外骨骼式康復(fù)輔助裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及康復(fù)醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種外骨骼式康復(fù)輔助裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著現(xiàn)代社會(huì)的老齡化，腦卒中、偏癱等心血管疾病患者以及下肢肌肉萎縮、脊髓損傷患者已經(jīng)逐步成為現(xiàn)代社會(huì)的一種常見(jiàn)群體。脊髓是感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)通路，因此脊髓損傷的主要癥狀是因傳導(dǎo)通路的中斷而引起的麻痹。脊髓損傷是指由于各種外力作用于脊柱所造成的脊髓壓迫或斷裂，嚴(yán)重的脊髓損傷將導(dǎo)致下肢癱瘓，患者往往因?yàn)檫z留不同程度的功能障礙而無(wú)法恢復(fù)和準(zhǔn)確掌握步行運(yùn)動(dòng)技能。因此，尋求有效的康復(fù)手段，使患者能夠在一定程度上恢復(fù)失去的功能，不僅有利于提高患者本身的生活質(zhì)量，也可以減輕家庭和社會(huì)的總體負(fù)擔(dān)。下肢外骨骼助行康復(fù)機(jī)器人是一種可穿戴的、具有人工智能的機(jī)器人外骨骼系統(tǒng)，結(jié)合了人的智能和機(jī)械裝置的機(jī)械能量，癱瘓患者借助此系統(tǒng)可以擺脫輪椅，實(shí)現(xiàn)站立并行走訓(xùn)練，建立起對(duì)生活的信心。
[0003]目前，針對(duì)外骨骼助行康復(fù)設(shè)置有很多專利，如申請(qǐng)?zhí)枮?00910088396.9、200410053695.6,201010158178.0,201310726945.7,201310688125.3 等的中國(guó)專利，雖然上述專利均在一定程度上實(shí)現(xiàn)了助行康復(fù)訓(xùn)練，但是，其結(jié)構(gòu)均較復(fù)雜成本高，量產(chǎn)難度大，對(duì)使用者經(jīng)濟(jì)壓力大，而且，針對(duì)不同體型和身高使用者的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)費(fèi)事費(fèi)力，而且調(diào)整后左右的對(duì)稱性難以得到保障，影響助行康復(fù)訓(xùn)練效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種外骨骼式康復(fù)輔助
目.ο
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種外骨骼式康復(fù)輔助裝置，包括外骨骼康復(fù)器以及設(shè)置有助行控制器的拐杖，所述的外骨骼康復(fù)器包括腰部支架、大腿組件、小腿及足部組件，背負(fù)式的電池組以及與所述的助行控制器通訊連接的控制單元，
[0007]其中，所述的大腿組件包括兩個(gè)分別鉸接在腰部支架下部?jī)蓚?cè)的大腿桿，上下可調(diào)地與所述的大腿桿的底部垂直固定連接的上橫桿，兩端分別鉸接在上橫桿和腰部支架上的伸縮式推動(dòng)器，
[0008]所述的小腿及足部組件包括兩個(gè)上端分別與所述的上橫桿鉸接的小腿桿，分別上下可調(diào)地與所述的小腿桿垂直固定連接的兩個(gè)下橫桿，兩端分別與大腿桿和下橫桿鉸接的伸縮式推動(dòng)器，以及固定設(shè)置在所述的下橫桿內(nèi)側(cè)的腳部支撐板，所述的小腿桿底部鉸接有支撐板，支撐板與小腿桿間在鉸接點(diǎn)的前部和后部分別設(shè)置有彈性元件。
[0009]所述的大腿桿與上橫桿連接側(cè)以及小腿桿與下橫桿連接側(cè)分別設(shè)置有連接槽，在所述的連接槽內(nèi)可滑動(dòng)地設(shè)置有緊定塊，與所述的緊定塊螺紋連接的鎖定螺母將所述的大腿桿與上橫桿或小腿桿與下橫桿固定連接。
[0010]所述的腰部支架包括后桿以及分別與所述的后桿垂直固定連接的左桿和右桿，所述的后桿與左桿和右桿對(duì)應(yīng)側(cè)設(shè)置有連接槽，在所述的連接槽內(nèi)可滑動(dòng)地設(shè)置有緊定塊，與所述的緊定塊螺紋連接的鎖定螺母以及角板將所述的左桿或右桿與后桿固定連接。
