一种外骨骼康复系统及康复方法技术方案

本发明专利技术实施例涉及人体康复技术领域，尤其涉及一种外骨骼康复系统及康复方法，包括：柔性驱动装置、流体供应装置以及一个或者多个固定部；其中，一个或者多个固定部分别安装于人体的待康复部位；柔性驱动装置分别与固定部连接，柔性驱动装置包括驱动腔，驱动腔沿其径向圆周分布，柔性驱动装置通过驱动腔内部的流体压力的变化能够伸长、缩短或弯曲；流体供应装置与驱动腔连接，用于向驱动腔内输入的一定压力的流体。本发明专利技术外骨骼康复系统采用全柔性部件，采用柔性连接，可顺应性贴合康复部位，实现康复部位的弯曲和扭转等多角度动作，可以提高穿戴的舒适性，减轻设备重量，扩大康复设备的应用场所和范围，避免由于刚性结构对患者造成的二次伤害。

An Exoskeleton Rehabilitation System and Rehabilitation Method

The embodiment of the present invention relates to the field of human rehabilitation technology, in particular to an exoskeleton rehabilitation system and rehabilitation method, including a flexible driving device, a fluid supply device and one or more fixed parts, in which one or more fixed parts are respectively installed at the restored parts of the human body, a flexible driving device is respectively connected with the fixed parts, and a flexible driving device includes a driving cavity. The flexible driving device can extend, shorten or bend through the change of fluid pressure in the driving chamber, and the fluid supply device is connected with the driving chamber to input a certain pressure of fluid into the driving chamber. The exoskeleton rehabilitation system of the invention adopts fully flexible components and flexible connections, which can conform to the rehabilitation part and realize the bending and torsion of the rehabilitation part. The exoskeleton rehabilitation system can improve the comfort of wearing, reduce the weight of the equipment, expand the application place and scope of the rehabilitation equipment, and avoid the secondary injury caused by the rigid structure to the patients.

