穿戴式下肢康复训练系统技术方案

穿戴式下肢康复训练系统，包括横梁、固定连接在横梁上的腰围、电池盒组件、控制器、左下肢系统、右下肢系统，左下肢系统包括大腿架，大腿架包括大腿安装板，髋关节丝杠连接在大腿安装板上，丝杠的螺母上固定连接有髋关节滑块，髋关节连杆的一端与髋关节滑块铰接，另一端铰接在髋关节曲柄上，左下肢系统还包括位于大腿架下方的膝关节总成，膝关节总成下端固定连接有可调节长度的小腿机构，可调节长度的小腿机构下部转动连接有踝关节，踝关节下连接有鞋托；在大腿架、小腿架上固定连接有束缚气囊套。本康复训练系统可以用于不同类型的下肢功能障碍患者辅助行走。

【技术实现步骤摘要】
穿戴式下肢康复训练系统
本技术涉及康复训练设备，特别涉及穿戴式下肢康复训练设备，属于康复训练器械

技术介绍
目前由于中风、关节形疾病的高发以及交通事故等各种原因导致的偏瘫、截瘫或者下肢关节严重损坏的患者越来越多，而且趋向于年轻化，由于无法自主行走运动，长期会对身体各种机能造成不可恢复的损害，对于这类患者辅助进行行走训练，不仅帮助患者锻炼恢复行走能力，还可避免长期久坐产生压疮，对患者心脏功能改善、肌肉强度提高和平衡能力恢复都有好处。这种训练通过目前的穿戴式下肢康复训练系统（也叫下肢外骨骼机器人）进行，该系统上配置有模仿髋关节、膝关节、踝关节运动的关节结构，关节结构配置有驱动装置，驱动装置通过控制器驱动，整体系统配置有电池，然后在控制器内设定的算法的控制下或者部分在传感器信号的反馈下通过该控制器控制各关节配合运动，实现带动患者行走，协助患者进行康复，对于这种康复训练设备需要满足以下一些要求：首先是安全稳定性，使用者的平衡能力和运动调节能力一般都不好，安全、稳定是对这类设备最基本和重要的要求；第二是能够适应不同的患者穿戴，由于患者高矮、胖瘦、性别、身体各部分比例存在着较大的差异，对每个患者定制的生产制造和使用成本又太高，所以要求在设备能够标准化生产的情况下满足各种不同类型患者的需要；三是设备的续航能力，由于设备在工作中既要驱动设备本身、又要带动人体的腿部进行运动，所以需要一定的功率，而配置的电池容量太大的话会导致设备很重，设备通过腰围连接在患者身上，过重的设备会让患者背部压力过大，而且在使用过程中电池发热会给患者带来诸多不适感；四是舒适性，由于患者本身的疾病导致的心理上的问题，如果训练中某些部位或者部件带来不好的感受，会让患者感觉烦躁，影响康复训练的效果。中国专利号2018108898016公开了一种康复型下肢外骨骼，称其可以实现帮助患者行走的功能，但其存在着很多问题，基本无法满足上述的任何一项要求，一是髋关节结构问题，髋关节机构要实现带动大腿运动，是设备中很重要的机构，而大腿重量比较重，驱动本身需要较大的功率，该专利中采用滚珠丝杠驱动连杆驱动髋关节，存在着以下问题：一是滚珠丝杠的驱动电机“头朝下”布置，滚珠丝杠位于髋关节上方的腰部部位，但腰部与髋关节之间的距离很短，这样采用连杆机构驱动髋关节时力臂很短，这就需要丝杠配置功率较大的电机，而且这种方式驱动髋关节属于“杠杆式”式驱动，由于腿部的重量较大，整个腿部以下都是阻力臂，可想而知需要的电机的功率会很大，而且在髋关节转动过程中其驱动力臂逐渐变短，需要的驱动力还会变大，采用功率较大的电机会产生一系列问题，如：a：电机的功率和重量均使设备耗电量增加，在电池容量一定的情况下，使设备的连续运行时间缩短；b：设备的整体重量加大，而电机安装的位置偏高，这导致设备的整体重心高，不稳定；c:电机在运行中发热严重，会让患者明显的感觉到腰部不舒服；二是滚珠丝杠与电机之间直接连接或通过减速机连接，丝杠直接连接在电机上或减速机上，驱动装置和丝杠之间以及丝杠和连杆之间的连接均为硬连接，这对设备安装制造的过程中对精度的要求很高，若误差稍大或者在使用中某些部位松动，就会出现卡死现象，还有这种硬连接驱动制造的设备在运行中关节非常生硬，振动较大，与人体关节的适应性差，舒适感差。三是该专利的髋关节结构中具有外摆内收摆动块，该处在使用中没有刚性束缚，在使用中这一处会发生随动，因为这一类患者普遍自控能力很差，这会导致患者在训练过程中行走不稳定，步态不能按照治疗师设计的去完成；四是该设备采用绑带固定大腿和小腿，对患者的腿部勒的太紧，舒适型极差；五是该设备对于高矮、胖瘦、性别、身体各部分比例存在着较大的差异的患者不能有效调节以适应这些患者使用，所以该设备存在的上述问题使其在实践中使用的可能性大大降低，无法满足穿戴式下肢训练系统的基本要求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服目前的穿戴式下肢训练系统中存在的上述问题，提供一种穿戴式下肢康复训练系统。