[0011]在所述的大腿桿與上橫桿連接處、小腿桿與下橫桿連接處、左桿或右桿與所述的后桿連接處分別設(shè)置有增強(qiáng)連接件，所述的增強(qiáng)連接件包括由垂直設(shè)置的豎板和橫板構(gòu)成的L型連接板，可滑動(dòng)地設(shè)置在所述的連接槽內(nèi)增強(qiáng)鎖定塊，貫穿所述的豎板的螺釘將L型連接板與增強(qiáng)鎖定塊固定連接，所述的橫板對(duì)應(yīng)地與下橫梁或上橫梁或左桿或右桿固定連接。
[0012]所述的上橫梁、下橫梁、左桿或右桿與橫板對(duì)應(yīng)側(cè)設(shè)置有橫向緊固槽，在所述的橫向緊固槽內(nèi)可移動(dòng)地設(shè)置有緊固塊，所述的橫板通過(guò)與所述的緊固塊配合的螺釘固定連接。
[0013]所述的L型連接板前后兩側(cè)分別一體地形成有三角形側(cè)板，還包括與L型連接板螺接的蓋板。
[0014]所述的推動(dòng)器為電推桿或液壓缸，所述的推動(dòng)器兩端、大腿桿兩端以及小腿桿上端分別鉸接有連接座，所述的連接座與對(duì)應(yīng)的連接槽內(nèi)的緊固塊固定連接。
[0015]所述的小腿桿底部固定設(shè)置有底板，所述的底板中心向下突出地設(shè)置有三角形角板，所述的支撐板中心向上突出地設(shè)置有與所述的角板配合鉸接的連接角板，在角板與連接角板的前后分別設(shè)置有彈性元件，所述的彈性元件兩端分別與底板和支撐板固定連接。
[0016]在所述的豎板的外側(cè)面以及大腿桿或小腿桿對(duì)應(yīng)的側(cè)面上設(shè)置有匹配的增強(qiáng)齒紋。
[0017]一種外骨骼式康復(fù)輔助裝置的調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟，
[0018]I)旋松增強(qiáng)連接件與大腿桿和小腿桿連接處的螺釘，
[0019]2)通過(guò)助行控制器控制推動(dòng)器伸出或者縮回預(yù)定的長(zhǎng)度，
[0020]3)再次將增強(qiáng)連接件與大腿桿和小腿桿連接處的螺釘并保持上橫桿和下橫桿分別與大腿桿和小腿桿垂直。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明創(chuàng)造性地利用單腿兩個(gè)主動(dòng)自由度一個(gè)被動(dòng)自由度的總體設(shè)計(jì)理念，利用大腿和小腿處兩個(gè)推動(dòng)器作為主動(dòng)元件，通過(guò)鉸接設(shè)置盡量減少助行器自由度數(shù)量，降低機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度，同時(shí)用雙拐輔助平衡的方式，在外骨骼式助行器髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)自由度的分配上去掉了所有負(fù)責(zé)保持平衡和使長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)流暢的自由度，這樣能有效簡(jiǎn)化整體構(gòu)造，同時(shí)，采用非嵌套式的四連桿式驅(qū)動(dòng)可調(diào)機(jī)構(gòu)，既能滿足廣人機(jī)適應(yīng)性(從第5百分位至第95百分位)，又能符合人體正常步態(tài)中對(duì)于各關(guān)節(jié)角度的需求。為進(jìn)一步降低機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度，踝關(guān)節(jié)處保留在矢狀面內(nèi)活動(dòng)的一個(gè)自由度，即在小腿桿底部和支撐板間安裝彈簧類彈性元件為被動(dòng)動(dòng)力元件，利用其形變既可以緩沖又可以將得到的勢(shì)能釋放，控制簡(jiǎn)單，有效穩(wěn)定步態(tài)。而且，本發(fā)明的輔助裝置，可由型材桿件構(gòu)成主體，造價(jià)低，適應(yīng)性強(qiáng)，利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)量產(chǎn)化，有效降低了使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1所示為本發(fā)明的外骨骼式康復(fù)輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2所示為圖1所示的側(cè)視圖；
