[发明专利]一种穿戴式柔性上肢外骨骼助力系统

说明书

一种穿戴式柔性上肢外骨骼助力系统，它涉及一种外骨骼助力系统。本发明解决了现有的外骨骼机器人驱动系统存在体积较大、质量较大、运动灵活性差和适应性差问题。两个驱动装置左右对称固定在刚性背板上；传动装置为四根鲍登线，每个手臂通过同侧的驱动装置控制两根鲍登线收放，每只手臂的内侧和外侧均通过一根鲍登线传动控制，每只手臂的内侧的鲍登线的一端固定在小臂内侧锚点上，另一端依次穿过大臂内侧锚点和内侧鲍登线导管与同侧的驱动装置连接，每只手臂的外侧的鲍登线的一端固定在小臂外侧锚点上，另一端依次穿过大臂外侧锚点和外侧鲍登线导管与同侧的驱动装置连接。本发明用于穿戴式柔性上肢外骨骼机器人上。

技术领域

本发明涉及一种上肢外骨骼助力系统，具体涉及一种穿戴式柔性上肢外骨骼机器人助力系统。

背景技术

随着人民生活水平的不断进步和现代医疗技术的持续发展，人民的人均寿命不断延长。进入21世纪之后，我国老龄化人口逐渐增加，社会逐渐步入老龄化社会。老年人由于机体机能下降，往往会出现肢体缺乏力量等机能退化现象。在当今老龄化人口不断增加的大环境下，老年人身体机能退化现象应该得到社会的关注，这不仅可以改善老年人的生活品质，同时也是为国家减少养老负担。

外骨骼机器人能够显著提高人体的肢体功能，改善身体机能衰退人群的运动能力和生活品质。尤其对于身患中风、帕金森等疾病的病人，经过医学治疗后往往不能完全恢复到原有的运动能力和身体机能，留下后遗症。采用外骨骼机器人可以帮助这类人群逐渐恢复其对肢体的控制能力，增强肢体机能，使病后恢复工作更加科学有效。

目前阶段存在的外骨骼机器人驱动系统均存在体积较大、质量较大、运动灵活性差、适应性差等问题。而且现阶段设计的的外骨骼机器人往往采用刚性连接，及通过刚性连杆连接各个关节，借助连杆安装必要的动力和传输装置在手臂上，以此实现对手臂运动的控制。这种设计的缺点在于：

1)由于刚性杆的存在，手臂运动模式较为单一，不能完全模拟人手臂的自然运动状态；

2)虽然有刚性骨架的存在，但安装在连杆上的动力和传输装置仍然需要人体手臂承担一定的负载，这就使人体负荷加重，得不偿失；

3)外骨骼设备一般都采用穿戴式，刚性外骨骼机器人穿戴舒适度较低，长期穿戴会造成不适。

综上，现有的外骨骼机器人驱动系统体积较大、质量较大、运动灵活性差和适应性差。

发明内容

本发明为解决现有的外骨骼机器人驱动系统存在体积较大、质量较大、运动灵活性差和适应性差的问题，进而提供一种穿戴式柔性上肢外骨骼助力系统。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的穿戴式柔性上肢外骨骼助力系统包括可穿戴服、控制盒7、传动装置、传感器和两个驱动装置6，可穿戴服包括软体背心4、刚性背板5、两个固定手套1、两个小臂绑带2和两个大臂绑带3，刚性背板5缝合在软体背心4的背部，穿戴者的小臂上穿戴有固定手套1和小臂绑带2，穿戴者的大臂上穿戴有大臂绑带3，每个小臂绑带2与对应的固定手套1缝合连接，大臂绑带3对称缝合在软体背心4的两侧上；

小臂绑带2包括小臂锚点14和小臂固定带202，小臂锚点14包括小臂内侧锚点201和小臂外侧锚点203，小臂内侧锚点201和小臂外侧锚点203对应固定在小臂固定带202的内外侧上；

大臂绑带3包括大臂锚点8和大臂固定带302，大臂锚点8包括大臂内侧锚点301和大臂外侧锚点303，大臂内侧锚点301和大臂外侧锚点303对应固定在大臂固定带302的内外侧上；

软体背心4包括软质背心本体401和收束腰带405、收束绑带404、两个内侧鲍登线导管402和两个外侧鲍登线导管403，穿戴软体背心4时软质背心本体401通过收束腰带405和收束绑带404固定在人体躯干上，软质背心本体401肩部对称布置有内侧鲍登线导管402和外侧鲍登线导管403；