外骨骼康复机器人的制作方法

专利2025-03-15  11


本技术涉及康复机器人领域,特别是涉及外骨骼康复机器人。


背景技术:

1、偏瘫又称作半身不遂,是中风和心血管病的一种常见症状。在日常生活中,偏瘫患者通常表现为身体一侧的肢体从头部到脚部失去控制,并伴随肢体痉挛叫。目前人口老龄化有更严峻的趋势,被偏瘫疾病影响到的患者也越来越多,主要体现在下肢运动障碍,这不仅对患者的身体和心理都造成了打击,阻碍患者进入正常的工作生活当中,对患者的家庭也带来了不小的影响。患者的生理机能下降,日常活动受到了极大的限制。根据患病程度从轻到重个体的表现差异也很大:轻度偏瘫患者可以进行简单的日常生理活动,但需要在家人的陪同和医生的指导下完成长时间的训练动作,否则病情将日益加重;而重度偏瘫患者则常年卧床不起,完全失去生活自理能力,需要家人的陪同和照料。这要求无论是患者家庭还是医院都必须投入大量的时间和精力,来帮助患者从生理和心理上的康复。在这个过程中,偏瘫康复训练起到了关键性的作用。在积极地及早给出治疗方案并严格执行后,约有80%的患者身体机能明显改善,只有10%-20%的患者病情加重甚至中度残疾。为提高患者的生活质量,尽快帮助他们回到正常生活,偏瘫康复训练有着极其重要的意义。

2、作为帮助人体完成康复训练的辅具,外骨骼机器人的应用主要面向术后患者、残障人士和患有脑卒中、瘫痪、帕金森症及阿尔兹海默症等疾病的老年人,帮助他们纠正行走姿态、恢复行动能力以及复健治疗。现阶段,外骨骼机器人外骨骼机器人仍面临着诸多技术层面的核心问题,阻碍着设备进一步研发及生产。首先是安全性问题。外骨骼机器人并不是一个可独立运转的设备,而需要以人体作为核心进行工作。老年患者本就存在不同程度的身体损伤,因此外骨骼机器人必须与人体紧密连接,同时解决患者身体失衡、设备过重等问题,以防二次损伤。其次是舒适性问题。围绕“康复”和“治疗”这两大核心功能,外骨骼机器人是基于人体交互设计,贴身带动肢体灵活运动。

3、目前,外骨骼机器人采用捆绑穿戴、材料刚性较强,设备难以与人体极度适配,长期穿戴可能会造成压迫感、对健康产生负面影响。下一步研发,需充分考虑患者本体感受,重视设备在轻量化、小型化方面的改造。第三是人机协同问题。外骨骼机器人的正常运转需要设备、医生和患者三方之间的协调,其中传感器融合、人体运动意图识别、机器响应速度均影响着患者行为意图的识别。因此,外骨骼机器人需要提高意图判别、协调控制、递进反馈等功能,优化人机兼容特性,帮助患者可以更好地完成自主训练。除上述问题外,目前康复机器人领域在柔性材料、机器续航、稳定性等方面也存在难点,这些技术瓶颈决定了当下外骨骼机器人很难在我国大规模量产。此外,外骨骼机器人在结构规划、功能设计、部件材料选择等方面都具有较强的特殊性,其研发、审批和获取认证的周期较长,导致投入成本较高、设备价格昂贵。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足,本实用新型提供如下技术方案:外骨骼康复机器人,包括臀部固定支架,所述臀部固定支架由臀部左支架和臀部右支架组成,所述臀部左支架的一端部设有臀部长方槽,所述臀部右支架的一端部设有臀部圆槽,所述臀部左支架和臀部右支架通过固定元件固定臀部长方槽与臀部圆槽连接,所述臀部左支架和臀部右支架的另一端设有腰部绑带,所述臀部固定支架的底端两侧分别设有右下肢连杆和左下肢连杆,所述右下肢连杆和左下肢连杆的底端均设有压力鞋,所述右下肢连杆和左下肢连杆与压力鞋的连接处均设置有踝关节阻尼转轴。

2、作为本实用新型的一种优选技术方案,所述右下肢连杆包括右第一连杆,所述右第一连杆通过转轴连接有右第二连杆,所述右第一连杆与右第二连杆的连接处外侧设有髋关节电机,所述右第一连杆与右第二连杆的连接处内侧设有限位环,所述右第二连杆的底端设置有右第三连杆,所述右第三连杆的底端通过转轴设置有右第四连杆,所述右第三连杆与右第四连杆的连接处外侧设有膝关节电机,所述右第三连杆与右第四连杆的连接处内侧设有限位环,所述右第四连杆的底端设置有右第五连杆,所述右第五连杆的底端连接于踝关节阻尼转轴。

3、作为本实用新型的一种优选技术方案,所述左下肢连杆包括左第一连杆,所述左第一连杆通过转轴连接有左第二连杆,所述左第一连杆与左第二连杆的连接处外侧设有髋关节电机,所述左第一连杆与左第二连杆的连接处内侧设有限位环,所述左第二连杆的底端设置有左第三连杆,所述左第三连杆的底端通过转轴设置有左第四连杆,所述左第三连杆与左第四连杆的连接处外侧设有膝关节电机,所述左第三连杆与左第四连杆的连接处内侧设有限位环,所述左第四连杆的底端设置有左第五连杆,所述左第五连杆的底端连接于踝关节阻尼转轴。

