【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械，具体地，涉及一种可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人以及该可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人的工作方法。
技术介绍
1、传统的外骨骼康复机器人多采用双下肢的被动训练模式，患者在程序的控制下进行机械的运动康复训练，从而刺激外周神经。这种方式限制了脑功能运动神经中枢对于自身健侧的运动控制能力，放弃了脑损伤之后黄金期内脑重塑的正向建设。
2、传统外骨骼康复机器人的主动训练模式是基于已经设定好的标准“程序”进行康复，患肢的步态控制是固定且死板的，无法在患者保持动态平衡的前提下与健侧形成有效的运动交互，不利于形成个性化的训练效果。
3、另外，现有技术中的膝关节康复机器人大多是帮助患者完成简单的腿部屈伸动作以帮助其下肢逐渐恢复运动能力，但是运动的幅度不易控制，不能针对患者具体情况调节运动幅度，患者的康复速度往往较慢，康复周期较长。
4、此外，现有康复机器人只能进行简单的屈伸运动康复，不能通过人机交互的方式进行康复策略的选择，也不能进行实时监控身体参数状态，无法对健康数据进行管理追踪。
5、针对上述问题，还需要提供一种更为合理的技术方案，以解决现有技术中外骨骼康复机器人适用性差，患者康复训练时动作不能有效适用，致使患者恢复效果不理想的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人以及该可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人的工作方法，以能够更好的适用于不同的患者，从而根据患者的实际情况保证促进患者下肢运
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人，用于患者的患侧和健侧；该机器人包括动力模块、膝关节模块、姿态检测模块和控制器；所述姿态检测模块包括用于约束于髋关节的第一姿态检测器、用于约束于膝关节的第二姿态检测器以及用于约束于踝关节的第三姿态检测器；所述第一姿态检测机构、所述第二姿态检测机构和第三姿态检测机构分别通信连接于所述控制器；
3、所述膝关节模块包括用于绑缚于大腿的大腿绑缚模块以及用于绑缚于小腿的小腿绑缚模块，所述大腿绑缚模块的外侧设有第一侧板，所述小腿绑缚模块的外侧设有第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板分别连接于膝轮；
4、所述动力模块用于绑缚于腰部，其包括驱动电机和鲍登线，所述鲍登线的一端连接于所述驱动电机的输出端，另一端连接于所述膝轮；
5、所述驱动电机通信连接于所述控制器；当所述驱动电机转动时，能够调节所述鲍登线在竖直方向上的长度。
6、在一种可能的设计中，所述动力模块还包括壳体、电源和腰部绑带，所述壳体设置于所述腰部绑带上，所述电源和所述驱动电机均设置于所述壳体内，且所述电源分别电性连接于所述驱动电机和所述控制器。
7、在一种可能的设计中，所述壳体上凸出的形成有用于容纳所述驱动电机的驱动端的柱形凸台，沿所述柱形凸台的切线方向设有向下延伸的导向管，所述鲍登线沿所述导向管的内孔穿出并连接于所述膝轮。
8、在一种可能的设计中，所述大腿绑缚模块上设有定位座，所述定位座上形成为倾斜的换向孔，以使得所述鲍登线沿所述膝轮的切线方向布线并连接于所述膝轮。
9、在一种可能的设计中，所述第一姿态检测机构、所述第二姿态检测机构和第三姿态检测机构均配设为姿态传感器。
10、在一种可能的设计中，所述控制器配设为plc可编程逻辑控制器。
11、在一种可能的设计中，所述控制器通信连接于终端，所述终端配设为扬声器和/或显示器。
12、一种膝关节外骨骼康复机器人的工作方法，包括以下步骤：
13、通过第一姿态检测器获取当前患者大腿处的第一偏航角和第一俯仰角信息，其中，所述第一偏航角为髋关节外展/内收的运动数据，所述第一俯仰角为髋关节屈曲运动数据；
14、通过第二姿态检测器获取当前患者小腿处的第二偏航角和第二俯仰角信息，其中，所述第二偏航角为膝关节外展/内收的运动数据，所述第二俯仰角为膝关节屈曲运动数据；
15、通过第三姿态检测器获取当前患者小腿处的第三偏航角和第三俯仰角信息，其中，所述第三偏航角为踝关节外展/内收的运动数据，所述第三俯仰角为踝关节屈曲运动数据；
16、控制器对接收到的第一偏航角和第一俯仰角信息、第二偏航角和第二俯仰角信息、第三偏航角和第三俯仰角信息进行平滑处理，根据预设的数据模型制作动作曲线；
17、控制器发出指令驱动位于患者患侧的驱动电机动作。
18、该可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人运用镜像疗法，采用单下肢设计，搭载控制器和姿态检测模块，从而对人行走步态参数的实时反馈，使患者主动以其健肢引领患肢交互步行，实现主动地，双侧联合的运动再学习康复训练；同时，运用运动学，动力学和力学冗余传感技术，精确感知患者的运动意图和步态特征参数，实现精准的个性化学习。通过健侧辅助患侧的方式，进行个性化辅助训练，有效改善患者步态与康复疗效，同时帮助实现在短期内重塑神经—肢体完整控制功能。因此，也使得镜像疗法在脑卒中后下肢运动康复的有效性得到了切实证明。
