《一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人.pdf（6页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104083268 A (43)申请公布日 2014.10.08 C N 1 0 4 0 8 3 2 6 8 A (21)申请号 201410335941.0 (22)申请日 2014.07.15 A61H 1/02(2006.01) A61H 1/00(2006.01) A63B 23/04(2006.01) A63B 24/00(2006.01) (71)申请人西安唐城电子医疗设备研究所 地址 710071 陕西省西安市高新区沣惠南路 18号唐沣国际D座12层 (72)发明人王刚 冯晓明 李芳 马兆明 张红利 王建辉 (74)专利代理机构北京世誉鑫诚专利代理事务 。
2、所(普通合伙) 11368 代理人郭官厚 (54) 发明名称 一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人 (57) 摘要 本发明公开了一种穿戴式智能偏瘫下肢康复 训练机器人，自下而上依次包括脚托机构、腿部机 构和腰托机构，其特征在于：所述脚托机构包括 脚托，以及与脚托传动连接的脚踝机构；所述腿 部机构包括大腿连接板和小腿连接板，大腿连接 板和小腿连接板之间通过膝关节机构连接；所述 腰托机构包括腰托，腰托上设置有对称的腰托上 支架，并且腰托与大腿连接板之间设置有髋关节 机构；所述脚踝机构、膝关节机构和髋关节机构 共同连接一控制器，控制器连接有传感器检测系 统。本发明体积小穿戴使用方便，能够实现偏瘫患 。
3、者下肢的康复训练的需求，同时具有速度、步幅、 步频可调的特点，还具有训练数据采集、显示和记 录功能，具有康复评价及报告输出功能。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104083268 A CN 104083268 A 1/1页 2 1.一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，自下而上依次包括脚托机构、腿部机构 和腰托机构，其特征在于：所述脚托机构包括脚托，以及与脚托传动连接的脚踝机构；所述 腿部机构包括大腿连接板和小腿连接板，大腿连接板和小腿连接。
4、板之间通过膝关节机构连 接；所述腰托机构包括腰托，腰托上设置有对称的腰托上支架，并且腰托与大腿连接板之间 设置有髋关节机构； 所述脚托、大腿连接板、小腿连接板、腰托上分别设置有传感器，并且所有的传感器共 同连接一控制器，控制器连接脚踝机构、膝关节机构和髋关节机构。 2.根据权利要求1所述的穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述脚 踝机构包括连接在脚托与小腿连接板之间的踝关节，踝关节上设置有踝关节齿轮，踝关节 齿轮传动连接踝关节联动机构。 3.根据权利要求2所述的穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述踝 关节联动机构包括平行且固定连接在小腿连接板上的联动连杆，联动连杆的上。
5、部传动连接 膝关节机构，联动连杆的下部设置有脚踝联动齿条，脚踝联动齿条啮合踝关节齿轮。 4.根据权利要求3所述的穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述膝 关节机构包括设置在小腿连接板或者大腿连接板上的膝关节电机，膝关节电机传动连接有 设置在小腿连接板或者大腿连接板上的膝关节凸轮，膝关节凸轮传动连接联动连杆。 5.根据权利要求4所述的穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述大 腿连接板上设置有长度调节机构；所述长度调节机构包括设置在小腿连接板上端上的长度 调节板，以及设置在大腿连接板下端的调节固定板，长度调节板和调节固定板之间通过螺 栓连接。 6.根据权利要求5所述的穿戴式。
