[发明专利]一种模拟肌力分级的人体上肢假肢装置

说明书

本发明公开了一种模拟肌力分级的人体上肢假肢装置，包括基座、上假肢、信号显示处理装置和扭矩信号采集放大装置，所述上假肢包括肩部、上臂、肘部等，所述肩部和肘部均采用带静态扭矩传感器的可调阻抗旋转关节，所述肩部、上臂和手部上均设置有惯性测量单元；所述扭矩信号采集放大装置用于收集各静态扭矩传感器的扭矩信号；所述信号显示处理装置用于接收各惯性测量单元反馈的信息、各关节部位的旋转运动阻抗信息进行预处理和显示，得到上假肢的运动参数。本发明可作为面向康复设备开发和试验代替人体的仿真上假肢，通过改变关节的阻抗模拟偏瘫患者上肢的不同肌力等级，并借助测量系统实时准确地捕获上假肢的运动状态，便于康复设备的调试和试验。

技术领域

本发明涉及偏瘫患者医疗康复领域，具体涉及一种模拟肌力分级的人体上肢假肢装置。

背景技术

人因为中风偏瘫等疾病、交通事故、运动创伤等原因造成肢体出现异常，很多情况下需要各种方式进行康复，随之而来的是各种康复设备的开发与试验。今年来康复设备的研究逐渐受到关注，但目前国内的康复领域仍处于起步阶段，康复设备的开发和试验阶段的装置具有不确定性，直接由病患或正常人进行测试具有危险性，并且难以从人体肢体上客观准确地获取其运动状态。故提出一种机械式人体上肢假肢模拟不同肌力等级下的患者上肢，并通过上面的传感器实时捕获假肢的运动状态。本发明主要服务于面向偏瘫患者或者其他原因造成的的上肢运动功能受损的康复设备的开发，用于模拟不同康复阶段具有不同肌力水平的上肢。目前，还没有发现与本发明类似的方法或装置用于模拟不同肌力水平的人体上肢假肢。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种模拟肌力分级的人体上肢假肢装置，作为面向康复设备开发和试验代替人体的仿真上假肢，上假肢5个主要自由度，具有可调的恒定运动阻抗模拟不同肌力水平的患者偏瘫上肢，并借助测量系统实时客观准确地捕获上肢的运动状态。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种模拟肌力分级的人体上肢假肢装置，包括基座、安装设置在所述基座上端的上假肢，所述上假肢包括肩部、上臂、肘部、前臂和手部，还包括：信号显示处理装置和扭矩信号采集放大装置；所述肩部和肘部均采用设置有静态扭矩传感器13的可调阻抗旋转关节，所述肩部、上臂和手部上均设置有惯性测量单元；所述扭矩信号采集放大装置用于收集并放大各静态扭矩传感器的扭矩信号传输至信号显示处理装置；所述信号显示处理装置用于对接收的各惯性测量单元反馈的运动信息、各关节部位的旋转运动阻抗信息进行预处理和显示，并通过姿态解算得到上假肢的运动参数。

进一步地，所述的可调阻抗旋转关节包括关节支架、设置在所述关节支架上的旋转关节、设置在所述关节支架一端的关节旋转阻力调节装置

进一步地，所述的关节旋转阻力调节装置包括依次设置在关节旋转轴上且紧贴所述关节支架端面的橡胶垫片和对顶螺母，本方案通过旋转具有自锁作用的对顶螺母达到调节近恒定旋转阻力的效果，本方案结构简单，调节方便可靠。

进一步地，所述的可调阻抗旋转关节还设置有旋转角度限位结构，所述旋转角度限位结构包括设置在所述关节支架上的圆弧槽、位于所述圆弧槽内且与旋转关节的旋转轴同步运动的限位螺栓，本方案通过关节连接处的圆弧槽限制关节旋转的范围，从而反应不同人体上肢关节范围的真实情况。

进一步地，各所述的可调阻抗旋转关节之间均通过长度可调的刚性调节杆依次连接，本方案通过长度可调，从而满足不同上肢长度的肢模拟需求。

进一步地，所述的刚性调节杆包括依次连接的底部伸缩杆、顶部伸缩杆、关节旋转架，底部伸缩杆、顶部伸缩杆上均设置有滑动槽，所述的滑动槽内设置有锁定所述底部伸缩杆、顶部伸缩杆相对位置的调节螺栓，本方案结构简单、调节方便可靠。