作品名稱：智能康復訓練機器人
學校名稱：遼寧大學
參賽隊伍：帥過吳彥祖
參賽學生：高藝桐 劉琪琪
指導老師：梁東明
本裝置主要由支撐減重裝置、外骨骼助行裝置和跟隨移動裝置三部分組成。同時配置心率傳感器、姿態傳感器和壓力傳感器。其中支撐減重裝置分為上肢支撐調節機構和身體減重調節機構兩部分(減重支撐、減小壓力）；外骨骼助行裝置分為大腿及小腿驅動機構、腳踝驅動機構、重心調節機構三部分（外骨骼助行、約束助行）；跟隨移動裝置分為身體姿態采集模塊、姿態對比與意圖判斷、行走機構、動力單元四部分（跟隨移動、判讀跟隨）。
技術指標：1.移動速度：15-30m/min 2.重心調整范圍≥100mm 3.減重范圍≥80Kg 4.安全承載 ≥100Kg5.外骨骼重量 ≤10Kg 6.數據采集速率≥1000 SPS 7.無線通信接口藍牙 4.0版本 8.姿態傳感器：2個 9.心率檢測精度 ≤1% 10.鞋墊陣列式壓力傳感器采集點27個。數基生命系統是人體系統的全維度數學模型，通過數字孿生基礎上模擬個體健康演化和疾病發生發展過程，對生命的數據感知和數字化表示。外骨骼助行裝置由平行四邊形擺動桿、平行四邊形平行桿、氣彈簧、髖部支架、髖關節、大腿伺服缸、小腿伺服缸、大腿桿、膝關節、小腿桿、踝關節、足固定板、可調大腿桿、限位塊、緊固螺釘、固定大腿桿、小腿桿、伺服缸、鉸接座、鉸鏈、驅動電機、驅動輪、萬向輪組成。本團隊經過大量的試驗對比分析，進行了嚴格的外骨骼機器人的精確設計，對設計流程及實地應用進行了科學的研究及分析。技術實現：我的:個人信息、藍牙、消息；訓練數據:上傳數據、歷史記錄、實時曲線；訓練計劃：下載、顯示；注冊登錄：登錄、注冊；基本信息管理：用戶信息管理:注冊、審核、登錄；病人信息管理：增加、修改、刪除；訓練計劃管理：增加、修改、刪除；訓練數據：實時數據、周K線圖、月K線圖。
在使用時患者端顯示藍牙已連接，隨之顯示此刻的心率，步幅，步頻，步壓(左步壓、右步壓）。醫生端數據庫以表格形式或者曲線形式監測到病人歷史數據。現有康復機器人有許多弊端：價格高昂、研發成本高、安全性低并且人機交互能力差；驅動系統結構復雜、維修機制造成本高、使用可靠性難以保證、液壓系統密封困難；體積較大、靈活性不便、穿戴困難；信號傳遞速度慢、運動速度穩定性差、速度及運動控制比較困難；功能單一，沒能充分考慮人體運動機理和病患特征、缺乏鍛煉時的趣味性；續航短，行程小、高精度控制困難。而本項目專注于研究一種基于外骨骼并可跟隨患者移動的步態訓練康復機器人，它能夠通過外骨骼引導患者的下肢按照正常人的行走步態軌跡安全平穩地行動。該機器人可依據患者的意圖實現方向和速度的控制，進而實現隨動，有效地解決下至障礙患者的康復問題。
此項目的智能康復訓練機器人可以與人工理療師協同配合,減輕理療師負擔的同時還能提高康復效率，減少社會負擔。結合康復醫學運動療法理論，設計了一種患者主動意識決策的伺服隨動下肢康復訓練機器人，構建了可調減重和外骨骼助行裝置，采用實景化訓練，保持正確步態，以促進肌群協同運動能力恢復，刺激并激活損傷的神經傳導路。通過監測下肢康復過程中的步態和心率信息，構建體感網，研制訓練效果評價系統，實現遠程康復診斷和訓練指導，有效提升患者康復訓練質量，為下肢受損患者居家康復探索新的途徑。本團隊研發的該款下肢康復機器人是將外骨骼機器人技術直接作用于人體，通過穿戴形式代替康復醫師傳統的人工治療，幫助患者通過站立和行走訓練提升肌肉力量，恢復肢體神經。具有評估準確、大幅改善康復效果、提高康復效率、節約醫療康復資源等優勢。
未來隨著智能制造技術發展，還將推動康復機器人走進社區、家庭等，給患者更好的體驗。本團隊人員均為在校生，本項目的成功能夠有效提升學生的創新能力，實現思維與實踐的一體化應用。本團隊將定期開展公益講座和免費下肢檢查，為產品需求化較高的人群進行下肢健康專業知識的講授，引領大眾化的自身健康關注意識。同時，本團隊人員均為在校大學生，本項目的成功能夠有效提升學生的創新能力，實踐思維和實踐的一體化應用。根據《中國發展報2020》，到2050年我國的老年人口將接近5億，再加上各種意外和疾病造成的下肢事故，下肢運動障礙患者將逐年遞增，這對下肢康復器械的需求量會非常巨大。
當前以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導全面貫徹黨的十九大和十九屆四中、五中、六中全會精神，堅持實施健康中國，把康復醫療服務放在醫療服務體系建設的重要位置，全面加強康復醫療服務能力建設，充分發揮康復醫療機構的作用，有利于提高醫療資源整體利用效率與效益。逐步構建完善的醫療服務體系，促進康復醫學事業全面、協調、可持續發展，積極應對人口老齡化的國家戰略，進一步加強康復醫療服務體系建設，加快推動康復醫療服務高質量發展，逐步滿足群眾多樣化、差異化的康復醫療服務需求。
