本发明专利技术属于医疗器械技术领域，该装置通过自适应感知系统辅助患者实现下肢稳步前行的目的，解决下肢障碍患者行走时腿部支撑不足，缺乏动力的问题。根据人体腿部向前迈进时的姿态，以及前倾时向前的压力，在传感器载体上设置压力传感器。导向杆与支撑杆相连接，支撑杆与切比雪夫连杆的主动杆铰接，在主动杆与主支撑架上加装直流电机，使得主动杆带动从动杆向前步进动作。当人膝盖向前迈进时，压力传感器将检测的压力信号转变为电信号，控制电机开始工作，电机主轴带动主动节转动，使得脚踏板有向前步进的动作，从动杆之间的静止杆保持相对稳定，使得向前步进运动时稳步前进，患者可通过扶手导向杆来控制向前运动的方向。本自适应感知康复助行装置能帮助患者更有效率的进行康复训练，具有导向方便、操作简单，易于控制平衡，路况适应性好的优点。路况适应性好的优点。路况适应性好的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种自适应感知康复助行装置
[0001]本专利技术涉及一种自适应感知康复助行装置，属于医疗器械
技术介绍
[0002]随着我国目前人口老龄化程度的加剧，由于老年疾病或运动损伤所带来的下肢运动障碍患者数量大量增加，还存在大量因脑卒中留下的偏瘫或者下肢运动障碍的人群后期需要进行康复训练。康复治疗是降低致残率和提高患者下肢肌力的主要途径，让患者独立保持平衡行走是训练患者步行的最好方法。通过步行训练，可以使多数下肢障碍患者重新获得步行能力，使得大部分患者得到明显的恢复。
[0003]现有的关于行走康复训练装置一般是外骨骼式，其助力形式单一，没有对患者上肢躯干部位进行固定或保护，患者在使用过程中存在一定风险；基于全身穿戴的外骨骼式行走康复训练装置造价高昂、体积庞大且穿戴复杂，通过控制下肢各个关节运动时的角度，过多的约束了患者腿部运动，且由于负重使患者康复训练效率下降，没有自适应感知系统，难以实现人机交互，不能识别患者步行的意图。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种自适应感知康复助行装置，通过压力传感装置自适应感知患者向前迈步的意图，旨在解决
技术介绍
中提出的现有技术存在的问题。
[0005]本专利技术在实施中通过连杆机构实现行走动作，助行装置的结构包括：本专利技术在实施中通过连杆机构实现行走动作，助行装置的结构包括：1.主支撑架 固定电机并连接切比雪夫连杆机构的原动节，位于手扶杆后端，用以支撑主体，连接各个机构；2.导向杆 用于与前轮轮毂和扶手的连接，所述导向杆与主支撑架前端连接，使用者通过操作手扶杆从而控制导向；3.主动杆 用于与从动杆在主支撑架上铰接，当电机运转时带动主动杆运动，通过中间节传动；4.脚底板 前端与传感器载体机构固定连接，作为运动输出部件，实现向前迈进动作；5.静止杆 两端分别与从动杆a、从动杆b铰接，运动中可以保持稳定；6.传感器载体 固定安装于脚踏板前端，末端用于安装压力传感器，位于使用者膝盖下方。
[0006]本专利技术所述万向轮安装于导向杆的下端，由导向杆传动控制万向轮的运动方向，导向杆与主支撑架之间有固定件固定相对位置，导向杆与万向轮之间由杆轮连接块连接；所述从动杆之间均为铰接，从动杆与脚底板之间为固定连接，从动杆的杆长均相等；脚底板与人脚踏板固定连接，脚底板与切比雪夫连杆机构中从动杆相铰接，从动杆之间保持平行，静止杆位于从动杆之间与其铰接，脚踏板前端与压力传感器载体机构相连；压力传感器安装于传感器载体前端，位于使用者膝关节下端，传感器载体上有小腿固定带。
[0007]与现有技术相比，本装置能及时自适应感知患者行走意图，可通过调整手扶导向杆的高度来实现不同身高的人群使用，采用切比雪夫连杆机构实现辅助患者步行的动作。本专利技术优点在于可供患者独立使用，无需外界辅助，适应大部分路况，使用者通过手扶杆进
行导向控制，对患者上肢有一定的支撑，导向方便、操作简单，易于控制平衡，患者可短时间学习操作；存在自适应感知系统，可以对患者行走意图能快速反应，压力传感器安装于传感器载体端，位于使用者膝盖下方，当患者有向前迈进意图时，膝关节处前伸压力传感器感受到压力及时将信号反馈到控制系统，控制系统对电机的运转进行控制，适合有一定肌力能辅助站立的下肢障碍患者；占地体积小，患者可随时随地进行步行康复训练。
附图说明
[0008]图1是助行装置的结构示意图；图2是助行装置的左视结构示意图；图3是助行装置的主视结构示意图；图4是助行装置的俯视结构示意图；图5是装置行走机构的结构示意图；图6是传感器载体连杆机构的结构示意图。
[0009]附图1中：1
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扶手、2
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直流电机、3
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导向杆、4
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主支撑架、5
