[实用新型]一种用于提升老人臂力的手臂外骨骼装置

说明书

本实用新型涉及一种用于提升老人臂力的手臂外骨骼装置，包括肌肉传感器和机械臂，特点是：肌肉传感器包括固定圈一、固定圈二、电位器一和肌肉接触杆，电位器一和肌肉接触杆安装在固定圈二上，机械臂包括前臂和后臂，前臂与后臂铰接，并在铰接处安装有电位器二，后臂上安装有伺服电机和控制芯片，伺服电机的力臂与前臂通过连接杆和拉簧相连，肌肉传感器的电位器一与机械臂的控制芯片连接。本实用新型对现有的外骨骼结构进行改进，采用体积小、重量轻的伺服电机和拉簧替代液压结构，装置材料选择轻质高强的铝合金或钛合金，并利用肌肉传感器提高装置的响应速度，具有重量轻、穿戴方便、一致性好等优点，有助于改善老人手臂的活动能力。

技术领域

本实用新型属于人体穿戴设备技术领域，具体涉及一种用于提升老人臂力的手臂外骨骼装置。

背景技术

我国正逐步迈入老龄化社会，老年人口的不断增加给社会带来了新的挑战，如何更好地保障老人的生活和健康成为了日益重要的问题。随着年纪的增大，老人的体力逐渐减弱，肌肉力量也逐渐变小，部分相对耗费体力和需要较大力气的日常事务难以独自完成，而年轻人由于身上的负担加重，不得不将大部分精力投入到工作中，没有足够的时间照料老人。针对以上问题，希望通过外骨骼装置技术来改善老人的行动能力，提高老人的生活质量，但是，现有的外骨骼装置通常较为笨重，基本应用于工业和军事方面，并不适合老人使用，需要进行相应的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、灵活性好、穿戴方便的用于提升老人臂力的手臂外骨骼装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该用于提升老人臂力的手臂外骨骼装置，包括肌肉传感器和机械臂，其特征在于：所述肌肉传感器包括固定圈一、固定圈二、电位器一和肌肉接触杆，所述固定圈一和固定圈二通过下方的水平连杆连接，所述电位器一和肌肉接触杆通过短杆安装在固定圈二上，电位器一与肌肉接触杆相连接，所述肌肉接触杆与短杆的左端在转轴处铰接；所述机械臂包括前臂和后臂，所述前臂与后臂铰接，并在铰接位置安装有电位器二，所述后臂的中部安装有伺服电机，伺服电机的左侧安装有力臂，所述力臂与后臂平行，并与前臂通过连接杆和拉簧连接，所述后臂的右端安装有控制芯片。肌肉传感器用于检测手臂肌肉的硬度，使用时，肌肉接触杆的前端贴紧在手臂的肌肉上，当使用者有出力的意愿时，肌肉的硬度增大并发生形变，推动肌肉接触杆绕转轴转动，并通过肌肉接触杆将信号传输至电位器一中进行检测，机械臂安装在手臂位置，用于提升臂力，前臂和后臂采用铰接的方式连接使得机械臂能同手臂一道进行曲伸运动，电位器二用于检测手臂的弯曲角度，伺服电机用于提供驱动力，伺服电机上的力臂通过连杆和拉簧与前臂连接，当手臂发力弯曲时，电位器二检测到弯曲信号并将信号传输至控制芯片中，控制芯片发出指令使伺服电机工作将拉簧拉开，进而将前臂拉起，以此提高使用者的手臂力量。

作为优选，本实用新型的肌肉传感器通过固定圈一和固定圈二固定在手臂的大臂上，所述机械臂的前臂通过绑带固定在手臂的小臂侧边，后臂通过绑带固定在手臂的大臂侧边。大臂的肌肉是手臂的主要发力部位，并且大臂肌肉的形变和硬度变化最明显，因此，将肌肉传感器固定在大臂上更容易得到测量数据，机械臂的前臂和后臂分别对应地固定在小臂和大臂的侧边，使机械臂能与手臂同步运动，不会干扰手臂的正常工作。

作为优选，本实用新型的固定圈一和固定圈二采用皮料或布料制成，并安装有调节扣。固定圈一和固定圈二采用皮料或布料制成不仅重量轻，而且舒适度高，调节扣能对固定的松紧度进行灵活调节，便于肌肉传感器的穿戴。

作为优选，本实用新型的机械臂由铝合金或钛合金制成。铝合金和钛合金都具有强度高、重量轻等特点，有助于减轻装置的重量，降低老人的手臂负担。

作为优选，本实用新型的后臂内置有供电模块。通过后臂内置的供电模块对伺服电机、电位器和控制芯片进行供电，保证装置的正常工作。