研发合作背景
康复医疗机器人是近年来机器人技术与医学工程交叉融合的前沿方向,下肢外骨骼机器人可帮助脊髓损伤、脑卒中等患者重新获得行走能力。我司与国内某知名康复医学研究中心达成产学研深度合作,联合研发面向临床应用的下肢康复外骨骼机器人系统。项目目标是开发一款轻量化、智能化的可穿戴康复外骨骼,能够根据患者的实时运动状态自适应调整助力模式,适用于从急性期到恢复期的全周期康复训练。
产品技术方案
外骨骼机器人采用髋-膝-踝三关节主动驱动架构,共6个动力自由度。驱动单元选用自研的高功率密度无框力矩电机配合行星减速器,单关节峰值输出扭矩可达120Nm,而驱动模块重量仅1.2kg。机械结构采用航空铝合金和碳纤维复合材料混合设计,整机重量控制在15kg以内。传感系统集成了关节角度编码器、足底六维力传感器、惯性测量单元IMU和表面肌电传感器sEMG,实现对人体运动意图的多模态感知。控制算法采用基于生物力学模型的阻抗控制策略,可根据患者的主动参与程度动态调整外骨骼的辅助力度。
临床试验与迭代优化
产品原型完成后,在合作医院开展了为期6个月的临床试验,共纳入60名不同损伤程度的脊髓损伤和脑卒中患者。试验过程中我们持续收集临床反馈并进行产品迭代:第一轮反馈发现穿戴过程过于复杂,我们重新设计了快速穿脱机构,将穿戴时间从15分钟缩短至5分钟;第二轮反馈发现部分患者对机器辅助运动存在恐惧心理,我们增加了渐进式康复模式,从被动运动到主动-辅助运动平滑过渡。临床数据显示,经过8周系统训练的患者,下肢运动功能评分FMA平均提升18.5分,6分钟步行距离平均增加120米,效果显著优于传统康复治疗方案。
成果转化与产业化
基于临床试验的优异结果,该产品已获得国家药品监督管理局II类医疗器械注册证,并完成了多项国家和行业标准的检测认证。目前产品已进入批量生产阶段,在全国30余家三甲医院和康复专科机构投入临床使用。项目累计申请发明专利22项,授权15项,发表SCI论文8篇。该合作模式也为公司在医疗机器人领域的持续发展奠定了坚实基础,目前正在推进上肢康复机器人和手功能康复机器人的研发工作。