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脚底板、6
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人脚踏板、7
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转向轮、8
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压力传感器承载装置、9
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原动杆、10
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从动杆a、11
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延长中间杆、12
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静止杆、13
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从动杆b。
具体实施方式
[0010]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的说明。
[0011]如图1所示是本专利技术一个实施例，提供了一种自适应感知康复助行装置的结构示意图，包括其行走机构的主动节、从动节、中间节、延长中间节、静止节。静止节连接从动杆与延长中间节，主动杆由电机带动中间节转动，延长中间节与脚底板相连带动脚底板向前实现步态运动，如图6，装置通过压力传感器感知使用者的行走意图，压力传感器置于传感器承载装置与人体小腿接触绑带处，本装置主要驱动为直流电机，该装置所需功率由装置的工作阻力与运转参数所共同决定。根据工作功率P
w
=F
×
v其中F为电机动转轴所受切向力，v为电动机所带动原动件的线速度。
[0012]主要参数说明转轴切向力：为了确定电机转轴工作时所受切向力，对辅助行走装置输出部分
‑‑
切比雪夫连杆机构进行动力学仿真。其中确定输出装置所占质量约为4.05kg，输出装置所输出的动力的大小为240.5N，方向确定。
[0013]电动机转速：由于下肢受损人群康复训练时的行走速度约为（0.45
±
0.3）m/s，切比雪夫连杆输出的速度为0.9m/s,确定电机转速为580rpm。
[0014]工作所需总功率为P
w
=F
×
v=240.5
×
2π
×
0.01
×
580/60=145.92W本专利技术选用直流电机作为驱动装置，轴承放置于助行装置后部，用于支撑后转轴传动，后转轴受到的轴向力非常小，故选用深沟球轴承。本装置自适应感知系统通过压力传感器将检测到的压力信号转变为电信号通过控制系统带动电机转动，联轴器分别与电机输出轴、连杆传动轴相连接，电机工作带动从动杆运动，转轴将电机的转矩传递到连杆主要通过键的作用。
[0015]本专利技术的使用方式如下：
在正常状态下，助行装置不工作，电机不工作可自行独立放置于平整的路面。当患者站立到助行装置人脚踏板上时，助行器进入工作状态，患者有向前运动的趋势，前倾小腿作迈步动作，位于小腿膝关节下端的压力传感器感受到患者腿部施加的压力后将电信号传到控制系统，控制系统控制电机开始转动，能够与使用者协同工作，实现自适应感知。当患者有向前步行意图时，电机通过传动轴带动主动节运动，主动节与中间节铰接，中间节在一定范围内转动带动延长中间节实现向前步进的动作；由于静止节与延长中间节、从动节相铰接，静止节主要受力位于杆件两端，因为其运动特殊性，在杆组运动过程中静止节几乎不发生旋转，只做直线运动，所以延长中间节带动静止节做平行于地面的前进动作；脚底板在两个延长中间节之间，脚底板与人脚踏板固定连接，脚底板与脚踏板一起带动患者完成向前步进的动作。
[0016]自适应感知是通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自适应感知康复助行装置，其特征在于，包括导向杆（12）和主支撑架(4),所述支撑架（4）的两侧均设置有行走机构；所述行走机构包括直流电机（2）、静止杆（12）、脚底板（5）、压力传感器承载装置（8）、原动杆（9）、从动杆a（10）、静止杆（12）、从动杆b（13）、延长中间节(11)，所述扶手（1）和所述导向杆（3）上端固定连接在主支撑架（4）的前端，所述导向杆（3）与所述转向轮（7）通过前叉连接，所述主支撑架在所述导向杆（3）后方与所述导向杆（3）固定连接，所述直流电机（2）与所述原动杆（9）通过联轴器固定连接在主支撑架（4）上，所述原动杆（9）与所述从动杆a（10）铰接，所述原动杆（9）与所述延长中间杆（11）铰接，所述从动杆a（10）与所述从动杆b（13）铰接...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁锋，张思郁，王文娟，
申请(专利权)人：张思郁，
类型：发明
国别省市：
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