一种新型生物融合式腰椎外骨骼的设计及评估

摘要

设计一种新型生物融合式腰椎外骨骼,用于腰部损伤患者进行康复训练。腰椎外骨骼仿照人体腰部的运动轨迹能够进行前屈后伸,左右侧屈,纵向拔伸等运动动作,能够达到腰部助力及牵引康复训练的效果。腰椎外骨骼的结构由腰部组件,骨盆组件及四个电动推杆组成,控制系统由主控制模块、位置传感器模块、压力传感器模块等七个模块组成。通过位置控制器与力控制器进行腰部助力与牵引两种训练模式的控制。在腰椎外骨骼样机的研制中,设计腰椎外骨骼整体外观结构,以及控制器的外观与功能,并进行腰椎外骨骼穿戴演示。最后,通过穿戴腰椎外骨骼采集受试者背部肌肉的肌电信号特征值来进行腰椎外骨骼辅助效果的评估。实验结果表明,腰椎外骨骼能够有效降低人体腰部负荷,减缓腰部压力。