[0025]圖3所示為圖1所示的俯視圖；
[0026]圖4所示為增強(qiáng)連接件連接處爆炸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]如圖1-3所示，本發(fā)明的外骨骼式康復(fù)輔助裝置包括外骨骼康復(fù)器以及設(shè)置有助行控制器的拐杖(圖中未示出)，所述的外骨骼康復(fù)器包括腰部支架1、大腿組件2、小腿及足部組件3，背負(fù)式的電池組以及與所述的助行控制器通訊連接的控制單元，其中，所述的電池組為各電氣模塊供能，其重量由附加在腰部支架上的附屬支架承受，所述的大腿組件2包括兩個(gè)分別鉸接在腰部支架下部?jī)蓚?cè)的大腿桿21，上下可調(diào)地與所述的大腿桿的底部前側(cè)垂直固定連接的上橫桿22，兩端分別鉸接在上橫桿的自由端部和腰部支架上的伸縮式推動(dòng)器23，所述的小腿及足部組件3包括兩個(gè)上端分別與所述的上橫桿的自由端部下部鉸接的小腿桿31，分別上下可調(diào)地與所述的小腿桿的底部后側(cè)垂直固定連接的兩個(gè)下橫桿32，兩端分別鉸接在大腿桿底部和下橫桿自由端上的伸縮式推動(dòng)器33，以及固定設(shè)置在所述的下橫桿內(nèi)側(cè)的腳部支撐板34，所述的小腿桿底部下方鉸接有支撐板35，支撐板與小腿桿間在鉸接點(diǎn)的前部和后部分別設(shè)置有彈性元件36。其中，拐杖的助行控制器與控制單元之間可以采用藍(lán)牙連接等任意形式的通訊連接，同時(shí)，拐杖的助行控制器上設(shè)置有啟動(dòng)按鈕、緊急停止按鈕、速度增大按鈕、速度減小按鈕和模式轉(zhuǎn)換按鈕。緊急停止按鈕是用戶穿戴上外骨骼康復(fù)器后遇到某些情況需要使助行器停止工作時(shí)使用，當(dāng)用戶按動(dòng)該緊急停止按鈕后，外骨骼康復(fù)器并非是直接僵硬停止，而是會(huì)執(zhí)行直立程序移動(dòng)到直立模式并鎖死，成為一個(gè)輔助用戶站立的支架；模式轉(zhuǎn)換按鈕可以在步行、上樓梯、下樓梯等多種模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。具體控制和模式設(shè)定與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此不再贅述。
[0029]本發(fā)明創(chuàng)造性地利用單腿兩個(gè)主動(dòng)自由度一個(gè)被動(dòng)自由度的總體設(shè)計(jì)理念，利用大腿和小腿處兩個(gè)推動(dòng)器作為主動(dòng)元件，通過(guò)鉸接設(shè)置盡量減少助行器自由度數(shù)量，降低機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度，同時(shí)用雙拐輔助平衡的方式，在外骨骼式助行器髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)自由度的分配上去掉了所有負(fù)責(zé)保持平衡和使長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)流暢的自由度，這樣能有效簡(jiǎn)化整體構(gòu)造，同時(shí)，采用非嵌套式的四連桿式驅(qū)動(dòng)可調(diào)機(jī)構(gòu)，既能滿足廣人機(jī)適應(yīng)性(從第5百分位至第95百分位)，又能符合人體正常步態(tài)中對(duì)于各關(guān)節(jié)角度的需求。為進(jìn)一步降低機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度，踝關(guān)節(jié)處保留在矢狀面內(nèi)活動(dòng)的一個(gè)自由度，即在小腿桿底部和支撐板間安裝彈簧類彈性元件為被動(dòng)動(dòng)力元件，利用其形變既可以緩沖又可以將得到的勢(shì)能釋放，控制簡(jiǎn)單，有效穩(wěn)定步態(tài)。
[0030]進(jìn)一步地，如圖4所示，為實(shí)現(xiàn)上述的可調(diào)式固定連接，所述的大腿桿與上橫桿連接側(cè)以及小腿桿與下橫桿連接側(cè)分別設(shè)置有連接槽51，如T型槽、C型槽等連接用槽，在所述的連接槽內(nèi)可上下滑動(dòng)地設(shè)置有緊定塊52，與