4、作为本实用新型的一种优选技术方案,所述臀部右支架、右第一连杆、右第二连杆、右第三连杆、右第四连杆、右第五连杆以及臀部左支架、左第一连杆、左第二连杆、左第三连杆、左第四连杆、左第五连杆相对应位置均设置有孔洞,通过固定元件依次连接,且孔洞设置有若干个。

5、作为本实用新型的一种优选技术方案,所述右第三连杆与左第三连杆内侧均设置有大腿绑带,所述右第五连杆与左第五连杆内侧均设置有小腿绑带。

6、与现有技术相比,本实用新型能达到的有益效果是:

7、1、相比传统的下肢外骨骼装置,本装置重量较低,实现轻量化目标。

8、2、相比传统的下肢外骨骼装置,本装置采用可调节结构,便于调节装置的大小,提升通用性。

9、3.本装置采用的可调节绑缚装置,提高整体装置的舒适性,降低压迫感。



技术特征:

1.外骨骼康复机器人,包括臀部固定支架(10),其特征在于:所述臀部固定支架(10)由臀部左支架(101)和臀部右支架(102)组成,所述臀部左支架(101)的一端部设有臀部长方槽(12),所述臀部右支架(102)的一端部设有臀部圆槽(13),所述臀部左支架(101)和臀部右支架(102)通过固定元件固定臀部长方槽(12)与臀部圆槽(13)连接,所述臀部左支架(101)和臀部右支架(102)的另一端设有腰部绑带(1),所述臀部固定支架(10)的底端两侧分别设有右下肢连杆(3)和左下肢连杆(8),所述右下肢连杆(3)和左下肢连杆(8)的底端均设有压力鞋(5),所述右下肢连杆(3)和左下肢连杆(8)与压力鞋(5)的连接处均设置有踝关节阻尼转轴(6)。

2.根据权利要求1所述的外骨骼康复机器人,其特征在于:所述右下肢连杆(3)包括右第一连杆(31),所述右第一连杆(31)通过转轴连接有右第二连杆(32),所述右第一连杆(31)与右第二连杆(32)的连接处外侧设有髋关节电机(9),所述右第一连杆(31)与右第二连杆(32)的连接处内侧设有限位环(11),所述右第二连杆(32)的底端设置有右第三连杆(33),所述右第三连杆(33)的底端通过转轴设置有右第四连杆(34),所述右第三连杆(33)与右第四连杆(34)的连接处外侧设有膝关节电机(7),所述右第三连杆(33)与右第四连杆(34)的连接处内侧设有限位环(11),所述右第四连杆(34)的底端设置有右第五连杆(35),所述右第五连杆(35)的底端连接于踝关节阻尼转轴(6)。

3.根据权利要求2所述的外骨骼康复机器人,其特征在于:所述左下肢连杆(8)包括左第一连杆(81),所述左第一连杆(81)通过转轴连接有左第二连杆(82),所述左第一连杆(81)与左第二连杆(82)的连接处外侧设有髋关节电机(9),所述左第一连杆(81)与左第二连杆(82)的连接处内侧设有限位环(11),所述左第二连杆(82)的底端设置有左第三连杆(83),所述左第三连杆(83)的底端通过转轴设置有左第四连杆(84),所述左第三连杆(83)与左第四连杆(84)的连接处外侧设有膝关节电机(7),所述左第三连杆(83)与左第四连杆(84)的连接处内侧设有限位环(11),所述左第四连杆(84)的底端设置有左第五连杆(85),所述左第五连杆(85)的底端连接于踝关节阻尼转轴(6)。

4.根据权利要求3所述的外骨骼康复机器人,其特征在于:所述臀部右支架(102)、右第一连杆(31)、右第二连杆(32)、右第三连杆(33)、右第四连杆(34)、右第五连杆(35)以及臀部左支架(101)、左第一连杆(81)、左第二连杆(82)、左第三连杆(83)、左第四连杆(84)、左第五连杆(85)相对应位置均设置有孔洞,通过固定元件依次连接,且孔洞设置有若干个。

5.根据权利要求4所述的外骨骼康复机器人,其特征在于:所述右第三连杆(33)与左第三连杆(83)内侧均设置有大腿绑带(2),所述右第五连杆(35)与左第五连杆(85)内侧均设置有小腿绑带(4)。


技术总结
本技术公开了外骨骼康复机器人,包括臀部固定支架,所述臀部固定支架由臀部左支架和臀部右支架组成,所述臀部左支架的一端部设有臀部长方槽,所述臀部右支架的一端部设有臀部圆槽,所述臀部左支架和臀部右支架通过固定元件固定臀部长方槽与臀部圆槽连接;相比传统的下肢外骨骼装置,本装置重量较低,实现轻量化目标;相比传统的下肢外骨骼装置,本装置采用可调节结构,便于调节装置的大小,提升通用性;本装置采用的可调节绑缚装置,提高整体装置的舒适性,降低压迫感。

技术研发人员:彭桐睿,武凤梅,穆罕默德.奥斯曼.托奇
受保护的技术使用者:无锡音瓶科技有限公司
技术研发日:20230919
技术公布日:2024/6/26
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