[发明专利]一种面向步态和平衡康复训练的串并混联系统

说明书

本发明提供了一种面向步态和平衡康复训练的串并混联系统，包括外框架、步态轨迹发生单元和平衡控制单元；步态轨迹发生单元的个数为2个，关于矢状面对称安装在外框架两侧内壁上，包括复合连杆机构和驱动装置，驱动装置驱动复合连杆机构输出模拟人正常行走时的步态轨迹，提高了步态拟合的精准性；平衡控制单元的个数为2个，其三自由度并联机构包括固定平台、活动平台和伸缩推杆，固定平台固定在复合连杆机构的输出端，脚踏固定装置固定在活动平台上，伸缩推杆的个数至少为3个，分别支撑前脚掌两侧及足部的脚跟，伸缩推杆的两端分别与固定平台及活动平台铰接，通过调节各个伸缩推杆的长度，实现踝关节跖屈、背屈、内翻、外翻和旋转等训练要求。

技术领域

本发明涉及康复训练等技术领域，特别是涉及一种面向步态和平衡康复训练的串并混联系统。

背景技术

近年来，运动或者事故导致脊柱损伤、神经损伤、肌体损伤的案例不断增多，一些重残患者在术后出现下肢行走障碍甚至无法独立行走的问题。此外，受人口老龄化影响，老年人身体机能衰退，心脑血管疾病以及中枢神经系统疾病患者人数增加，尤其是帕金森、脑卒中、偏瘫等伴有下肢控制、调节障碍等疾病的患者。

现有医学研究已经证明，以上所述患者除了手术治疗和药物治疗外，科学的肢体康复训练对于患者运动功能、平衡功能也具有明显的改善作用。因此，协助患者完成大量重复性正确步态训练，有利于促进患者肢体机能复健，引导患者逐步建立正确的运动模式，进而恢复下肢平衡支撑，以及站立、行走的能力。对比机械性的重复某一训练动作，协助患者保持平衡并独自行走、躲避障碍的训练方法具有更好的疗效，而且在平地行走、坡地攀登、楼梯爬行等多种场景下的步态康复训练效果更为显著。

由于康复训练周期长，康复训练师工作强度大，为保证训练质量、减轻训练师工作压力，引入机器人辅助可以维持高密度长时间的康复训练，得到优于人力辅助或患者自行训练的效果。

多功能步态康复机弥补传统人工康复训练的不足，是针对运动神经系统疾病引起的步态异常患者进行步态康复训练的有效手段，多功能步态康复机主要有腿部驱动式和足部驱动式两种机构形式。腿部驱动式步态康复机通常采用外骨骼形式，其局限性在于机械关节的自由度比实际人体关节少，不能准确复现正常步态中的关节运动，并且存在佩戴不舒适的缺陷。足部驱动式步态康复训练机是通过运动足踏板带动患者的双足进行运动，进而连带患者的大、小腿产生运动。

现有的足部驱动式下肢康复机通常采用固定的机构实现类椭圆的运动轨迹，不能根据患者的身体情况及训练需求灵活地调整足部运动的轨迹，难以达到理想的康复效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种面向步态和平衡康复训练的串并混联系统，能够提高步态拟合的精度，还可以模拟在平地、楼梯、爬坡、沙地等多种地形下行走时的步态特点，进行多场景下的步态和平衡康复训练。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种面向步态和平衡康复训练的串并混联系统，包括外框架、步态轨迹发生单元和平衡控制单元；

所述步态轨迹发生单元的个数为2个，关于矢状面对称安装在所述外框架的两侧内壁上，所述步态轨迹发生单元包括复合连杆机构和驱动装置，所述复合连杆机构的输入端与所述驱动装置传动连接，所述驱动装置驱动所述复合连杆机构输出模拟人正常行走时的步态轨迹；

所述平衡控制单元的个数为2个，且与所述步态轨迹发生单元一一对应，包括三自由度并联机构和脚踏固定装置，所述三自由度并联机构包括固定平台、活动平台和伸缩推杆，所述固定平台固定在所述复合连杆机构的输出端，所述脚踏固定装置固定在所述活动平台的顶端，用于固定足部到所述活动平台上，所述伸缩推杆的个数至少为3个，分别支撑足部的前足掌两侧及足部的脚跟，所述伸缩推杆的两端分别与所述固定平台的顶端及所述活动平台的底端铰接。

在一个具体实施方案中，所述复合连杆机构包括第一连接板、第二连接板、第三连接板和连杆；