CN111449899B - 一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人 - Google Patents
一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，步骤1：康复训练前，通过压力传感器采集患者最大肌力值，通过光电编码器采集患者髋关节的最大活动角度值；步骤2：设置最大肌力值和髋关节的最大活动角度值，在小于最大肌力值和髋关节的最大活动角度值的范围内，多次输出电机扭矩和转速，同时测量患者肌力大小与髋关节活动角度，给出患者骨盆变形情况测评结果及康复训练数据，生成测评报告；步骤3：根据测评报告设置康复训练模式与参数并生成控制指令，完成对电机扭矩和转速的设置，电机带动患者完成相应动作。采用伺服电机驱动机器人髋关节的屈伸运动，利用机器人替代治疗师辅助患者进行骨盆矫正的康复训练。
Description
技术领域
本发明涉及骨盆矫正康复领域，更具体的说，它涉及一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人。
背景技术
下面的背景技术用于帮助读者理解本发明，而不能被认为是现有技术。
骨盆由骶骨、尾骨和两块髋骨连接构成，在人体生物力学结构中起到了承上启下的重要作用。女性妊娠过程中分泌的弛缓素和黄体素可以使韧带松弛，产后骨盆易发生移位变形，如骨盆前倾，骨盆前倾会给腰椎带来挤压，易产生腰椎区域的压力和疼痛，严重时会引起内脏下垂，小腹凸起、臀部横向发展、下垂等，进而破坏身体曲线，甚至对人体造成极大伤害，除此之外，还有骨盆后倾、骨盆单侧的侧旋等多种骨盆变形的情况。同时，现代人由于生活和工作原因，骨盆状态异常现象也常有发生。
而现有的骨盆矫正手法多采用人力实现，劳动强度大、效率低，且无法实现针对不同病情患者的大量高强度反复训练的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种骨盆矫正康复训练机器人及其康复训练的控制方法，采用伺服电机驱动机器人髋关节的屈伸运动，利用机器人替代治疗师辅助患者进行骨盆矫正的康复训练，既可以将治疗师从繁重的训练过程中解放出来，又能保证训练效率,具有重要意义。
一方面，本发明提供了一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，包括支撑体、髋关节矫正模块和腿部支撑模块，髋关节矫正模块包括电机、减速器和髋关节矫正件，电机安装于支撑体，电机输出轴与减速器输入端连接，减速器输出端与髋关节矫正件连接，髋关节矫正件与腿部支撑模块连接。康复训练时，患者侧躺于病床上，患者的髋关节放置于并对准髋关节矫正件，腿部支撑模块固定患者的腿部，电机提供一定扭矩，带动髋关节在一定范围内转动，从而起到矫正骨盆的作用。根据患者病情的不同,机器人可以提供临床上所需要的多种训练模式，包括被动模式、主动模式、阻抗模式或者几种模式结合，被动模式为患者不用力，机器人辅助矫正；主动模式为指患者用力，同时配合机器人辅助矫正；阻抗训练是指对抗阻力的运动，例如，机器人提供100N的力，然后患者就反馈同等大小的力尝试与机器人对抗，或者是机器人提供一个方向的扭矩，患者则施以相反方向的力用以对抗。需要说明的是，电机提供的扭矩适中，防止太大损伤患者的髋关节，也避免太小起不到矫正作用。
支撑体
将髋关节矫正模块安装于支撑体上，一方面对髋关节矫正模块起到支撑作用，另一方面由于患者需侧躺于病床上，髋关节放置于髋关节矫正件上，也是对患者的身体起到支撑作用。
支撑体可以为安装座，或者为能容纳其他部件的柜体。
优选的，支撑体设置控制器。控制器可控制电机的转速，从而调节电机的扭矩。
优选的，支撑体底部设有可锁止万向轮或者麦克纳姆轮。使用前，通过万向轮或者麦克纳姆轮将机器人调整至合适的位置；使用时，具有自锁功能，防止使用的过程中该机器人移动；使用后，可快速移走。