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼康复系统及康复方法
本专利技术实施例涉及人体康复
，尤其涉及一种外骨骼康复系统及康复方法。
技术介绍
腕部是人体最为常用的关节之一，意外伤害、脑卒中、帕金森等会引起腕部运动功能损伤，影响患者的日常生活，手部(或脚部)不自主运动尤其会对患者的抓握动作和腕部动作造成极大的干扰。腕部运动功能受损的患者，在重力的作用下，腕部和手部(或脚部)均呈自然下垂状态，如果得不到及时的康复训练，手部(或脚部)和腕部等本可以活动的关节将逐步发生软组织粘连、肌肉萎缩、组织钙化、最终僵硬并失去活动能力。连续被动运动可以防止关节僵化，提高关节活动度。现在的连续被动运动康复治疗主要是康复医师对患者进行“一对一”康复训练，带来了成本高昂、需要治疗师和患者投入大量的体力和精力、康复训练参数难以精确控制等问题。采用机器人技术来进行患者的康复训练将会改善这些问题。然而，目前腕部功能康复设备存在以下问题：腕部康复装置多采用机械结构，穿戴性差，重量、尺寸较大，无法实现家用，影响患者体验；大部分腕部康复设备为刚体连杆结构，关节转动时关节中心与连杆机构转动中心存在偏差，可能造成患者的二次受伤；机械结构较为复杂，活动范围小，自由度少，运动形式单一；很多装置是通过患者手握康复装置的末端手柄来实现运动康复训练，然而许多严重患者无法自行实现手握功能，且手掌不自由，无法实现对日常生活动作的协助。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种外骨骼康复系统及康复方法，用以解决现有技术中外骨骼康复系统常用刚性连接，如果关节转动时关节中心与连杆机构转动中心存在偏差，对病人造成二次伤害；另外刚性康复系统机械结构复杂，活动范围有限，系统单个驱动器运动形式单一且自由度少。本专利技术公开一种外骨骼康复系统，包括：柔性驱动装置、流体供应装置以及一个或者多个固定部；其中，一个或者多个所述固定部分别安装于人体的待康复部位；所述柔性驱动装置分别与所述固定部连接，所述柔性驱动装置包括驱动腔，所述驱动腔沿其径向圆周分布，所述柔性驱动装置通过所述驱动腔内部的流体压力的变化能够伸长、缩短或弯曲；所述流体供应装置与所述驱动腔连接，用于向所述驱动腔内输入的一定压力的流体。其中，所述柔性驱动装置还包括柔性主体和约束层，所述驱动腔设于所述柔性主体内部，且平行于所述柔性主体的轴向设置，所述约束层包裹于所述驱动腔的外侧壁或覆盖于所述柔性主体的外侧壁。其中，所述约束层为纤维制品、柔性弹簧或编织物。其中，每个所述固定部包括固定带和固定接头，所述固定带捆绑于所述人体的待康复部位，所述固定接头固定于所述固定带，且与所述柔性驱动装置可拆卸连接。其中，所述固定接头包括固定基座和调节按钮，所述固定基座上设有用于安装所述柔性驱动装置的卡位，所述调节按钮安装于所述卡位的周侧，用于调节卡位的开合状态。其中，所述固定部和所述柔性驱动装置均为两个，每个所述固定部包括两个固定接头，两个所述柔性驱动装置交叉连接于两个固定部之间的固定接头。其中，还包括传感装置，所述传感装置包括肌电信号检测装置、弯曲角度传感器和扭转角度传感器，所述肌电信号检测装置用于监测待康复部位的肌电信号，所述弯曲角度传感器用于监测待康复部位的弯曲角度，所述扭转角度传感器用于监测待康复部位的旋转角度。其中，还包括电控装置，所述电控装置与所述流体供应装置连接，所述电控装置分别与所述肌电信号检测装置、弯曲角度传感器、扭转角度传感器以及流体供应装置连接，根据接收到的待康复部位的肌电信号、弯曲角度以及旋转角度控制所述流体供应装置向所述驱动腔内输入的流体压力。其中，所述驱动腔的个数为大于等于三个。本专利技术还公开一种使用如本专利技术的外骨骼康复系统的康复方法，包括：连接系统，进行设备初始化；医师通过上位机设置康复训练模式；上位机向电控装置发送柔性驱动装置的伸缩和/或弯曲指令，电控装置控制流体供应装置供应或排出流体，控制流体压强，使得相应的柔性驱动装置的伸缩和/或弯曲，持续监测康复部位运动的角度，发送给电控装置作为反馈，使得康复部位达到预定活动状态；或者医师通过上位机控制柔性驱动装置动作的停止或继续，观察肌电信号调整康复训练模式。本专利技术实施例提供的一种外骨骼康复系统及康复方法，将现有技术中的刚性连接替换为柔性驱动装置，采用全柔性部件柔性连接，可顺应性贴合康复部位，实现康复部位的弯曲和扭转等多角度动作，可以提高穿戴的舒适性，减轻设备重量，扩大康复设备的应用场所和范围，避免由于刚性结构对患者造成的二次伤害。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种外骨骼康复系统实施例的结构示意图；图2(a)和图2(b)为本专利技术一种实施例的手腕前、后弯曲结构示意图；图3(a)和图3(b)为本专利技术一种实施例的手腕左、右弯曲结构示意图；图4(a)和图4(b)为本专利技术一种实施例的手腕旋后和内转结构示意图；图5为本专利技术柔性驱动装置的第一种结构示意图；图6为本专利技术柔性驱动装置的第一种横截面示意图；图7为本专利技术柔性驱动装置的第一种纵截面示意图；图8为本专利技术柔性驱动装置的第二种结构示意图；图9为本专利技术柔性驱动装置的第二种横截面示意图；图10为本专利技术柔性驱动装置的第三种结构示意图；图11为本专利技术柔性驱动装置的第三种横截面示意图；图12为本专利技术固定部的结构示意图；图13为本专利技术固定接头的结构示意图。图14为本专利技术具体实施例中康复方法流程图。图中，1、柔性驱动装置；11、驱动腔；12、柔性主体；13、约束层；2、固定部；21、固定带；22、固定接头；221、固定基座；222、调节按钮；3、流体供应装置；4、电控装置；5、传感装置；6、流体管道。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术说明书附图中图3(a)、图3(b)、图4(a)以及图4(b)中实线的柔性驱动装置代表本面的实体结构，而虚线的柔性驱动装置代表背面的柔性驱动装置在本面的投影。如图1所示，本专利技术公开一种外骨骼康复系统，包括：柔性驱动装置1、流体供应装置3以及一个或者多个固定部2；其中，一个或者多个所述固定部2分别安装于人体的待康复部位；所述柔性驱动装置1分别与所述固定部2连接，所述柔性驱动装置1包括驱动腔11，所述驱动腔11沿其径向圆周分布，所述柔性驱动装置1通过所述驱动腔11内部的流体压力的变化能够伸长、缩短或弯曲；所述所述流体供应装置3与驱动腔11连接，用于向所述驱动腔11内输入的一定压力的流体。具体的，医师或患者控制流体供应装置3向所述驱动腔11内输入的一定压力的流体，通过多个驱动腔11的伸长和缩短，实现整个柔性驱动装置1的伸长、缩短或弯曲等柔性动作，将动作传递给相应的固定部2，辅助带动康复部位进行活动。为了实现柔性驱动装置1多角度弯曲的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼康复系统，其特征在于，包括：柔性驱动装置、流体供应装置以及一个或者多个固定部；其中，一个或者多个所述固定部分别安装于人体的待康复部位；所述柔性驱动装置分别与所述固定部连接，所述柔性驱动装置包括驱动腔，所述驱动腔沿其径向圆周分布，所述柔性驱动装置通过所述驱动腔内部的流体压力的变化能够伸长、缩短或弯曲；所述流体供应装置与所述驱动腔连接，用于向所述驱动腔内输入的一定压力的流体。

