和脚托16 ;平衡装置5包括手扶推车、双杠和双拐，用于维持患者在训练时身体的平衡，且平衡装置5上设置有应急开关能够控制训练器的启动/关闭；所述智能下肢康复训练器使用时整体穿戴在截瘫患者肢体上，在控制系统的作用下带动肢体进行被动式康复训练，或穿戴在偏瘫患者肢体上，通过控制系统使患者进行主动式、被动式和/或抗阻式康复训练。
[0018]本实施例中涉及的智能下肢康复训练器中外骨骼4的主体结构(如图2所示)包括胸部支架6、背带7、减重支架8、腰部支架9、髋关节10、股骨架11、膝关节12、腓骨架13、踝关节14、脚踝架15和脚托16，胸部支架6和腰部支架9之间设置有减重支架8能够减轻训练器穿戴时下体的重量，胸部支架6上设置有可伸缩的背带7便于患者穿戴时固定，减重支架8上安装有角度传感器用于检测训练者的运动信息；髋关节10、膝关节12和踝关节14均分别左右对称式设置，髋关节10与膝关节12之间及膝关节12和踝关节14之间分别通过伸缩式结构的股骨架11和腓骨架13连接，踝关节14的下方通过脚踝架15连接设置有脚托16，脚托16上安装有置于地面的压力传感器；每个髋关节10和膝关节12上均带有一组伺服电机，每个髋关节10上安装有速度传感器用于检测训练者的运动信息，每个膝关节12上安装有肌力传感器用于检测训练者的生理信息；整体外骨骼4能够在控制模块I的作用下驱动患者下肢运动。
[0019]本实施例涉及的智能型下肢康复训练器，还具有抗痉挛保护控制功能、运动强度控制功能、防跌倒控制功能和安全控制功能，当检测模块3中肌力传感器检测到患者肢体与外骨骼4之间的作用力达到控制模块I中医师所预设的设定值时，训练器停止训练，同时带动患者肢体朝着痉挛方向运动以避免造成二次伤害；外骨骼4带动患者肢体的运动速度和幅度均由控制模块I中预设的控制系统进行调节，以便根据患者不同需要实现运动强度的大小可调；当检测模块3中角度传感器检测到患者的身体倾斜达到预设角度时，控制模块I中控制系统发出停止训练命令并产生报警信号以提示相关医护人员；控制模块1、动力驱动模块2、检测模块3、外骨骼4和平衡装置5中分别设有软件限位、电子限位、参数限位、机械限位和应急开关，当训练器使用时达到上述任一限位，控制模块I中的控制系统均能发出停止训练命令以关闭训练器，或者患者本人通过平衡装置5上的应急开关关闭训练器。
[0020]所述被动式训练是指在截瘫患者和/或偏瘫患者的肢体无肌力或肌力较小时，通过控制模块I中的控制系统使外骨骼4中的各个关节架和骨架在动力驱动模块2的驱动下，带动患者肢体分别做屈曲、外展、伸展、背屈、站立、行走等训练；另外针对偏瘫患者，被动式训练还包括通过检测模块3中压力传感器检测到的健康肢体运动的参数而控制患病肢体做相同动作的训练运动；被动式训练能够刺激患者运动神经的重建，以达到辅助治疗目的。
[0021]所述主动式训练是指先由检测模块3中肌力传感器检测患者肢体的运动信息，再经控制模块I中控制系统分析、判断后启动外骨骼4以辅助患者肢体运动，从而有意识地增强患者肌力；该种训练方式适用于肌力达到2-3级的偏瘫患者；所述抗阻式训练是指当患者肌力达到3级以上时，在主动式训练的基础上控制模块I中控制系统通过启动外骨骼4对患者肢体施加一定阻力进行辅助运动，以进一步提高患者的肌力。
【主权项】
