[实用新型]基于脑可塑的外骨骼手部动作辅助装置

说明书

本实用新型涉及人机交互技术领域，具体地讲是基于脑可塑的外骨骼手部动作辅助装置，将信号传感器布置在使用者身体上，利用所述信号传输线将生物电信号传输到驱动单元，驱动单元对生物电信号进行分析、处理并将产生的驱动力传输到手部外骨骼，控制手部外骨骼进行动作，本实用新型采用了线驱动的设计，让整个设备轻量化，穿戴方便；另外本实用新型在执行机构的控制上，采用自适应柔顺控制的控制方式，结合肌电信号主动力估计，可以做到按需提供动力，从而可以实现更好的人机交互体验和康复效果。

技术领域

本实用新型涉及人机交互技术领域，具体地讲是基于脑可塑的外骨骼手部动作辅助装置。

背景技术

动作辅助设备主要是针对肢体运动障碍的人群，已经广泛的应用在神经康复、医疗军事等领域。由于生活中，手的使用是极为重要和频繁的，故针对手部动作辅助装置的设计尤为核心。

而手部功能障碍的患者主要可归结为两类，一类是由于脑部坏损和神经通路损坏造成的，另一类是由于肌肉损伤造成的。对于第一类病人，可以通过神经移位手术来治疗；对于第二类病人，可以通过靶向肌肉神经移植手术来治疗。但不论是神经移位还是靶向神经移植手术，所用到的神经通常不是原来支配肌肉所所对应的神经，所以在手术后病人通常要经过一段时间的康复训练，以达到脑重塑的目的。

现有的动作辅助装置大多是刚性材质，重量重、体积大，穿戴极为不方便，而且还会给使用者带来额外的身体负担。

在运动控制方面，现有的设备大多是采用机械开关控制，即按下开关动作辅助装置进行运动，松开开关，运动停止，这样的运动方式极为僵硬，甚至会发生运动力过大，对手部造成二次损伤。

为此设计一种体积小、轻量化、穿戴方便、控制柔顺的可以支持患者日常使用的基于脑可塑的外骨骼手部动作辅助装置是十分有必要的。

发明内容

本实用新型突破了现有技术的难题设计了一种体积小、轻量化、穿戴方便、控制柔顺的可以支持患者日常使用的动作辅助装置。

为了达到上述目的，本实用新型首先设计了一种基于脑可塑的外骨骼手部动作辅助装置，其特征在于：包括传感单元、驱动单元、驱动线管、手部外骨骼；

所述传感单元，用于采集并传输使用者的表面肌电信号，包括信号传感器、信号传输线，所述信号传感器布置在使用者身体上，利用所述信号传输线将表面肌电信号传输到驱动单元，驱动单元对表面肌电信号进行分析、处理并将产生的驱动力传输到手部外骨骼，控制手部外骨骼进行动作。

所述手部外骨骼为线驱动手部外骨骼，包括柔性外骨骼手套或者刚柔式外骨骼手套。

进一步的，所述驱动单元，包括传动机构、自锁机构、控制电路板、电源、驱动器，所述电源用于给驱动单元提供电力，所述控制电路板与用于接收传感单元传输的表面肌电信号，进行分析并传输指令给驱动器，使其产生驱动力，驱动力经由自锁机构、传动机构将驱动力传输到手部外骨骼，控制手部外骨骼进行动作。

进一步的，所述驱动线管，用于保护并梳理驱动线束，包括设置在其一端的理线器一和设置在另一端的驱动头，所述驱动线管套设在驱动线束外部，所述理线器一与驱动单元伸出的驱动线束相连，将驱动线束导入驱动线管后与驱动头连通。

进一步的，所述传动机构包括：

主动轴，用于提供所述传动机构所需的动力；

所述主动轴可拆卸的安装在基座的侧壁上，其上套设有单向轴承；

从动轴，可拆卸的安装在基座的侧壁上，其上也套设有单向轴承，所述从动轴利用齿轮副与所述主动轴连接，随着主动轴转动；

转向轴，分别可拆卸的安装在基座的底板上，用于改变驱动线束的方向；