[发明专利]随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统

说明书

本发明提供了一种随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，包括：柔性伺服牵引装置：钢丝绳、绳索牵引驱动电机、拉力传感器和牵引圆盘，绳索牵引驱动电机固定在随动机器人顶端，拉力传感器安装在钢丝绳上，钢丝绳一端连接绳索牵引驱动电机，钢丝绳另一端连接牵引圆盘；穿戴式紧身衣：固定钢环和穿戴织物；随动机器人：支撑架、电动推杆、万向轮、车轮驱动电机、输出轴、联轴器、驱动轮、驱动轮外壳、便携计算机、双目摄像头和电源，万向轮固定在支撑架的底部，车轮驱动电机固定在支撑架上，输出轴通过联轴器与驱动轮连接；驱动轮外壳固定在驱动轮的外侧，便携计算机和双目摄像头固定在支撑架上。本发明可以精确控制钢丝绳上的拉力大小。

技术领域

本发明涉及康复技术领域，具体地，涉及一种随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统。尤其地，涉及一种用于中风或脊髓损伤患者随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统。

背景技术

神经系统疾病后的步态康复需要重新平衡人体与重力之间的相互作用。重力辅助方法对于中风或脊髓损伤患者的步态康复极为重要，但这种恢复治疗手段却很少收到关注。部分体重支撑的步态康复治疗是该方法最常见的医学实践，目前，已经开发了各种类型的体重支撑系统，最常见的解决方案包括被动弹簧，配重机构和受力控制等，专利《一种下肢辅助康复机器人》让患者在跑步机上行走时提供向上的体重支撑，专利《包括用于用户的支撑系统的设备及其在重力辅助模式下的操作》采用导轨式体重支撑系统，即患者需要按照导轨的轨迹来行走。这些方法具有几个缺点。首先，跑步机皮带的运行状态决定了患者步行训练的运动步伐，而不同神经系统受损患者可能有不同的步态模式，这为他们的步态康复训练增加了挑战性条件。第二，跑步机或则导轨式的运行环境通常限于室内特定场合，完全不同于人们在各类环境中的日常步行环境，实际生活中的特定步态任务对于患者的步态康复至关重要。第三，仅提供垂直方向的力，尽管能够减轻患者腿部站立或行走的负担，但同时会阻碍站立或是步行过程，这是因为只提供垂直方向力，人会有自然的向后倾倒的趋势。第四，相比于跑步机环境、行为模式受限的训练，地面环境的步态康复训练更能激发人们的积极性，这对于患有神经系统疾病后的神经回路恢复至关重要。

专利文献CN106361543B(申请号：201611001529.0)公开了一种减重式步态康复训练机器人。本发明包括康复平台、智能减重装置、步态模拟发生装置；所述智能减重装置安装于康复平台的顶部，所述步态模拟发生装置安装于康复平台的底部并位于智能减重装置下方。本发明能实现主被动康复训练，用于脑瘫、中风等造成的步行障碍训练者的康复训练。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统。

根据本发明提供的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，包括：

柔性伺服牵引装置：钢丝绳、绳索牵引驱动电机、拉力传感器和牵引圆盘，所述绳索牵引驱动电机固定在随动机器人顶端，所述拉力传感器安装在所述钢丝绳上，所述钢丝绳一端连接所述绳索牵引驱动电机，所述钢丝绳另一端连接所述牵引圆盘，提供受试者多向力；

穿戴式紧身衣：固定钢环和穿戴织物；

随动机器人：支撑架、电动推杆、万向轮、车轮驱动电机、输出轴、联轴器、驱动轮、驱动轮外壳、便携计算机、双目摄像头和电源，所述万向轮固定在所述支撑架的底部，所述车轮驱动电机固定在所述支撑架上，所述输出轴通过联轴器与驱动轮连接；所述驱动轮外壳固定在驱动轮的外侧，所述便携计算机和双目摄像头固定在所述支撑架上。

优选地，根据绳索牵引驱动电机的转动改变钢丝绳的拉力；

所述绳索牵引驱动电机根据控制算法独立改变钢丝绳拉力；

所述绳索牵引驱动电机的个数为4个。

优选地，所述控制算法包括：