[发明专利]一种可穿戴上肢康复外骨骼

说明书

本发明公开了一种可穿戴上肢康复外骨骼，包括穿戴背板模块、肩部运动模块、上臂内外旋模块和肘部运动模块，穿戴背板模块包括穿戴背板和可移动底座，肩部运动模块包括第一伺服电机、水平连杆和肩部竖直连杆，肩部竖直连杆的底端内侧安装有上臂内外旋模块，上臂内外旋模块的另一端设置有肘部运动模块。本发明通过多模块化设计，使康复外骨骼整体结构更为简单，相比传统的钢结构穿戴骨骼更为轻量化，使其穿戴之后更为轻便；通过上臂内外旋模块内的大臂支撑半环和肘部运动模块的手腕旋转半环，环绕其曲率中心转动使外骨骼与患者肢体易产生关节运动轴心保持一致，同时半环的内部的滑槽套接在轴承之上，从而在摆动手臂的过程中更为顺滑。

技术领域

本发明涉及康复器材领域，特别涉及一种可穿戴上肢康复外骨骼。

背景技术

脑卒中是一种由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病。近些年，我国脑卒中情况始终呈现高发病率、高致残率、高死亡率、高复发率的特点。由于神经损伤，患者在日常生活中往往需要康复设备的协助。另一方面，随着车辆的普及，交通事故也逐年增长，例如车祸或机械损伤造成的运动障碍也需要及时的康复治疗。

外骨骼机器人融合传感、控制、信息、融合、移动计算等技术于一身，涉及拟人化机械结构设计、驱动系统选择、能源问题及控制系统原理等关键技术。外骨骼机器人需要与人体接触，通过传感器收集人体意图，进行机械反馈，如何实现人机动态平衡，这是外骨骼机器人半个多世纪研发的难点。目前大多数穿戴式上肢外骨骼自由度数量较少，而人体上肢的移动是多关节系统运动；且目前现有的研究和商用外骨骼多为刚性结构，因此外骨骼与患者肢体易产生关节运动轴心不一致，导致传感器测量不准确，也降低了人机交互的舒适性，便携性是穿戴式上肢外骨骼的一个巨大优势，但受限于电机、电池等硬件设备的客观因素，目前许多具备多自由度的穿戴式设计外骨骼在实际训练中仍然偏重，不够轻量化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可穿戴上肢康复外骨骼。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种可穿戴上肢康复外骨骼，包括穿戴背板模块、肩部运动模块、上臂内外旋模块和肘部运动模块，所述穿戴背板模块包括穿戴背板15和可移动底座16，所述穿戴背板15的顶端设置有可移动底座16，所述可移动底座16的顶端设置有肩部运动模块，所述肩部运动模块包括第一伺服电机1、水平连杆2和肩部竖直连杆4，所述第一伺服电机1安装于可移动底座16的顶端表面一侧，所述第一伺服电机1的顶端传动连接有肩部水平连杆2，所述肩部水平连杆2的另一端设置有肩部竖直连杆4，所述肩部竖直连杆4与肩部水平连杆2之间设置有肩部铰链3，所述肩部竖直连杆4的底端外侧安装有第二伺服电机5，所述肩部竖直连杆4的底端内侧安装有上臂内外旋模块，所述上臂内外旋模块的另一端设置有肘部运动模块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述可移动底座16由支撑板和安装板部分组成，所述穿戴背板15的内部为空腔结构，且表面并排设置有多个定位孔，所述支撑板活动套接于穿戴背板15的内腔顶端，所述支撑板的顶端一侧固定连接有安装板，所述安装板为凹形板块结构，且两端均开有安装槽，所述第一伺服电机1安装于安装槽内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上臂内外旋模块包括大臂连杆6，且大臂连杆6与第二伺服电机5传动连接，所述大臂连杆6的另一端安装有大臂调节丝杆17，且大臂调节丝杆17的两侧均设置有辅助滑行杆，所述大臂调节丝杆17的另一端连接有大臂内旋机构底座10，所述大臂内旋机构底座10朝向大臂连杆6的一侧表面安装有多根六角铜柱28，所述六角铜柱28的顶端安装有步进电机7，所述大臂内旋机构底座10的内部设置大臂支撑半环9，所述大臂支撑半环9与步进电机7传动连接，所述大臂支撑半环9的另一侧设置有肘部运动模块。