[发明专利]基于气动肌肉的膝过伸柔性外骨骼康复机器人

说明书

本发明的基于气动肌肉的膝过伸柔性外骨骼康复机器人及康复方法，属于康复机器人技术领域，包括：大腿骨架和小腿骨架铰接构成的腿部外骨骼，所述腿部外骨骼的大腿骨架上端通过转接架连接有可拆式后撑架的上端，可拆式后撑架包括腰撑、后撑腿和电动轮，后撑腿设于腰撑的后侧，且电动轮设置于后撑腿的下端，所述腰撑与大腿骨架之间以及大腿骨架与小腿骨架之间均通过气动肌肉动力系统连接。本发明中，腿部外骨骼与可拆式后撑架之间通过转接架连接，可快速的拆装，能够根据患者康复时期的不同变为平撑状态、直立状态和腿部外骨骼独立状态，从而达到根据患者不同时期的状态进行相匹配的康复训练的效果。

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域，具体是基于气动肌肉的膝过伸柔性外骨骼康复机器人。

背景技术

康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点。目前，康复机器人已经广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展，也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。膝过伸也叫膝超伸，人体膝关节正常的伸膝幅度就是到你能完全伸直膝盖为止，也就是你的大腿和小腿呈一条直线，如果在这个基础上还能继续伸膝，就代表膝关节伸展的活动度过大，站立时候如果膝关节到了过伸的位置，从侧面看上大腿与小腿形成一个向后的弧形，长期膝过伸对腿部伤害极大，严重者导致瘫痪无法行走。

本发明人在实施本实施例的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺陷：

(1)重症膝过伸患者从躺在病床上到完全康复，这是一个动态变化的过程，针对患者在不同时期的状态应有相对应的康复训练，现有的装置无法根据患者不同时期的状态进行相匹配的康复训练。

(2)膝过伸患者的发病原因与腿部附近的肌肉力道不足有关，当患者腿部处于向前弯曲状态下，膝过伸患者常由于肌力不足而向后晃一下，这会导致患者向后摔倒，现有的装置仅针对患者腿部之间进行弯曲训练，无法防止患者向后摔倒。

(3)膝过伸患者在直立训练的初期，不仅缺少腿部之间的弯曲力道，却缺少向前移动的力道，现有的装置缺少辅助患者前进的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供基于气动肌肉的膝过伸柔性外骨骼康复机器人，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明的技术方案是：基于气动肌肉的膝过伸柔性外骨骼康复机器人，包括：大腿骨架和小腿骨架铰接构成的腿部外骨骼，所述腿部外骨骼的大腿骨架上端通过转接架连接有可拆式后撑架的上端，可拆式后撑架包括腰撑、后撑腿和电动轮，后撑腿设于腰撑的后侧，且电动轮设置于后撑腿的下端，所述腰撑与大腿骨架之间以及大腿骨架与小腿骨架之间均通过气动肌肉动力系统连接。

作为本技术方案的进一步优化，所述气动肌肉动力系统包括第一气动肌肉、第二气动肌肉、第三气动肌肉、第四气动肌肉、第一气泵组和第二气泵组，所述第一气泵组和第二气泵组分别设置于腰撑和小腿骨架上。

作为本技术方案的进一步优化，所述转接架的上端与腰撑转动连接，且转接架的下端通过快接件与大腿骨架的上端卡接固定。

作为本技术方案的进一步优化，所述快接件包括插销、支撑环、压缩弹簧和拔片，插销设置于转接架下端开设的凹槽内，且插销的一端突出所述凹槽，所述插销通过外壁上的支撑环与所述凹槽的底边连接，支撑环的一侧连接有拔片，拔片的一端穿出转接架一侧的通孔和大腿骨架一侧的通孔。

所述大腿骨架的上端开设有“T”字形的条形槽，该条形槽下端的侧壁上开设有与插销突出所述凹槽一端的结构相匹配的卡槽。

作为本技术方案的进一步优化，所述大腿骨架和小腿骨架的一侧分别设置有大腿绑带和小腿绑带。