优选的，支撑体为柜体时，柜体为方体。
升降装置
升降装置能使髋关节矫正件升降，可根据康复病人病床高度升降，从而适应不同高度的病床。
优选的，升降装置设于支撑体。升降装置的安装方式包括但不限于：设于柜体底部，或者位于柜体内部。升降装置具有多种形式，现以电动推杆为例，当电动推杆位于柜体底部时，电动推杆的推杆端部与柜体底部固定，此时电动推杆位于柜体外部，通过直接升降整个柜体来调整髋关节矫正件的高度。当电动推杆位于柜体内部时，电动推杆的推杆端部与电机固定，此时直接升降电机即可实现髋关节矫正件的高度调整。
需要说明的是，若升降装置位于柜体外部，升降装置的设置不影响柜体的移动。
腿部支撑模块
腿部支撑模块是康复训练实施的基础，可固定患者一侧腿部进行康复训练。
优选的，腿部支撑模块包括大腿支撑板、大腿固定装置、小腿支撑板和小腿固定装置，大腿固定装置位于大腿支撑板上，小腿固定装置位于小腿支撑板上，大腿支撑板与髋关节矫正件固定。大腿支撑板与髋关节矫正件的固定方式可以是螺纹连接或焊接。
优选的，大腿固定装置和小腿固定装置均为绑带。需要说明的是，大腿固定装置和小腿固定装置的形式不限，只要能固定患者的腿部即可。
优选的，大腿固定装置位于大腿根部与膝盖之间，小腿固定装置位于膝盖与脚踝之间。只要能固定住大腿和小腿即可。
优选的，腿部支撑模块包括伸缩装置，伸缩装置位于大腿支撑板与小腿支撑板之间。这样，可调节大腿支撑板与小腿支撑板的长度，以适应不同身高腿长的患者。
优选的，伸缩装置为移动板，移动板一端与大腿支撑板连接，另一端与小腿支撑板螺栓连接，移动板开有多行螺栓孔。这样，需要调整大腿支撑板和小腿支撑板的长度时，可匹配移动板的螺栓孔。当然，伸缩装置的形式不限于上述举例，只要能满足调节大腿支撑板与小腿支撑板的长度要求即可，例如可以采用名称为一种光伏太阳能支架用伸缩杆、申请公布号为CN 109039245 A，名称为一种伸缩杆和具有该伸缩杆的卸料平台、申请公布号为CN 105239785 A等专利中已经公开的伸缩杆，在此不作详细赘述。
髋关节矫正模块
患者的髋关节放置并对准髋关节矫正件，电机提供一定扭矩，带动髋关节在一定范围内转动，从而起到矫正骨盆的作用。
优选的，髋关节矫正件端部设有与大腿支撑板固定的矫正部，矫正部外露于大腿支撑板平面。患者的髋关节与矫正部对准，电机带动矫正部在一定范围内转动时，腿部支撑模块也随之转动，也就是说，康复训练时，患者的髋关节与腿部同时转动。同时，矫正部起到连接髋关节矫正模块与腿部支撑模块的作用。
优选的，矫正部外露的长度适中，矫正时保证患者具有舒适感。
优选的，矫正部为圆柱体，面积一定，端面光滑。矫正部具有一定面积，能覆盖患者的髋关节，而且面积的大小能使髋关节单位面积所受到的压强在人体承受的范围之内，保证舒适感。
优选的，髋关节矫正件为轴。
脚部模块
优选的，所述机器人设有脚部模块，脚部模块包括踝关节支撑板、连接板、脚板、脚部固定装置，踝关节支撑杆一端与小腿支撑板连接，另一端与连接板连接，脚板与连接板垂直固定，脚部固定装置位于脚板上。脚部模块用于固定患者脚部，在使用本发明进行康复训练时，并不驱动控制踝关节及脚部的运动，但为了保证康复训练时患者的舒适度，并不限制踝关节处的自由度。
优选的，脚部固定装置为绑带。
控制模块
所述机器人设有控制模块，控制模块设于支撑体，控制模块包括数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元、运动控制单元和人机交互单元，数据采集单元的输出端与数据传输单元的输入端连接，数据传输单元的输出端与数据处理单元的输入端连接，数据处理单元的第一输出端与运动控制单元的输入端连接，第二输出端与人机交互单元连接。
