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一种腰部康复机器人

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-14 12:08:01

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 张芳 | 2023-10-14 12:08:01

一种腰部康复机器人,其特征在于:包括行走支架(1)及可上下滑动连接于行走支架(1)腰部控制机构(3),所述行走支架(1)下方设有若干脚轮,所述腰部控制机构(3)通过调节支架(7)连接设置于腰部控制机构(3)上方的测力扶手(2),所述腰部控制机构(3)还通过绳索(9)连接于排绳装置(5),所述绳索还连接变刚度测力装置(6);

本发明公开了一种腰部康复机器人:包括行走支架及可上下滑动连接于行走支架腰部控制机构,行走支架下方设有若干脚轮,腰部控制机构通过调节支架连接设置于腰部控制机构上方的测力扶手,腰部控制机构还通过绳索连接于排绳装置,绳索还连接变刚度测力装置;腰部控制机构包括U型支架及用于驱动U型支架运动的腰部驱动机构。本发明的排绳装置、变刚度测力装置能够向整个腰部控制机构及测力扶手提供具备一定弹性的拉力,实现对患者减重大小的调整,柔顺驱动机构能够通过调节弹簧调节轴销相对于腰形孔的位置能够实现对滑动块不同弹性的调节,并使驱动固定板始终处于支架的中间位置,即为训练时腰部绕垂直轴转动提供不同程度的柔顺性。

目前针对下肢康复机器人的设计大部分都通过修正腿部步行动作来完成步态训练,部分通过外骨骼的方式强行对下肢进行约束以及驱动,而对人体训练过程的减重基本都采用上悬吊的方案,在这种方案下人体上半身收到向上的拉力以及下半身自身的重力,从而腰部附近将会形成僵直状态,而在这几种前提下训练的病人在训练过程中对于身体的掌控以及上身与下身的协调性都大大降低,只通过机器强硬的使人体完成标准的步态,训练过程中病人腰部的运动控制及辅助缺失,这恰恰与康复训练对于诱发病人身体主动恢复的治疗原理不符。

湖北文理学院(Hubei University of Arts and Science)是省属全日制普通本科高等院校,位于全国历史文化名城、湖北省域副中心城市—襄阳市,地处中华民族智慧化身诸葛亮的故居—古隆中。学校办学历史最早可以追溯到创办于1958年的襄阳师范专科学校;1966-1978年,武汉大学襄阳分校在此设立;1998年3月,襄阳师范高等专科学校、襄樊职业大学、襄樊教育学院合并组建襄樊学院;2000年7月,湖北省工艺美术学校整体并入;2012年2月,更名为湖北文理学院。截至2022年12月,学校设有二级学院18个,开设本科专业59个;拥有2个一级学科硕士学位授权点、11个硕士专业学位授权点;有教职工1675人,专任教师1168人;全日制在校生19000余人。

本发明所达到的有益效果:本发明的排绳装置、变刚度测力装置能够向整个腰部控制机构及测力扶手提供具备一定弹性的拉力,一方面提供减重系统的被动柔顺性,另一方面为主动减重训练提供力闭环反馈,实现对患者减重力大小的实时调整,从而实现系统的主/被动柔顺控制。腰部控制机构、测力扶手的整体高度可通过排绳装置收放卷的形式调节,主要满足患者下肢高度调整和人体重心上下运动调节的需求;再者,测力扶手相对于腰部控制机构之间的相对高度可通过调节支架进行调节,能够满足患者上身长度不同或对扶手高度有不同要求的使用需求。

本发明的柔顺驱动机构能够通过调节弹簧调节轴销相对于腰形孔的位置能够实现对滑动块不同弹性的调节,并使驱动固定板始终处于支架的中间位置,即为训练时腰部左右摆动提供不同程度的柔顺性。

本发明通过U型支架挂接训练裤的方式对患者的腰部进行支撑、运动控制和辅助训练,通过腰部控制机构为患者步态训练时提供辅助支撑,U型支架绕垂直轴的被动旋转实现对患者步行时腰部的扭转运动控制;U型支架绕矢状轴的转动由驱动电机控制,实现对患者腰部绕矢状轴转动的主动控制,可以在患者摔倒时对患者实现反向“搀扶”,有效防止患者摔倒;同时,通过柔顺驱动机构对U型支架驱动机构进行横向限制,并且该横向限制的刚性大小可通过柔顺驱动机构进行调节。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。