产生的勒紧感也使患者不适；并且这类机械为了增加悬挂系统的稳定性往往底盘笨重庞大。现有的偏瘫康复外骨骼有些为单腿结构，此方案虽能缩小体积降低成本，但这种结构不能为患者提供对称性康复训练模式，不利于提高下肢步态同步性。并且一些康复助行外骨骼机器人的髋关节及膝关节处都没有设置限位结构，不能防止外骨骼转动角度超过人体极限的意外情况发生，容易对人体造成伤害；且其腰部尺寸不可调节，腿部长度也不可连续调节，不能适应不同体型的人。此外，现在较多外骨骼选择使用肌电传感器，肌电传感器虽能快速感知穿戴者运动意图，但肌电传感器使用时必须紧贴皮肤，不能有衣物的阻隔，这将造成穿戴不便；且穿戴者产生的汗液易干扰信号采集，也易使传感器掉落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对偏瘫患者的轻质可穿戴下肢康复助行外骨骼。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种针对偏瘫患者的轻质可穿戴下肢康复助行外骨骼，包括腰部支撑机构和两组下肢驱动机构，两组下肢驱动机构对称设置在腰部支撑机构两侧，腰部支撑机构固定在偏瘫患者腰部，两组下肢驱动机构对称位于偏瘫患者的腿部外侧，下肢驱动机构包括自上向下依次串联的髋关节驱动机构、大腿支撑机构、膝关节驱动机构、小腿支撑机构、足底机构。

腰部支撑机构包括腰部护具和两根腰部刚性支撑杆；两根腰部刚性支撑杆对称固定在腰部护具两侧，腰部刚性支撑杆上设有一个髋关节驱动机构。

髋关节驱动机构包括第一限位端盖、第一柔轮法兰、第一联轴器、第一刚轮法兰、第一谐波减速器、第一电机法兰和第一电机；其中第一限位端盖、第一柔轮法兰、第一刚轮法兰、第一谐波减速器、第一电机法兰和第一电机依次设置；第一电机与第一电机法兰连接；第一电机的电机轴与第一谐波减速器的波发生器通过第一联轴器连接；第一电机法兰、第一刚轮法兰分别与第一谐波减速器的刚轮连接固定；第一柔轮法兰与第一谐波减速器的柔轮连接，第一限位端盖与第一刚轮法兰连接；腰部刚性支撑杆底端与第一刚轮法兰顶端连接，实现腰部支撑机构与髋关节驱动机构的连接；第一柔轮法兰底端和大腿支撑机构连接。

大腿支撑机构包括大腿滑槽支撑杆、大腿护具和大腿刚性支撑杆；大腿滑槽支撑杆顶端与第一柔轮法兰固连，实现髋关节驱动机构与大腿支撑机构的连接；大腿滑槽支撑杆底端与大腿刚性支撑杆固连；大腿护具设置在大腿刚性支撑杆内侧，且两者固连；大腿刚性支撑杆底端固连膝关节驱动机构。