[发明专利]足下垂康复外骨骼机器人及自适应步态辅助控制方法

说明书

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种足下垂康复外骨骼机器人及自适应步态辅助控制方法，旨在解决现有技术中无法为足下垂患者提供有效的康复训练的问题。本发明提供的足下垂康复外骨骼机器人，利用感应模块和主控模块记录患者运动学和动力学数据，并通过实时识别人体运动意图控制牵引驱动装置转动以模仿健康人正常步态，实现患侧足部主动康复训练。相比电刺激方法，采用电机辅助患者运动能够使患侧足部达到更加精细的角度位置，同时也更加安全。同时本发明结构简单，重量轻，便于灵活穿戴，能够有效为足下垂患者提供行走助力，辅助其进行足部康复训练。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种足下垂康复外骨骼机器人及自适应步态辅助控制方法。

背景技术

近年来，我国脑卒中的发生率逐年上升，目前已成为国人病死率最高的疾病，占全球脑卒中死亡人群的40％。同时，脑卒中致残率高达70％，其中重度残疾超过40％，其中，足下垂是一种典型的后遗症。足下垂是指由脑卒等疾病所造成的足尖上抬不完全或不能现象，由于足尖抬起困难造成行走步态异常。因此，需要一种足下垂康复训练设备，以解决或至少减轻上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中无法为足下垂患者提供有效的康复训练的问题。本发明第一方面提供一种足下垂康复外骨骼机器人，包括用于固定足部的足部固定组件、用于固定腿部的腿部固定组件以及牵引于所述足部固定组件和所述腿部固定组件之间的牵引驱动装置，进一步地，还包括主控模块和感应模块，所述牵引驱动装置的控制端、所述感应模块分别与所述主控模块通信连接；所述牵引驱动装置包括分别设置于所述足部固定组件两侧的牵引驱动机构和牵引从动机构；

所述牵引驱动机构包括动力装置、主动轮、从动轴、从动轮和牵引连接件，所述动力装置与所述腿部固定组件固定，所述主动轮套设于所述动力装置的输出轴；所述从动轴与所述足部固定组件固定且与踝关节对应的转动轴同轴设置，所述从动轮套设于所述从动轴，所述从动轮在靠近所述主动轮的端部设置有用于固定所述牵引连接件的第一牵引固定部和第二牵引固定部，所述牵引连接件一端穿过所述第一牵引固定部后绕所述主动轮旋转一周后沿切线方向延伸穿过所述第二牵引固定部并固定；

所述感应模块用于获取第一数据包并发送至所述主控模块，所述第一数据包包括使用者在使用过程中的重心高度数据和足底压力数据；

所述主控模块基于所述第一数据包的数据信号控制所述动力装置通过所述牵引连接件驱动所述从动轮绕所述从动轴轴向旋转，以使得所述牵引从动机构跟随转动，进而带动所述足部固定组件绕与踝关节对应的转动轴转动，以使得所述足下垂康复外骨骼机器人为使用者提供助力。

本发明第二方面提供一种足下垂康复外骨骼机器人，包括足下垂康复设备，所述足下垂康复设备包括足部固定组件、腿部固定组件以及牵引于所述足部固定组件和所述腿部固定组件之间的牵引驱动装置，其特征在于，还包括主控模块和感应模块，所述牵引驱动装置的控制端和所述感应模块分别与所述主控模块通信连接；

所述牵引驱动装置包括两个分别设置于所述足部固定组件两侧的牵引驱动机构；

所述牵引驱动机构包括动力装置、主动轮、从动轴、从动轮和牵引连接件，所述动力装置与所述腿部固定组件固定，所述主动轮套设于所述动力装置的输出轴；所述从动轴与所述足部固定组件固定且与踝关节对应的转动轴同轴设置，所述从动轮套设于所述从动轴，所述从动轮在靠近所述主动轮的端部设置有用于固定所述牵引连接件的第一牵引固定部和第二牵引固定部，所述牵引连接件一端穿过所述第一牵引固定部后绕所述主动轮旋转一周后沿切线方向延伸穿过所述第二牵引固定部并固定；

所述感应模块用于获取第一数据包并发送至所述主控模块，所述第一数据包包括使用者在使用过程中的重心高度数据和足底压力数据；