[发明专利]多自由度上肢柔性助力外骨骼

说明书

本发明公开了多自由度上肢柔性助力外骨骼，包括支撑块，在支撑块的轴向两侧对称设有外骨骼执行结构，外骨骼执行结构包括背部运动机构、肩关节运动机构、大臂运动机构、小臂运动机构、腕关节运动机构和驱动模块，驱动模块包括分别用于对各运动机构进行驱动的多个驱动电机；背部运动机构包括第一背板和与第一背板通过第一竖向转动件转动连接的第二背板；肩关节运动机构包括第一肩部组件、第二肩部组件和第三肩部组件；大臂运动机构包括大臂杆和大臂绑缚机构；小臂运动机构包括小臂杆和小臂滑动绑缚机构；腕关节运动机构包括腕关节组件和手握把。本发明能较好的与穿戴者的关节运动度相适应，从而提高穿着的舒适性和康复效果。

技术领域

本发明涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及一种多自由度上肢柔性助力外骨骼。

背景技术

脑卒中，俗称中风，是一种急性脑血管病，具有发病率高、死亡率高、致残率高的特点。近几年，脑卒中的发病率有逐年增加的趋势，成为继外伤、癌肿后第三位死亡原因，继外伤后第二位致残原因。存活的中风病人中，约有3/4有不同程度的运动功能和其他功能残疾，其中运动功能障碍发生率最高，偏瘫给脑卒中患者造成终身残疾，严重者失去生活自理能力和工作能力，靠社会和他人辅助生存，每年花费大量的人力和物力 照顾他们的日常生活，这些主要由社会和家庭承担。运动疗法是在手术与药物之外，最为重要和安全的一种康复治疗方式，并且被证明具有积极的疗效。

传统的运动康复训练方式是康复治疗师通过人力协助患者完成一系列的运动，不可避免的存在着诸多弊端，如训练过程体力消耗大，训练效率低，训练效果根据治疗师的不同而参差不齐，无法精确控制训练参数，训练方式机械重复等。

通过工业机器人技术与康复训练的结合，能够实现康复医师对康复训练的医学要求， 帮助患者实现主动意识与多重刺激相结合的运动再学习，当前上肢外骨骼已经应用于临床康复。

如在公开号为CN106031669B中就公开了一种上肢助力外骨骼机器人，包括肩部、上臂部分、前臂部分和手部，该上肢助力外骨骼机器人模拟了人体上肢的上臂的屈/伸，外展/内收，前臂的屈/伸，腕部的屈/伸，旋内/旋外等自由度，但上述自由度未考虑到人体肩胛骨的抬升、下降、内收、外展以及肩关节的内旋和外旋等运动自由度，这样就使得该上肢助力外骨骼机器人穿戴在人体后，由于其自由度不能与人体对应关节的自由度相适应，这样就限制了穿戴者的活动，降低了穿着的舒适性，同时也降低了康复的效果。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能较好的与穿戴者对应位置的关节运动度相适应，从而提高穿着的舒适性和康复效果的多自由度上肢柔性助力外骨骼。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

多自由度上肢柔性助力外骨骼，包括竖向设置的支撑块，在所述支撑块的轴向两侧对称设有外骨骼执行结构，所述外骨骼执行结构包括背部运动机构、肩关节运动机构、大臂运动机构、小臂运动机构、腕关节运动机构和驱动模块，所述驱动模块包括分别用于对背部运动机构、肩关节运动机构、大臂运动机构、小臂运动机构和腕关节运动机构进行驱动的多个驱动电机；

所述背部运动机构包括轴向设置且与所述支撑块固定连接的第一背板，所述第一背板远离其连接所述支撑块的一端通过第一竖向转动件转动连接有第二背板，以与人体肩胛骨的内收和外展运动相适应；

所述肩关节运动机构包括第一肩部组件、第二肩部组件和第三肩部组件，所述第二背板远离其连接所述第一背板的一端通过第一纵向转动件与所述第一肩部组件转动连接，以与人体肩胛骨的抬升和下降运动相适应，所述第一肩部组件远离其连接所述第二背板的一端通过第二纵向转动件与所述第二肩部组件转动连接，以与人体肩关节的外摆和内收运动相适应，所述第二肩部组件远离其连接所述第一肩部组件的一端通过第二竖向转动件与所述第三肩部组件转动连接，以与人体肩关节的内旋和外旋运动相适应；