一种可穿戴智能下肢康复装置及控制方法与流程

文档序号:12205701阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种可穿戴智能下肢康复装置,其特征在于,包括右侧背部支撑架(1)、主控箱体(2)、左侧背部支撑架(3)、腰带固定螺栓(4)、腰带(5)、连接片(6)、右侧腰部支撑件(7)、前侧腰部调节结构(8)、后侧腰部调节结构(9)、髋关节固定螺栓(10)、髋关节驱动机构(11)、左侧腰部支撑件(12)、错位连接件(13)、错位连接件螺栓(14)、大腿主连接件(15)、大腿固定机构(16)、膝关节驱动机构(17)、小腿固定机构(18)、小腿主连接件(19)、脚板螺栓(20)、脚板(21)和脚部固定带(22);

所述左侧背部支撑架(3)和右侧背部支撑架(1)一端分别垂直套装在左侧腰部主支撑架(12)和右侧腰部主支撑架(7)上,并用螺钉紧固连接;所述左侧背部支撑架(3)和右侧背部支撑架(1)上通过连接片(6)连接有主控箱体(2),并用螺栓(4)固定;

所述右侧腰部主支撑架(7)和左侧腰部主支撑架(12)结构相同,其一端为“G”型结构,另一端通过前侧腰部调节件(8)和后侧腰部调节件(9)固定在一起;所述左侧腰部主支撑架(12)上设置有六轴运动处理组件(24);所述右侧腰部主支撑架(7)上设置有紧急按钮(23);所述六轴运动处理组件(24)与紧急按钮(23)通过导线与主控箱(2)连接;

所述右侧腰部主支撑架(7)和左侧腰部主支撑架(12)下侧均设置有髋关节驱动机构(11),所述右侧腰部主支撑架(7)和左侧腰部主支撑架(12)的“G”型结构分别与髋关节驱动机构(11)中的髋关节固定外壳(1104)螺栓连接;髋关节驱动机构(11)的输出法兰(1112)分别通过错位连接件螺栓(14)与错位连接件(13)一端螺纹连接;错位连接件(13)的另一端通过螺纹与大腿主连接件(15)一端相连接,大腿主连接件(15)的另一端与膝关节驱动机构(17)一端相连;大腿主连接件(15)内侧设置有大腿固定机构(16);所述膝关节驱动机构(17)另一端与小腿主连接件(19)一端相连接;小腿主连接件(19)另一端与脚板(21)通过脚板螺栓(20)连接;脚板(21)上铆接有脚部固定带(22);所述生命特征监测设备(25)位于患者右侧手臂上。

2.根据权利要求1所述的可穿戴智能下肢康复装置,其特征在于,所述右侧腰部主支撑结构(7)包括L型支撑件(705)和G型连接件(701);所述L型支撑件(705)的一端设置G型连接件固定螺栓(703),且G型连接件固定螺栓(703)与G型连接件(701)通过L型支撑件螺母(704)紧固。

3.根据权利要求1所述的可穿戴智能下肢康复装置,其特征在于,所述髋关节驱动机构(11)与膝关节驱动机构(17)结构相同;所述髋关节驱动机构(11)包括编码计数器(1101)、髋关节伺服电机(1102)、伺服电机垫片(1104)、减速器垫片(1105)、输出轴(1110)、髋关节键(1107)、髋关节输出法兰(1112)、髋关节固定外壳(1114)、左侧固定圆盘(1109)、右侧固定圆环(1119)、髋关节转动外壳(1111)、定位轴承(1115)、轴承定位法兰(1117)和髋关节外壳垫圈(1118);所述髋关节伺服电机(1102)通过导线与主控箱(2)连接;

所述髋关节伺服电机(1102)的尾部安装有编码计数器(1101),伺服电机(1102)输出轴与髋关节L型减速器(1106)相连;所述伺服电机(1102)与髋关节L型减速器(1106)之间设置有伺服电机垫片(1104)和减速器垫片(1105);所述输出轴(1110)上安装有左侧固定圆盘(1109)、输出法兰(1112)、轴承定位法兰(1117)、髋关节外壳垫圈(1118)和右侧固定圆环(1119),其中,髋关节输出法兰(1112)通过髋关节键(1107)与输出轴(1110)相连接;输出轴(1110)一端安装在定位轴承(1115)上,另一端安装在髋关节减速器(1106)的输出端。

4.根据权利要求1所述的可穿戴智能下肢康复装置,其特征在于,所述大腿固定机构(16)包括束缚带固定结构(1601)、长固定螺栓(1602)、压力应变片(1603)和大腿束缚带(1604);所述束缚带固定结构(1601)为U形结构;所述压力应变片(1603)固定在束缚带固定结构(1601)的内侧,束缚带固定结构(1601)通过长固定螺栓(1602)与大腿主连接件(15)固定,大腿束缚带(1604)与束缚带固定结构(1601)固定。

5.根据权利要求1所述的可穿戴智能下肢康复装置,其特征在于,所述左侧背部支撑架(3)、右侧背部支撑架(1)、右侧腰部主支撑件(12)、前侧腰部调节结构(8)、后侧腰部调节结构(9)、右侧腰部主支撑件(7)、错位连接件(13)、大腿主连接件(15)、小腿主连接件(19)的材质均为碳纤维;所述腰带(5)的材质为硬质皮革。

6.根据权利要求1所述的可穿戴智能下肢康复装置,其特征在于,所述主控箱(2)包括主控箱底壳(201)、主控箱盖(207)、WIFI天线(203)、中央处理器(202)、无线WIFI模块(204)、锂电池(205)和第一蓝牙模块(206);所述主控箱底壳(201)、主控箱盖(207)通过螺栓连接;所述WIFI天线(203)与主控箱底壳(201)固定连接,且WIFI天线(203)一端位于主控箱底壳(201)外部;所述中央处理器(202)、无线WIFI模块(204)、锂电池(205)、第一蓝牙模块(206)通过导线连接,且均内置于箱体内部固定主控箱底壳(201)上。

7.根据权利要求1所述的可穿戴智能下肢康复装置,其特征在于,所述生命特征监测设备(25)包括显示屏(2501)、腕部束缚带(2502)、脉搏测量模块(2503)、数据连接线(2504)、大臂束缚带(2505)、血压测量模块(2506)和第二蓝牙模块(2507);所述第二蓝牙模块(2507)、显示屏(2501)和脉搏测量模块(2503)置于腕部束缚带(2502)上、所述血压测量模块(2506)与大臂束缚带(2505)连接,腕部束缚带(2502)与大臂束缚带(2505通过数据连接线(2504)固定连接。

8.根据权利要求3、6或者7所述的基于可穿戴智能下肢康复装置的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一)压力应变片(1603)测量人体下肢与康复装置之间作用所产生的压力信号;脉搏测量模块(2503)测量人体脉搏信号;血压测量模块(2506)测量人体血压信号;

步骤二)所测压力信号经放大和模数转换后经总线传输至中央处理器(202);脉搏信号和血压信号经放大和模数转换后经第二蓝牙模块(2507)传输至中央处理器(202);

步骤三)中央处理器(202)处理步骤二)信号;

步骤四)中央处理器(202)产生伺服电机(1102)控制参数和患者生命体征参数,参数通过显示屏(2501)显示,并通过无线WIFI模块(204)与外围大型设备通讯;

步骤五)编码器测得伺服电机(1102)转速,通过PID控制算法修复伺服电机(1102)转速;

步骤六)重复以上步骤一到步骤五,实现可穿戴智能下肢康复装置的正常运行。

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