穿戴式下肢外骨骼助行机器人系统研究

• 作者: 倪伟 喻洪流 王多琎 王峰 胡冰山 霍金月
• 来源期刊: 中国康复理论与实践
• 学科: 医学
• 关键词: 下肢外骨骼助行机器人 行走康复 髋 膝
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 康复工程与辅助技术
• 页码范围: 481-486
• 页数: 6页
• 分类号: R496
• 字数: 3829字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-9771.2019.04.021

摘要

目的 提出一种新型轻量化穿戴式下肢外骨骼助行机器人系统,探究其辅助步态紊乱者和T4脊髓节段以下损伤的截瘫患者(排除双下肢肌痉挛和明显疼痛者)实现行走及姿态变换康复训练的可行性.方法 设计髋关节双电机主动驱动,膝关节被动四连杆模拟人体运动瞬心变化的主被动混合式可穿戴下肢外骨骼助行机器人结构,基于模块化设计思想,提出以STM32F767IGT6及外围电路为主控制器,包含姿态采集、电源和拐杖模块的控制系统.以正常人穿戴该外骨骼机器人进行平地、斜坡及姿态变换实验,分析运动过程中髋、膝、踝关节角度,并对比正常人穿戴和未穿戴该机器人股外侧肌和股内侧肌的肌电信号.结果 穿戴者可实现仅基于该外骨骼机器人系统辅助的坐下-站立姿态变换以及平地/斜坡行走,且髋、膝、踝关节角度与正常人行走变化趋势基本一致,穿戴该机器人相比未穿戴行走时,股外侧肌和股内侧肌肌电信号均降低.结论 该主被动混合式可穿戴下肢外骨骼助行机器人在仅髋关节两个电机驱动下,依然可实现行走及姿态变换的康复训练,验证了髋关节双电机主动驱动、膝关节被动四连杆结构的下肢外骨骼助行机器人系统帮助截瘫患者和步态紊乱者行走康复的可行性.