数据采集单元采集患者髋关节处角速度信号、扭矩信号、关节角度信号以及表面肌力大小，通过数据传输单元传输至数据处理单元；数据处理单元对接收到的信号进行补偿、滤波后，产生运动控制指令，发送至运动控制模块；运动控制单元根据指令提供一定速度与扭矩，带动患者完成相应动作，人机交互单元根据传输的数据实时更新，显示器可实时显示康复训练的跟踪数据及测评情况；语音交互装置可使医生通过语音来控制或调整机器人运动，使康复治疗过程更简单智能。
优选的，数据采集单元包括扭矩传感器，扭矩传感器位于减速器输出端与髋关节矫正件之间。扭矩传感器用于实时采集康复训练过程中髋关节矫正件的扭矩信号，理疗师通过观察髋关节矫正件力矩变化，了解患者康复情况，同时判断机器人工作时是否用力过大，防止扭伤情况发生。
优选的，数据采集单元包括压力传感器，压力传感器设于大腿支撑板。用于在康复训练前测量患者最大肌力，取其为机器人输出力的上限值。
优选的，压力传感器设于髋关节矫正件与大腿固定装置之间。如此，能准确获取患者最大肌力值。
优选的，压力传感器与电机同侧。这样，不影响腿部的固定。
优选的，数据采集单元包括光电编码器，光电编码器位于电机内部。用于测量髋关节在康复训练时的转动角度，避免扭伤情况的发生。
优选的，数据处理单元对接受的数据补偿、滤波、分析后，给出患者骨盆变形情况测评结果及相关康复训练数据，生成测评报告，测评结果发送给医护人员，医护人员可设置康复训练模式与参数并生成控制指令，发送给运动控制单元。
优选的，运动控制单元包括主控芯片。本实施例中，主控芯片采用stm32单片机。以数据采集与处理模块的分析数据作为下肢康复机器人运动控制为基础，阻抗控制器提供确定的阻力值，辅助患者完成骨盆矫正康复训练。
优选的，人机交互单元包括显示器、语音交互装置，显示器可实时显示康复训练的跟踪数据及测评情况；语音交互装置可使医生通过语音来控制或调整机器人运动，使康复治疗过程更简单智能。
本发明的工作过程：将机器人移动至病床边，根据康复病人的病床高度，通过升降装置将矫正部升降至合适的高度，患者侧躺于病床上，通过伸缩装置调节大、小腿支撑板的长度，矫正部对准患者的髋关节，将大腿支撑板与患者的大腿固定，小腿支撑板与小腿固定，脚板与脚部固定，进行康复训练。扭矩传感器位于所述减速器和髋关节矫正件之间，可实时采集髋关节矫正件的扭矩信号，理疗师通过观察髋关节矫正件力矩变化，了解患者康复情况，同时判断机器人工作时是否用力过大，防止扭伤情况发生；压力传感器位于大腿支撑板上，用于在康复训练前测量患者最大肌力，取其为机器人输出力的上限值；光电编码器位于电机内，用于测量髋关节在康复训练时的转动角度，避免扭伤情况的发生。显示器可实时显示康复训练的跟踪数据及测评情况；在患者训练过程中，传输单元实时将运动信息传输到后台，显示在显示屏上，方便医护人员监督和分析患者的训练情况。语音交互装置可通过语音来控制或调整机器人运动，使康复治疗过程更简单智能。
另一方面，本申请还提供了一种骨盆矫正康复训练机器人的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：康复训练前，输出电机扭矩和转速，通过压力传感器采集患者最大肌力值，通过光电编码器采集患者髋关节的最大活动角度值，记录此时的电机扭矩和转速；
步骤2：设置最大肌力值和髋关节的最大活动角度值，在小于最大肌力值和髋关节的最大活动角度值的范围内，多次输出电机扭矩和转速，同时测量患者肌力大小与髋关节活动角度，给出患者骨盆变形情况测评结果及康复训练数据，生成测评报告；
步骤3：根据测评报告设置康复训练模式与参数并生成控制指令，发送给主控芯片，电机接收主控芯片指令，完成对电机扭矩和转速的设置，电机提供一定速度与扭矩，带动患者完成相应动作。
本发明的有益效果：
1、利用本发明即骨盆矫正康复训练机器人替代治疗师辅助患者进行康复训练,既可以将治疗师从繁重的训练过程中解放出来,又能保证训练效率。
