[发明专利]一种串联弹性驱动可变阻尼的膝关节康复系统

说明书

本发明公开了一种串联弹性驱动可变阻尼的膝关节康复系统，包括是外骨骼腰部和腿部框架机构，所述是外骨骼腰部和腿部框架机构的腰部与腿部结合处设置有变位移式磁流体可变阻尼旋转关节和串联弹性驱动器，所述外骨骼腰部和腿部框架机构的腰部上方设置有可升降扶手式康复轮椅，外骨骼腰部和腿部框架机构的腿部底部设置有足部模块，所述可升降扶手式康复轮椅上安装有康复系统的硬件控制箱；所述变位移式磁流体可变阻尼旋转关节包括定子导磁片模块和转子导磁片模块，所述串联弹性驱动器和磁流变阻尼器并联设置。本发明能够实现精准的康复运动参数。精确力控，灵活跟随运动，增加穿戴者的舒适性。

技术领域

本发明涉及膝关节康复装置技术领域，具体涉及一种串联弹性驱动可变阻尼的膝关节康复系统。

背景技术

进行膝关节置换手术之后，患者常用被动的康复训练装置来进行膝关节屈伸运动训练以及下肢的肌力训练，以达到膝关节功能恢复的目的，而目前，被动的康复训练装置结构比较简单，训练模式比较单一，康复效率也比较低。

对于康复装置进行训练的方式，一般是卧姿和站姿，卧姿训练的负荷较小，康复的效果较差；站姿训练的负荷较大，但这对于行动不变患者进行站姿训练有较大的挑战。

动力关节康复训练装置相比于被动式的功能要更有前景，可以在病人不同的康复阶段实现不同的训练模式。传统的外骨骼动力关节刚性大，不柔顺，限制了穿戴者的灵活性和舒适度，表现为穿戴舒适性差，且不能抵抗冲击。关节的阻尼参数不可调节，这对于不同阶段患者的训练目标难以精细化，甚至会造成意外伤害。

足部外骨骼的一部分，传统的外骨骼足部多数设计为简单的一体式刚性结构，对足部的踝关节和趾关节部位缺少针对性设计，忽略了人体穿戴外骨骼运动时的灵活性和舒适度。且对于交互传感器的集成度不高，机电结构不紧凑，使得体积庞大。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种串联弹性驱动可变阻尼的膝关节康复系统，解决了现有的膝关节康复系统中只能保持一种训练姿态、膝关节和踝关节机构的机电结构紧凑化低、人机交互不柔顺、力的交互舒适性差、不能调节关节阻尼、限制了人体腿部正常运动的自由度的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种串联弹性驱动可变阻尼的膝关节康复系统，包括外骨骼腰部和腿部框架机构3，所述是外骨骼腰部和腿部框架机构3的腰部与腿部结合处设置有变位移式磁流体可变阻尼旋转关节2和串联弹性驱动器4，所述外骨骼腰部和腿部框架机构3的腰部上方设置有可升降扶手式康复轮椅1，外骨骼腰部和腿部框架机构3的腿部底部设置有足部模块5，所述可升降扶手式康复轮椅1上安装有康复系统的硬件控制箱6；所述变位移式磁流体可变阻尼旋转关节2包括定子导磁片模块和转子导磁片模块，所述串联弹性驱动器4和磁流变阻尼器2并联设置。

所述可升降扶手式康复轮椅1的侧面安装有升降电机101，升降电机101与升降电机转接板102连接，升降电机101与升降丝杆106同轴连接并穿过丝杆光轴固定座103和丝杆光轴限位块107，滑行光轴105与升降丝杆106平行排布，两端分别与丝杆光轴固定座103和丝杆光轴限位块107固定，螺母滑块104同时和滑行光轴105和升降丝杆106配合安装，螺母滑块104可在升降电机101的驱动下沿滑行光轴105前后滑动，支撑连杆109和支撑连杆117的一端分别与连杆座110和连杆座108连接，另一端分别与工字型连杆118的两端连接。