19、具体在应用时，可以将该可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人同时应用于患者的健侧和患侧。通过开放患者健侧的外骨骼设计，将健侧数据毫秒级的通过算法复制到患侧，从而引导患侧康复。运用机器学习技术，在患者健肢步态特征的基础上，优化患肢的步态控制，并使患肢实时保持与健肢的交互，在保障患者静态和动态平衡的基础上，实现患肢对健肢的个性化步态学习。由此，按照患者健侧的运动轨迹，带动患者患侧完成镜像运动，从而改善康复步态不精确的问题，为患者下肢康复训练提供可靠性，有益于帮助患者进行有效的康复训练。
20、通过上述技术方案，该可穿戴式膝关节外骨骼康复机器人可以准确适用于患者，并根据患者的运动状态进行实时监测并快速反馈，从而根据患者的实际情况保证促进患者下肢运动功能康复，增强下肢活动能力，以其更加个性化的康复方式达到更加准确的恢复效果，有效改善患者步态与康复疗效，同时帮助实现在短期内重塑神经—肢体完整控制功能。
21、本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种膝关节外骨骼康复机器人，用于患者的患侧和健侧，其特征在于，包括动力模块(1)、膝关节模块(2)、姿态检测模块(3)和控制器；所述姿态检测模块(3)包括用于约束于髋关节的第一姿态检测器、用于约束于膝关节的第二姿态检测器以及用于约束于踝关节的第三姿态检测器；所述第一姿态检测机构、所述第二姿态检测机构和第三姿态检测机构分别通信连接于所述控制器；
2.根据权利要求1所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述动力模块(1)还包括壳体(12)、电源和腰部绑带，所述壳体(12)设置于所述腰部绑带上，所述电源和所述驱动电机均设置于所述壳体(12)内，且所述电源分别电性连接于所述驱动电机和所述控制器。
3.根据权利要求2所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述壳体(12)上凸出的形成有用于容纳所述驱动电机的驱动端的柱形凸台(13)，沿所述柱形凸台(13)的切线方向设有向下延伸的导向管(14)，所述鲍登线(11)沿所述导向管(14)的内孔穿出并连接于所述膝轮(25)。
4.根据权利要求1所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述大腿绑缚模块(
5.根据权利要求1所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述第一姿态检测机构、所述第二姿态检测机构和第三姿态检测机构均配设为姿态传感器。
6.根据权利要求1所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述控制器配设为PLC可编程逻辑控制器。
7.根据权利要求1所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述控制器通信连接于终端，所述终端配设为扬声器和/或显示器。
8.一种用于如权利要求1～7中任一项所述的膝关节外骨骼康复机器人的工作方法，其特征在于，该工作方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种膝关节外骨骼康复机器人，用于患者的患侧和健侧，其特征在于，包括动力模块(1)、膝关节模块(2)、姿态检测模块(3)和控制器；所述姿态检测模块(3)包括用于约束于髋关节的第一姿态检测器、用于约束于膝关节的第二姿态检测器以及用于约束于踝关节的第三姿态检测器；所述第一姿态检测机构、所述第二姿态检测机构和第三姿态检测机构分别通信连接于所述控制器；
2.根据权利要求1所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述动力模块(1)还包括壳体(12)、电源和腰部绑带，所述壳体(12)设置于所述腰部绑带上，所述电源和所述驱动电机均设置于所述壳体(12)内，且所述电源分别电性连接于所述驱动电机和所述控制器。
3.根据权利要求2所述的膝关节外骨骼康复机器人，其特征在于，所述壳体(12)上凸出的形成有用于容纳所述驱动电机的驱动端的柱形凸台(13)，沿所述柱形凸台(13)的切线方向设有向下延伸的导向管(14)，所述鲍登...
【专利技术属性】
技术研发人员：解凤宝，王子淇，卢学浩，高嘉齐，陈秋成，
申请(专利权)人：北京市春立正达医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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