[实用新型]外骨骼康复助力装置和外骨骼康复助力系统

说明书

本实用新型提供一种外骨骼康复助力装置，包括：背部支架、两个单臂、腰部单元以及两个大腿部，背部支架包括背部横梁、长度可调节的背部支承板以及安装在背部支承板上的肩部气动肌肉，其中所述两个单臂分别通过肩关节组件连接到该背部支架的上端，背部支承板的上端固定连接到背部横梁，下端固定连接到腰部单元，并且两个大腿部分别通过髋关节组件连接到腰部单元；其中肩关节组件包括肩关节连接板、肩部牵引轮、肩部牵引线、第一铰接机构以及第二铰接机构，肩关节连接板的一端通过第一铰接机构连接到单臂以形成肩关节的屈‑伸转动副，肩关节连接板的另一端通过第二铰接机构连接到背部横梁以形成肩关节的外展‑内收转动副和旋内‑旋外转动副。

技术领域

本实用新型总体涉及仿生机械技术领域，尤其涉及一种气动肌肉驱动的外骨骼康复助力装置。

背景技术

人类在社会生活中，会遇到老年人护理、灾后救援，日常体力劳动等各种问题，频繁的超负荷的体力劳动会造成体力不支和肌肉损伤。例如，现代老年人的数量在不断增加，对于老年人的护理需求也越来越大。现代社会非常需要开发一种助力外骨骼装置，在护工搬运老年人或者患者时，能够对他们进行肢体助力服务，这样在保证双方安全的情况下，能够极大地减轻护工的体力劳动强度，使护工们可以比较轻松、有效地进行工作。对于肌肉机能退化的老年人，外骨骼助力装置也能帮助他们在日常的生活中完成自助服务。而对于有手臂损伤的病人，也需要一种外骨骼装置能够帮助自身完成日常的康复训练功能，使其快速的恢复身体机能。

外骨骼康复助力装置是一种融合了传感、控制、信息获取、移动计算等技术，能够使其在穿戴者的控制下完成一定的功能和任务的典型的人机一体化系统。现有的大多数外骨骼是采用传统的电机、液压缸、气压缸等进行驱动，这种传统的驱动方式具有造价成本高、功率/质量比小、漏油、柔顺性差等缺点，使得外骨骼产品整体重量大，无法满足轻便性、灵活性的要求，而且价格昂贵，无法得到广泛应用。

气动肌肉是一种可以模仿生物肌肉收缩的新型驱动器，由于其柔性高、重量轻、使用方便、响应速度快、成本低廉等优点，被广泛地应用于各种仿生机械等驱动领域。

相较于传统的电机、液压缸、气压缸等刚性驱动器，气动肌肉具有高功率/质量比、良好的柔顺性和安全性、轻质、灵活等优点，并且取材方便、易于制作、成本较低。因此，以气动肌肉驱动外骨骼康复助力装置能在保证较大驱动力的前提下，实现其具有较好轻便性、柔顺性、安全性，还能大幅降低成本，易于广泛使用。

目前针对上肢的外骨骼康复装置相对较少，更多的是针对下肢的康复助力装置的研究相对较多，也有全身的外骨骼康复设备的研究，同时对手臂部做了助力康复的相关设计。例如美国的EKSO外骨骼装置就是针对下肢瘫痪患者的仿生外骨骼设计一种产品；日本的HAL外骨骼康复装置可以帮助下肢残疾的病人完成正常的行走，配备上上肢结构，可以为行动不便、肌肉无力的老年人完成自理日常生活；新西兰REX康复装置是一款下肢外骨骼康复装置，目的是帮助腿部残疾的病人完成日常行走功能。但是和本实用新型相近的只针对人体上肢的运动进行助力康复的实用新型相对很少，本实用新型的目的是对于肌肉机能退化的老年人，和有手臂损伤的病人，能够他们能够自身完成日常的生活助力和康复训练功能，使其快速的恢复身体机能。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种外骨骼康复助力装置，其具有结构简单、安全性好以及柔顺性强等优点。