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼康复系统，其特征在于，包括：柔性驱动装置、流体供应装置以及一个或者多个固定部；其中，一个或者多个所述固定部分别安装于人体的待康复部位；所述柔性驱动装置分别与所述固定部连接，所述柔性驱动装置包括驱动腔，所述驱动腔沿其径向圆周分布，所述柔性驱动装置通过所述驱动腔内部的流体压力的变化能够伸长、缩短或弯曲；所述流体供应装置与所述驱动腔连接，用于向所述驱动腔内输入的一定压力的流体。2.根据权利要求1所述的外骨骼康复系统，其特征在于，所述柔性驱动装置还包括柔性主体和约束层，所述驱动腔设于所述柔性主体内部，且平行于所述柔性主体的轴向设置，所述约束层包裹于所述驱动腔的外侧壁或覆盖于所述柔性主体的外侧壁。3.根据权利要求2所述的外骨骼康复系统，其特征在于，所述约束层为纤维制品、柔性弹簧或编织物。4.根据权利要求1所述的外骨骼康复系统，其特征在于，每个所述固定部包括固定带和固定接头，所述固定带捆绑于所述人体的待康复部位，所述固定接头固定于所述固定带，且与所述柔性驱动装置可拆卸连接。5.根据权利要求4所述的外骨骼康复系统，其特征在于，所述固定接头包括固定基座和调节按钮，所述固定基座上设有用于安装所述柔性驱动装置的卡位，所述调节按钮安装于所述卡位的周侧，用于调节卡位的开合状态。6.根据权利要求4所述的外骨骼康复系统，其特征在于，所述固定部和所述柔性驱动装置均为两个，每个所述固定部包括两个固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖洪恩，张博语，陈佳琦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11