为实现本技术的目的，采用了下述的技术方案：穿戴式下肢康复训练系统，包括横梁、固定连接在横梁上的腰围、电池盒组件、控制器、左下肢系统、右下肢系统，所述的左下肢系统包括大腿架，所述的大腿架包括大腿安装板，髋关节丝杠下端转动连接在大腿安装板上，髋关节丝杠连接有驱动装置，髋关节丝杠的螺母上固定连接有髋关节滑块，髋关节滑块配合设置在上下方向的髋关节导轨上，髋关节导轨固定设置，髋关节连杆的一端与髋关节滑块铰接，髋关节连杆的另一端铰接在髋关节曲柄上，髋关节曲柄转动连接在髋关节销轴上，髋关节销轴固定设置，髋关节曲柄的另一端直接或间接连接在横梁上；所述的左下肢系统还包括位于大腿架下方的膝关节总成，所述的膝关节总成包括膝关节安装板，膝关节丝杠上端转动连接在膝关节安装板上，膝关节丝杠连接有驱动装置，膝关节丝杠的螺母上固定连接有膝关节滑块，膝关节滑块配合设置在上下方向的膝关节导轨上，膝关节导轨固定设置，膝关节连杆的一端与膝关节滑块铰接，膝关节连杆的另一端铰接在膝关节曲柄上；膝关节曲柄的下端固定连接有可调节长度的小腿机构，所述的可调节长度的小腿机构包括固定小腿板和活动小腿板，所述的固定小腿板为U型，U形底面为齿面，活动小腿板插设在固定小腿板的U型槽中，活动小腿板与齿面贴合的面也是齿形面，活动小腿板与固定小腿板之间通过凸轮锁紧机构锁紧，所述的凸轮锁紧机构包括锁紧轴，锁紧轴的一端连接有限位片，另一端连接有手柄凸轮机构，所述的手柄凸轮机构包括凸轮轴，凸轮轴与锁紧轴正交，凸轮轴通过以下两种方式之一与锁紧轴连接：第一种方式是凸轮轴与锁紧轴固定连接，手柄凸轮转动连接在凸轮轴上；第二种方式是凸轮轴与锁紧轴转动连接，手柄凸轮固定连接在凸轮轴上；活动小腿板与齿形面相对的另一面上具有T形槽，T形槽中滑动设置有T形滑块，活动小腿板上开设有上下方向的长缝，固定小腿板上开设有轴孔，锁紧轴穿过轴孔和长缝内端轴向限位或者固定连接在T形滑块上，锁紧轴的外端位于固定小腿板之外，手柄机构在锁紧轴的外端；所述的可调节长度的小腿机构下部转动连接有踝关节，踝关节下连接有鞋托；在大腿架上固定连接有大腿束缚气囊套；在小腿架上固定连接有小腿束缚气囊套；所述的右下肢系统与左下肢系统左右对称。进一步的；所述的髋关节丝杠、膝关节丝杠的驱动装置均为电机，髋关节丝杠的驱动电机头朝下固定安装在大腿安装板上，髋关节丝杠的驱动电机的输出轴上固定连接有小同步轮A，髋关节丝杠的下端固定连接有大同步轮A，小同步轮A和大同步轮A之间通过同步带A传动；膝关节丝杠的驱动电机头朝下固定安装在膝关节安装板上，膝关节丝杠的驱动电机的输出轴上固定连接有小同步轮B，膝关节丝杠的下端固定连接有大同步轮B，小同步轮B和大同步轮B之间通过同步带B传动。进一步的；所述的横梁设有L形件，L形件的两个边上均开设有多个定位孔，横梁上开设有固定孔，横梁和L形件的横边之间凸轮锁紧机构锁紧，凸轮锁紧机构锁紧的锁紧轴位于固定孔和横边的其中一定位孔中，在髋关节曲柄未铰接连杆的端部固定连接有连接套管，连接套管上开设有连接孔，L形件的另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.穿戴式下肢康复训练系统，包括横梁、固定连接在横梁上的腰围、电池盒组件、控制器、左下肢系统、右下肢系统，其特征在于：所述的左下肢系统包括大腿架，所述的大腿架包括大腿安装板，髋关节丝杠下端转动连接在大腿安装板上，髋关节丝杠连接有驱动装置，髋关节丝杠的螺母上固定连接有髋关节滑块，髋关节滑块配合设置在上下方向的髋关节导轨上，髋关节导轨固定设置，髋关节连杆的一端与髋关节滑块铰接，髋关节连杆的另一端铰接在髋关节曲柄上，髋关节曲柄转动连接在髋关节销轴上，髋关节销轴固定设置，髋关节曲柄的另一端直接或间接连接在横梁上；/n所述的左下肢系统还包括位于大腿架下方的膝关节总成，所述的膝关节总成包括膝关节安装板，膝关节丝杠上端转动连接在膝关节安装板上，膝关节丝杠连接有驱动装置，膝关节丝杠的螺母上固定连接有膝关节滑块，膝关节滑块配合设置在上下方向的膝关节导轨上，膝关节导轨固定设置，膝关节连杆的一端与膝关节滑块铰接，膝关节连杆的另一端铰接在膝关节曲柄上；/n膝关节曲柄的下端固定连接有可调节长度的小腿机构，所述的可调节长度的小腿机构包括固定小腿板和活动小腿板，所述的固定小腿板为U型，U形底面为齿面，活动小腿板插设在固定小腿板的U型槽中，活动小腿板与齿面贴合的面也是齿形面，活动小腿板与固定小腿板之间通过凸轮锁紧机构锁紧，所述的凸轮锁紧机构包括锁紧轴，锁紧轴的一端连接有限位片，另一端连接有手柄凸轮机构，所述的手柄凸轮机构包括凸轮轴，凸轮轴与锁紧轴正交，凸轮轴通过以下两种方式之一与锁紧轴连接：第一种方式是凸轮轴与锁紧轴固定连接，手柄凸轮转动连接在凸轮轴上；第二种方式是凸轮轴与锁紧轴转动连接，手柄凸轮固定连接在凸轮轴上；活动小腿板与齿形面相对的另一面上具有T形槽，T形槽中滑动设置有T形滑块，活动小腿板上开设有上下方向的长缝，固定小腿板上开设有轴孔，锁紧轴穿过轴孔和长缝内端轴向限位或者固定连接在T形滑块上，锁紧轴的外端位于固定小腿板之外，手柄凸轮在锁紧轴的外端；/n所述的可调节长度的小腿机构下部转动连接有踝关节，踝关节下连接有鞋托；/n在大腿架上固定连接有大腿束缚气囊套；在小腿架上固定连接有小腿束缚气囊套；/n所述的右下肢系统与左下肢系统左右对称。/n...