6、智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述髋 关节机构包括设置在腰托上支架上的髋关节电机，髋关节电机传动连接大腿连接板。 7.根据权利要求6所述的穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述腰 托与腰托上支架之间设置有腰围调节板。 8.根据权利要求7所述的穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述控 制器连接膝关节电机和髋关节电机。 9.根据权利要求8所述的穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，其特征在于：所述控 制器包括上位计算机和嵌入式计算机，嵌入式计算机连接传感器并通过无线或者有线的方 式连接上位计算机；所述脚托、大腿连接板、小腿连接板、腰托上的传感器分别包括肌力传 感器，肌。
7、电传感器，角度传感器、拉压力传感器和限位传感器。 权 利 要 求 书CN 104083268 A 1/3页 3 一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人 技术领域 0001 本发明属于康复用医疗设备领域，具体地说，涉及一种穿戴式智能偏瘫下肢康复 训练机器人。 背景技术 0002 行走是人类最基本的活动方式，也是保证人类独立自主生活的必备条件，当各种 因素神经系统或运动系统出现问题时，均会导致人体行走障碍甚至失去步行能力，严重影 响人体的正常生活。康复机器人，根据康复医学理论和人机合作机器人原理，通过一套计算 机控制下的行走状态控制系统，帮助患者肢体进行康复训练，通过主动训练、被动训练、阻 抗训练等。
8、模式，来达到增强患者肢体或某一个部位的能力、重建机体功能的目的。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训 练机器人，帮助患者肢体进行康复训练，通过主动训练、被动训练、阻抗训练等模式，来达到 增强患者肢体或某一个部位的能力、重建机体功能的目的。 0004 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是： 0005 一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，自下而上依次包括脚托机构、腿部机 构和腰托机构，其特征在于：所述脚托机构包括脚托，以及与脚托传动连接的脚踝机构；所 述腿部机构包括大腿连接板和小腿连接板，大腿连接板和小腿连接板之间通过膝关节机构 连接；。
9、所述腰托机构包括腰托，腰托上设置有对称的腰托上支架，并且腰托与大腿连接板之 间设置有髋关节机构；所述脚踝机构、膝关节机构和髋关节机构共同连接一控制器，控制器 连接有传感器检测系统。 0006 作为一种优化的技术方案，所述脚踝机构包括连接在脚托与小腿连接板之间的踝 关节，踝关节上设置有踝关节齿轮，踝关节齿轮传动连接踝关节联动机构。 0007 作为一种优化的技术方案，所述踝关节联动机构包括平行且固定连接在小腿连接 板上的联动连杆，联动连杆的上部传动连接膝关节机构，联动连杆的下部设置有脚踝联动 齿条，脚踝联动齿条啮合踝关节齿轮。 0008 作为一种优化的技术方案，所述膝关节机构包括设置在小腿连接板或。
10、者大腿连接 板上的膝关节电机，膝关节电机传动连接有设置在小腿连接板或者大腿连接板上的膝关节 凸轮，膝关节凸轮传动连接联动连杆。 0009 作为一种优化的技术方案，所述大腿连接板上设置有长度调节机构；所述长度调 节机构包括设置在小腿连接板上端上的长度调节板，以及设置在大腿连接板下端的调节固 定板，长度调节板和调节固定板之间通过螺栓连接。 0010 作为一种优化的技术方案，所述髋关节机构包括设置在腰托上支架上的髋关节电 机，髋关节电机传动连接大腿连接板。 0011 作为一种优化的技术方案，所述腰托与腰托上支架之间设置有腰围调节板。 说 明 书CN 104083268 A 2/3页 4 0012 作。
11、为一种优化的技术方案，所述控制器连接膝关节电机和髋关节电机。 0013 作为一种优化的技术方案，所述控制器包括上位计算机和嵌入式计算机，嵌入式 计算机连接传感器并通过无线或者有线的方式连接上位计算机；所传感器检测系统包括 肌力传感器，肌电传感器，角度传感器、拉压力传感器和限位传感器，肌力传感器，肌电传感 器，角度传感器、拉压力传感器和限位传感器共同连接嵌入式计算机。 0014 由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有极佳的可穿戴性。由于特 殊的设计，使人与机器很好的结合，提高了穿戴得舒适性。 0015 特殊的控制思路，由健肢控制残肢运动，其稳定性，平衡性，协调较高。特殊的膝踝 连联动。