2、本发明结构简单、输出力大，安全性和柔性较高，穿戴方便、操作简单、运动灵活，可以对骨盆矫正康复训练过程起到模拟与辅助效果，具有很高实用性。
3、根据患者病情的不同,机器人可以提供临床上所需要的多种训练模式，包括被动模式、主动模式、阻抗模式或者其中几种模式相结合。
4、本发明通过设置升降装置，可根据康复病人病床高度升降，从而适应不同高度的病床。
5、通过在腿部模块设置伸缩装置，可调节大小腿支撑杆的长度，适应不同身高腿长的患者。
6、通过设置扭矩传感器、压力传感器和光电编码器，扭矩传感器位于所述减速器和髋关节矫正件之间，可实时采集髋关节矫正件的扭矩信号，理疗师通过观察髋关节矫正件力矩变化，了解患者康复情况，同时判断机器人工作时是否用力过大，防止扭伤情况发生；所述压力传感器位于大腿支撑杆上，用于在康复训练前测量患者最大肌力，取其为机器人输出力的上限值；所述光电编码器位于电机内，用于测量髋关节在康复训练时的转动角度，避免扭伤情况的发生。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的正视图。
图3为髋关节矫正模块的结构示意图。
图4为髋关节矫正模块的结构示意图。
图5为腿部支撑模块的结构示意图。
图6为脚部模块。
图7为康复训练的流程图。
图中标识：支撑体1，髋关节矫正模块2，电机21、减速器22，髋关节矫正件23，矫正部24，扭矩传感器25，腿部支撑模块3，大腿支撑板31，大腿固定装置32，小腿支撑板33，小腿固定装置34，伸缩装置35，脚部模块4，踝关节支撑板41，连接板42，脚板43，脚部固定装置44，扭矩传感器51，压力传感器52。
具体实施方式
下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。这些说明仅仅是采用举例的方式进行说明本发明的方式是如何实现的，并不能对本发明构成任何的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，属于“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
如图1-7所示，一种骨盆矫正康复训练机器人，包括支撑体1、髋关节矫正模块2和腿部支撑模块3，髋关节矫正模块2包括电机21、减速器22和髋关节矫正件23，电机21安装于支撑体1，电机21输出轴与减速器22输入端连接，减速器22输出端与髋关节矫正件23连接，髋关节矫正件23与腿部支撑模块3连接。康复训练时，患者侧躺于病床上，患者的髋关节放置于并对准髋关节矫正件，腿部支撑模块固定患者的腿部，电机提供一定扭矩，带动髋关节在一定范围内转动，从而起到矫正骨盆的作用。根据患者病情的不同,机器人可以提供临床上所需要的多种训练模式，包括被动模式、主动模式、阻抗模式或者几种模式结合，被动模式为患者不用力，机器人辅助矫正；主动模式为指患者用力，同时配合机器人辅助矫正；阻抗训练是指对抗阻力的运动，例如，机器人提供100N的力，然后患者就反馈同等大小的力尝试与机器人对抗，或者是机器人提供一个方向的扭矩，患者则施以相反方向的力用以对抗。需要说明的是，电机提供的扭矩适中，防止太大损伤患者的髋关节，也避免太小起不到矫正作用。
支撑体
将髋关节矫正模块安装于支撑体1上，一方面对髋关节矫正模块2起到支撑作用，另一方面由于患者需侧躺于病床上，髋关节放置于髋关节矫正件上，也是对患者的身体起到支撑作用。
支撑体1可以为安装座，或者为能容纳其他部件的柜体。本实施例中，支撑体采用柜体。
优选的，柜体内置控制器。控制器可控制电机的转速，从而调节电机的扭矩。
优选的，柜体底部设有可锁止万向轮或者麦克纳姆轮。使用前，通过万向轮或者麦克纳姆轮将机器人调整至合适的位置；使用时，具有自锁功能，防止使用的过程中该机器人移动；使用后，可快速移走。
优选的，柜体为方体。