【技术特征摘要】
1.穿戴式下肢康复训练系统，包括横梁、固定连接在横梁上的腰围、电池盒组件、控制器、左下肢系统、右下肢系统，其特征在于：所述的左下肢系统包括大腿架，所述的大腿架包括大腿安装板，髋关节丝杠下端转动连接在大腿安装板上，髋关节丝杠连接有驱动装置，髋关节丝杠的螺母上固定连接有髋关节滑块，髋关节滑块配合设置在上下方向的髋关节导轨上，髋关节导轨固定设置，髋关节连杆的一端与髋关节滑块铰接，髋关节连杆的另一端铰接在髋关节曲柄上，髋关节曲柄转动连接在髋关节销轴上，髋关节销轴固定设置，髋关节曲柄的另一端直接或间接连接在横梁上；
所述的左下肢系统还包括位于大腿架下方的膝关节总成，所述的膝关节总成包括膝关节安装板，膝关节丝杠上端转动连接在膝关节安装板上，膝关节丝杠连接有驱动装置，膝关节丝杠的螺母上固定连接有膝关节滑块，膝关节滑块配合设置在上下方向的膝关节导轨上，膝关节导轨固定设置，膝关节连杆的一端与膝关节滑块铰接，膝关节连杆的另一端铰接在膝关节曲柄上；
膝关节曲柄的下端固定连接有可调节长度的小腿机构，所述的可调节长度的小腿机构包括固定小腿板和活动小腿板，所述的固定小腿板为U型，U形底面为齿面，活动小腿板插设在固定小腿板的U型槽中，活动小腿板与齿面贴合的面也是齿形面，活动小腿板与固定小腿板之间通过凸轮锁紧机构锁紧，所述的凸轮锁紧机构包括锁紧轴，锁紧轴的一端连接有限位片，另一端连接有手柄凸轮机构，所述的手柄凸轮机构包括凸轮轴，凸轮轴与锁紧轴正交，凸轮轴通过以下两种方式之一与锁紧轴连接：第一种方式是凸轮轴与锁紧轴固定连接，手柄凸轮转动连接在凸轮轴上；第二种方式是凸轮轴与锁紧轴转动连接，手柄凸轮固定连接在凸轮轴上；活动小腿板与齿形面相对的另一面上具有T形槽，T形槽中滑动设置有T形滑块，活动小腿板上开设有上下方向的长缝，固定小腿板上开设有轴孔，锁紧轴穿过轴孔和长缝内端轴向限位或者固定连接在T形滑块上，锁紧轴的外端位于固定小腿板之外，手柄凸轮在锁紧轴的外端；
所述的可调节长度的小腿机构下部转动连接有踝关节，踝关节下连接有鞋托；
在大腿架上固定连接有大腿束缚气囊套；在小腿架上固定连接有小腿束缚气囊套；
所述的右下肢系统与左下肢系统左右对称。


2.根据权利要求1所述的穿戴式下肢康复训练系统，其特征在于：所述的髋关节丝杠、膝关节丝杠的驱动装置均为电机，髋关节丝杠的驱动电机头朝下固定安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永正，王光旭，张玉刚，司世雄，
申请(专利权)人：河南省祥和康复产业技术研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河南;41