12、功能，当患肢膝关节运动时，其踝关节也一起运动。机器人技术在康复训练设备上的 应用，使穿戴式训练机器人的步态更自然。多自由度的腰托结构，该腰托具有上下，轴向扭 动，使患者行走更自然。 0016 本发明体积小穿戴使用方便，使患者康复训练不受时间地点限制，能够实现偏瘫 患者下肢的康复训练的需求，包括各关节的单个运动，抬腿，行走，起坐等，每个运动都有三 种模式，同时具有速度、步幅、步频可调的特点，还具有训练数据采集、显示和记录功能，具 有康复评价及报告输出功能，具有三重安全保护措施和应急措施。 0017 同时下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。 附图说明 0018 图1为本发明一种实施例的。
13、结构示意图。 具体实施方式 0019 实施例： 0020 如图1所示，一种穿戴式智能偏瘫下肢康复训练机器人，自下而上依次包括脚托 机构、腿部机构和腰托机构。所述脚托机构包括脚托1，以及与脚托1传动连接的脚踝机构。 所述腿部机构包括大腿连接板9和小腿连接板14，大腿连接板9和小腿连接板14之间通过 膝关节机构连接。所述腰托机构包括腰托13，腰托13上设置有对称的腰托上支架12，并且 腰托13与大腿连接板9之间设置有髋关节机构。所述脚踝机构、膝关节机构和髋关节机构 共同连接一控制器，控制器连接有传感器检测系统。 0021 在本实施例中，所述脚踝机构包括连接在脚托1与小腿连接板14之间的踝关节， 踝。
14、关节上设置有踝关节齿轮2，踝关节齿轮2传动连接踝关节联动机构。 0022 所述踝关节联动机构包括平行且固定连接在小腿连接板上的联动连杆4，联动连 杆4的上部传动连接膝关节机构，联动连杆的下部设置有脚踝联动齿条3，脚踝联动齿条3 啮合踝关节齿轮2。 0023 所述膝关节机构包括设置在小腿连接板14或者大腿连接板9上的膝关节电机5， 膝关节电机5传动连接有设置在小腿连接板或者大腿连接板上的膝关节凸轮6，膝关节凸 轮6传动连接联动连杆4。 0024 所述大腿连接板上设置有长度调节机构。所述长度调节机构包括设置在小腿连接 板上端上的长度调节板7，以及设置在大腿连接板下端的调节固定板8，长度调节板7和调。
15、 节固定板8之间通过螺栓连接。 说 明 书CN 104083268 A 3/3页 5 0025 所述髋关节机构包括设置在腰托上支架上的髋关节电机10，髋关节电机10传动 连接大腿连接板。 0026 所述腰托13与腰托上支架12之间设置有腰围调节板。所述控制器连接膝关节电 机和髋关节电机。 0027 所述控制器包括上位计算机和嵌入式计算机，嵌入式计算机连接传感器并通过无 线或者有线的方式连接上位计算机；所传感器检测系统包括肌力传感器，肌电传感器，角度 传感器、拉压力传感器和限位传感器，肌力传感器，肌电传感器，角度传感器、拉压力传感器 和限位传感器共同连接嵌入式计算机。 0028 本发明的三种运动。
16、原理： 0029 1：被动式运动模式。该模式下，首先通过传感器检测健肢运动规律，包括运动速 度，幅度，运动的类型等参数，经过控制器处理，再通过上位机控制患肢做同样的运动，即以 健肢运动带动患肢的运动，这样保证患者在训练时有较好的平衡和协调性。该模式主要锻 炼患肢的关节活动，刺激肌肉和神经系统，以提高，恢复肌力和神经作用。 0030 2：主动运动模式。该模式下，传感器来检测患肢的运动参数，包括运动时的拉压 力，肌力，及速度，通过控制器处理，判断患肢的运动类型及参数，通过伺服系统控制患肢运 动，该模式主要训练患者在自主意识的作用下，完成康复训练。目的是来提高康复训练的效 果。 0031 3：抗阻式。
17、运动模式。该模式下，传感器来检测患肢的运动参数，包括运动时的拉压 力，肌力，及速度，通过控制器处理，判断患肢的运动类型及参数，通过伺服系统对患肢运动 施加一定的阻力，以锻炼和提高患肢的肌力。 0032 以上三种运动模式控制中，均有抗痉挛的安全措施。运动过程中的有关生理、运 动的参数由传感器进行检测，信号传输给上位机进行处理、显示和记录，记录的数据可以查 询。 0033 本发明具有极佳的可穿戴性。由于特殊的设计，使人与机器很好的结合，提高了穿 戴得舒适性。特殊的控制思路，由健肢控制残肢运动，其稳定性，平衡性，协调较高。特殊的 膝踝连联动功能，当患肢膝关节运动时，其踝关节也一起运动。机器人技术在康复训练设备 上的应用，使穿戴式训练机器人的步态更自然。多自由度的腰托结构，该腰托具有上下，轴 向扭动，使患者行走更自然。 0034 本发明不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的 结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。 说 明 书CN 104083268 A 1/1页 6 图1 说 明 书 附 图CN 104083268 A 。