升降装置
升降装置能使髋关节矫正件23升降，可根据康复病人病床高度升降，从而适应不同高度的病床。
优选的，升降装置设于柜体。升降装置的安装方式包括但不限于：设于柜体底部，或者位于柜体内部。升降装置具有多种形式，现以电动推杆为例，当电动推杆位于柜体底部时，电动推杆的推杆端部与柜体底部固定，此时电动推杆位于柜体外部，通过直接升降整个柜体来调整髋关节矫正件的高度。当电动推杆位于柜体内部时，电动推杆的推杆端部与电机固定，此时直接升降电机即可实现髋关节矫正件的高度调整。
需要说明的是，若升降装置位于柜体外部，升降装置的设置不影响柜体的移动。
髋关节矫正模块
患者的髋关节放置并对准髋关节矫正件，电机提供一定扭矩，带动髋关节在一定范围内转动，从而起到矫正骨盆的作用。
优选的，髋关节矫正件端部设有与大腿支撑板固定的矫正部24，矫正部24外露于大腿支撑板平面。患者的髋关节与矫正部对准，电机带动矫正部在一定范围内转动时，腿部支撑模块也随之转动，也就是说，康复训练时，患者的髋关节与腿部同时转动。同时，矫正部起到连接髋关节矫正模块与腿部支撑模块的作用。
优选的，矫正部24外露的长度适中，矫正时保证患者具有舒适感。
优选的，矫正部24为圆柱体，面积一定，端面光滑。矫正部24具有一定面积，能覆盖患者的髋关节，而且面积的大小能使髋关节单位面积所受到的压强在人体承受的范围之内，保证舒适感。
优选的，髋关节矫正件23为轴。
腿部支撑模块
腿部支撑模块3是康复训练实施的基础，可固定患者一侧腿部进行康复训练。
优选的，腿部支撑模块3包括大腿支撑板31、大腿固定装置32、小腿支撑板33和小腿固定装置34，大腿固定装置32位于大腿支撑板31上，小腿固定装置34位于小腿支撑板33上，大腿支撑板31与髋关节矫正件23固定。大腿支撑板31与髋关节矫正件23的固定方式可以是螺纹连接或焊接。
优选的，大腿固定装置和小腿固定装置均为绑带。需要说明的是，大腿固定装置和小腿固定装置的形式不限，只要能固定患者的腿部即可。
优选的，大腿固定装置位于大腿根部与膝盖之间，小腿固定装置位于膝盖与脚踝之间。只要能固定住大腿和小腿即可。
优选的，腿部支撑模块3包括伸缩装置35，伸缩装置位于大腿支撑板与小腿支撑板之间。这样，可调节大腿支撑板与小腿支撑板的长度，以适应不同身高腿长的患者。
优选的，伸缩装置35为移动板，移动板一端与大腿支撑板连接，另一端与小腿支撑板螺栓连接，移动板开有多行螺栓孔。这样，需要调整大腿支撑板和小腿支撑板的长度时，可匹配移动板的螺栓孔。当然，伸缩装置的形式不限于上述举例，只要能满足调节大腿支撑板与小腿支撑板的长度要求即可，例如可以采用名称为一种光伏太阳能支架用伸缩杆、申请公布号为CN 109039245 A，名称为一种伸缩杆和具有该伸缩杆的卸料平台、申请公布号为CN 105239785 A等专利中已经公开的伸缩杆，在此不作详细赘述。
脚部模块
优选的，所述机器人设有脚部模块4，脚部模块4包括踝关节支撑板41、连接板42、脚板43、脚部固定装置44，踝关节支撑板41一端与小腿支撑板33连接，另一端与连接板42连接，脚板43与连接板42垂直固定，脚部固定装置44位于脚板上。脚部模块4用于固定患者脚部，在使用本发明进行康复训练时，并不驱动控制踝关节及脚部的运动，但为了保证康复训练时患者的舒适度，并不限制踝关节处的自由度。
优选的，脚部固定装置44为绑带。
控制模块
所述机器人设有控制模块，控制模块包括数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元、运动控制单元和人机交互单元，数据采集单元的输出端与数据传输单元的输入端连接，数据传输单元的输出端与数据处理单元的输入端连接，数据处理单元的第一输出端与运动控制单元的输入端连接，第二输出端与人机交互单元连接。