1.一种智能型下肢康复训练器，其特征在于主体结构包括控制模块、动力驱动模块、检测模块、外骨骼和平衡装置，控制模块分别与动力驱动模块和检测模块电信息连接，动力驱动模块和检测模块嵌入式连接在外骨骼上，平衡装置排放或安置在外骨骼的外围供使用者维持平衡；控制模块包括计算机、伺服控制器、控制系统和控制电路，用于对整个训练器进行操作控制和信息采集处理；动力驱动模块包括四组伺服电机，能够在控制模块控制作用下分别驱动外骨骼中的关节架和骨架；检测模块包括肌力传感器、压力传感器、速度传感器和角度传感器，能够对训练器使用过程中的运动信息和患者生理信息进行检测传输；外骨骼是由髋关节、膝关节和踝关节构成的关节架与由胸部支架、背带、减重支架、腰部支架、股骨架、腓骨架、脚踝架和脚托构成的骨架通过运动副的方式连接形成，用于对支撑患者肢体和辅助运动；平衡装置包括手扶推车、双杠和双拐，用于维持患者在训练时身体的平衡。2.根据权利要求1所述的智能型下肢康复训练器，其特征在于外骨骼的主体结构包括胸部支架、背带、减重支架、腰部支架、髋关节、股骨架、膝关节、腓骨架、踝关节、脚踝架和脚托，胸部支架和腰部支架之间设置有减重支架能够减轻训练器穿戴时下体的重量，胸部支架上设置有能够伸缩的背带便于患者穿戴时固定，减重支架上安装有角度传感器用于检测训练者的运动信息；髋关节、膝关节和踝关节均分别左右对称式设置，髋关节与膝关节之间及膝关节和踝关节之间分别通过伸缩式结构的股骨架和腓骨架连接，踝关节的下方通过脚踝架连接设置有脚托，脚托上安装有压力传感器用于检测训练者的运动信息；每个髋关节和膝关节上均带有一组伺服电机，每个髋关节上安装有速度传感器用于检测训练者的运动信息，每个膝关节上安装有肌力传感器用于检测训练者的生理信息。3.根据权利要求1所述的智能型下肢康复训练器，其特征在于具有抗痉挛保护控制功能，当检测模块中肌力传感器检测到患者肢体与外骨骼之间的作用力达到控制模块中预设的设定值时，训练器停止训练，同时带动患者肢体朝着痉挛方向运动以避免造成二次伤害。4.根据权利要求1所述的智能型下肢康复训练器，其特征在于具有运动强度控制功能，外骨骼带动患者肢体的运动速度和幅度均由控制模块中预设的控制系统进行调节，根据患者不同需要实现运动强度的调节。5.根据权利要求1所述的智能型下肢康复训练器，其特征在于具有防跌倒控制功能，当检测模块中角度传感器检测到患者的身体倾斜达到预设角度时，控制模块中控制系统发出停止训练命令并产生报警信号以提示相关人员。6.根据权利要求1所述的智能型下肢康复训练器，其特征在于具有安全控制功能，控制模块、动力驱动模块、检测模块、外骨骼和平衡装置中分别设有软件限位、电子限位、参数限位、机械限位和应急开关，当训练器使用时达到上述任一限位，控制模块中的控制系统均能发出停止训练命令以关闭训练器，或患者本人通过平衡装置上设置的应急开关关闭训练器。7.根据权利要求1所述的智能型下肢康复训练器，其特征在于使用时，将智能下肢康复训练器穿戴在截瘫患者肢体上，在控制系统的作用下带动肢体进行被动式康复训练；或将智能下肢康复训练器穿戴在偏瘫患者肢体上，通过控制系统使患者进行主动式、被动式和/或抗阻式康复训练。
【专利摘要】本发明属于医疗康复器械技术领域，具体涉及一种智能型下肢康复训练器，主体结构包括控制模块、动力驱动模块、检测模块、外骨骼和平衡装置，控制模块分别与动力驱动模块和检测模块电信息连接，动力驱动模块和检测模块嵌入式连接在外骨骼上，控制模块包括计算机、伺服控制器、控制系统和控制电路，动力驱动模块包括四组伺服电机，检测模块包括肌力传感器、压力传感器、速度传感器和角度传感器，外骨骼是由髋关节、膝关节和踝关节构成的关节架与由胸部支架、背带、减重支架、腰部支架、股骨架、腓骨架、脚踝架和脚托构成的骨架通过运动副的方式连接形成，平衡装置包括手扶推车、双杠和双拐，其结构简单，具有良好的康复训练辅助功能。
【IPC分类】A61H1/00, A63B23/04
【公开号】CN104983543
【申请号】CN201510452488
【发明人】张士勇, 杨书春
【申请人】张士勇
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月29日