康复事业在中国正处于一个较为快速发展的阶段,我国政府提出的“健康中国2020 战略”对于康复医学事业的发展带来了许多契机。项目主要研究减重台架式下肢外骨骼康复机器人和独立式下肢外骨骼机器人两类产品,其中项目技术背景:
1. 具有仿生膝关节的下肢外骨骼设计与优化;
2. 下肢外骨骼人机一体化控制策略研究;
3. 人机交互的安全性与舒适性设计;
4. 实验平台搭建及综合康复实验。
具体技术指标:
1. 康复机器人机械结构,针对下肢生理结构,单腿有髋、膝、踝三个关节,双腿 共六个关节,通过调整康复机器人机械结构和控制模式,可实现选择单关节训练、多关节协调训练、单腿摆动训练以及双腿的步态行走训练等模式;
2. 康复机器人电控系统,针对用户(购买者)选择的机器人配置,电控系统也采用可扩展设计,方便用户不断扩展,初始阶段可配置少量模块,最终可组成功能全面的康复机器人;
3. 患者体况检测系统;
4. 人机交互设备和减重台架及跑台。
申请专利:
1. “具有足底压力检测功能的主动驱动踝足矫形器”,中国发明专利,专利号:ZL201410251985.6;
2. “ 一种具有仿生膝关节的下肢外骨骼结构体”,中国发明专利,专利号:201510293839.3,2015年6月1日受理;
3. “基于3-RPR 并联机构的仿生膝关节下肢外骨骼结构体”,中国发明专利,专利号:201610955658.7,2016年10月27日受理。
陈伟海教授团队参与北航自动化学院帅梅副教授团队合作完成了国家科技部支撑计划课题 “穿戴式 下肢外骨骼减重 康复系统关键技 术研究及应用示 范(2012BAI33B05)” 与北京市重大科技计划课题“穿戴式下肢外骨骼智能康复机器人系 统装备研制 (D121104002812001)”。 以及独立完成国家自然科学基金面上项目“基于CPG控制的台架式仿生下肢外骨骼康复机器人系统研究(61573047)”的研究工作。
项目的外骨骼机器人主要应用领域为医院、康复中心等医疗机构、残疾人服务机 构和含有行走不便老年人的家庭,通过这些医疗和服务机构的推广,可帮助下肢运动 功能障碍的患者恢复行走能力。项目技术优势有基于平面并联机构的仿生膝关节设计 和被动阻抗自适应踝关节设计;各传感器优化分布和固定,以及多传感器信息融合技 术设计;融合多种传感信息的多层人机一体化康复控制系统设计;下肢外骨骼机器人系统安全性、可靠性和舒适性设计。
针对康复治疗行业的巨大市场,下肢外骨骼机器人具有良好的应用前景,项目完 成后,将为下肢康复机器人提供全新的设计思路,并大幅降低下肢康复机器人的成本, 使越来越多的医院和个人有能力配备和购买先进的康复机器人设备,从而实现高额的经济效益。