数据采集单元采集患者髋关节处角速度信号、扭矩信号、关节角度信号以及表面肌力大小，通过数据传输单元传输至数据处理单元；数据处理单元对接收到的信号进行补偿、滤波后，产生运动控制指令，发送至运动控制模块；运动控制单元根据指令提供一定速度与扭矩，带动患者完成相应动作，人机交互单元根据传输的数据实时更新，显示器可实时显示康复训练的跟踪数据及测评情况；语音交互装置可使医生通过语音来控制或调整机器人运动，使康复治疗过程更简单智能。
优选的，数据采集单元包括扭矩传感器51，扭矩传感器51位于减速器22输出端与髋关节矫正件23之间。扭矩传感器51用于实时采集康复训练过程中髋关节矫正件23的扭矩信号，理疗师通过观察髋关节矫正件力矩变化，了解患者康复情况，同时判断机器人工作时是否用力过大，防止扭伤情况发生。
优选的，数据采集单元包括压力传感器52，压力传感器52设于大腿支撑板31。用于在康复训练前测量患者最大肌力，取其为机器人输出力的上限值。
优选的，压力传感器52设于髋关节矫正件23与大腿固定装置32之间。如此，能准确获取患者最大肌力值。
优选的，压力传感器52与电机21同侧。这样，不影响腿部的固定。
优选的，数据采集单元包括光电编码器，光电编码器位于电机内部。用于测量髋关节在康复训练时的转动角度，避免扭伤情况的发生。
优选的，数据处理单元对接受的数据补偿、滤波后，给出患者骨盆变形情况测评结果及相关康复训练数据，生成测评报告，测评结果发送给医护人员，医护人员可设置康复训练模式与参数并生成控制指令，发送给运动控制单元。
优选的，数据传输单元可以采用蓝牙、无线传输等方式。
优选的，运动控制单元包括主控芯片。本实施例中，主控芯片采用stm32单片机。以数据采集的分析数据作为下肢康复机器人运动控制为基础，阻抗控制器提供确定的阻力值，辅助患者完成骨盆矫正康复训练。
优选的，人机交互单元包括显示器、语音交互装置，显示器可实时显示康复训练的跟踪数据及测评情况；语音交互装置可使医生通过语音来控制或调整机器人运动，使康复治疗过程更简单智能。除此之外，还可设置用户管理模块，例如设置用户训练记录；设置后台监听、数据库接口。
本申请还提供了一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，包括以下步骤：
步骤1：康复训练前，输出电机扭矩和转速，通过压力传感器采集患者最大肌力值，通过光电编码器采集患者髋关节的最大活动角度值，记录此时的电机扭矩和转速；
步骤2：设置最大肌力值和髋关节的最大活动角度值，在小于最大肌力值和髋关节的最大活动角度值的范围内，多次输出电机扭矩和转速，同时测量患者肌力大小与髋关节活动角度，给出患者骨盆变形情况测评结果及康复训练数据，生成测评报告；
步骤3：根据测评报告设置康复训练模式与参数并生成控制指令，发送给主控芯片，电机接收主控芯片指令，完成对电机扭矩和转速的设置，电机提供一定速度与扭矩，带动患者完成相应动作。
本发明的工作过程：将机器人移动至病床边，根据康复病人的病床高度，通过升降装置将矫正部升降至合适的高度，患者侧躺于病床上，通过伸缩装置调节大、小腿支撑板的长度，矫正部对准患者的髋关节，将大腿支撑板与患者的大腿固定，小腿支撑板与小腿固定，脚板与脚部固定，进行康复训练。扭矩传感器位于所述减速器和髋关节矫正件之间，可实时采集髋关节矫正件的扭矩信号，理疗师通过观察髋关节矫正件力矩变化，了解患者康复情况，同时判断机器人工作时是否用力过大，防止扭伤情况发生；压力传感器位于大腿支撑板上，用于在康复训练前测量患者最大肌力，取其为机器人输出力的上限值；光电编码器位于电机内，用于测量髋关节在康复训练时的转动角度，避免扭伤情况的发生。
在缺少本文中所具体公开的任何元件、限制的情况下，可以实现本文所示和所述的发明。所采用的术语和表达法被用作说明的术语而非限制，并且不希望在这些术语和表达法的使用中排除所示和所述的特征或其部分的任何等同物，而且应该认识到各种改型在本发明的范围内都是可行的。因此应该理解，尽管通过各种实施例和可选的特征具体公开了本发明，但是本文所述的概念的修改和变型可以被本领域普通技术人员所采用，并且认为这些修改和变型落入所附权利要求书限定的本发明的范围之内。
本文中所述或记载的文章、专利、专利申请以及所有其他文献和以电子方式可得的信息的内容在某种程度上全文包括在此以作参考，就如同每个单独的出版物被具体和单独指出以作参考一样。申请人保留把来自任何这种文章、专利、专利申请或其他文献的任何及所有材料和信息结合入本申请中的权利。
Claims (7)
1.一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，包括：
支撑体；
腿部支撑模块；
髋关节矫正模块，髋关节矫正模块包括电机、减速器和髋关节矫正件，电机安装于支撑体，电机输出轴与减速器输入端连接，减速器输出端与髋关节矫正件连接，髋关节矫正件与腿部支撑模块连接；
控制模块，控制模块设于支撑体；通过控制模块采集患者肌力值，采集患者髋关节的活动角度值；
所述腿部支撑模块包括大腿支撑板、大腿固定装置、小腿支撑板和小腿固定装置，大腿固定装置位于大腿支撑板上，小腿固定装置位于小腿支撑板上，大腿支撑板与髋关节矫正件固定，大腿固定装置位于大腿根部与膝盖之间，小腿固定装置位于膝盖与脚踝之间，髋关节矫正件端部设有与大腿支撑板固定的矫正部，矫正部为圆柱体，端面光滑，矫正部外露于大腿支撑板平面；
腿部支撑模块包括伸缩装置，伸缩装置位于大腿支撑板与小腿支撑板之间；
所述机器人设有脚部模块，脚部模块包括踝关节支撑板、连接板、脚板、脚部固定装置，踝关节支撑板一端与小腿支撑板连接，另一端与连接板连接，脚板与连接板垂直固定，脚部固定装置位于脚板上；
当进行康复训练时，将机器人移动至病床边，根据康复病人的病床高度，通过升降装置将矫正部升降至合适的高度，患者侧躺于病床上，通过伸缩装置调节大、小腿支撑板的之间的距离，矫正部对准患者的髋关节，将大腿支撑板与患者的大腿固定，小腿支撑板与小腿固定，脚板与脚部固定，进行康复训练。
2.如权利要求1所述的一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，其特征在于，所述控制模块包括数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元、运动控制单元和人机交互单元，数据采集单元的输出端与数据传输单元的输入端连接，数据传输单元的输出端与数据处理单元的输入端连接，数据处理单元的第一输出端与运动控制单元的输入端连接，第二输出端与人机交互单元连接。
3.如权利要求2所述的一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，其特征在于，数据采集单元包括扭矩传感器，扭矩传感器位于减速器输出端与髋关节矫正件之间。
4.如权利要求3所述的一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，其特征在于，数据采集单元包括压力传感器，压力传感器设于髋关节矫正件与大腿固定装置之间。
5.如权利要求4所述的一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，其特征在于，数据采集单元包括光电编码器，光电编码器位于电机内部。
6.如权利要求5所述的一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，其特征在于，运动控制单元包括主控芯片。
7.如权利要求6所述的一种用于康复训练的骨盆矫正康复训练机器人，其特征在于，人机交互单元包括显示器、语音交互装置。
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