本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種輔助動力柔性上肢外骨骼。

背景技術(shù)：

目前，很多國家面臨人口老齡化問題，比如中國、日本、意大利。伴隨著現(xiàn)今生活節(jié)奏的加快，老年人出現(xiàn)各種運動功能障礙的幾率也逐年增加。與此同時，身體機能損傷或者殘疾的人群也面臨著運動功能障礙問題。上肢運動功能輔助以及上肢運動功能康復(fù)訓(xùn)練對體弱人群有著至關(guān)重要的作用。上肢外骨骼能夠較好地輔助體弱人群，目前上肢外骨骼機器人屬于串聯(lián)形式結(jié)構(gòu)，存在剛度低、負(fù)重能力差等問題，導(dǎo)致其不能安全可靠地用于體弱人群生活輔助，因此需要一種能解決此類問題的機器人。

如今，市面上有很多輔助性的上肢外骨骼，這類設(shè)備能起到很好阻力效果，但是這些設(shè)備均結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且整體重量較大，給使用者帶來了很大的負(fù)荷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明內(nèi)容的目的是提供一種輔助動力柔性上肢外骨骼，安全可靠地用于體弱人群生活輔助，并且結(jié)構(gòu)簡單，整體重量較小，減小了使用者的使用負(fù)荷。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種輔助動力柔性上肢外骨骼，包括柔性綁帶裝置、電動力驅(qū)動裝置、動力發(fā)生裝置和動力傳遞裝置，所述柔性綁帶裝置捆綁在人體上肢的關(guān)節(jié)位置，人體上肢的各關(guān)節(jié)位置的所述柔性綁帶裝置通過動力發(fā)生裝置相連接，所述電動力驅(qū)動裝置通過動力傳遞裝置動力輸出至動力發(fā)生裝置，所述電動力驅(qū)動裝置攜帶在人體背部。

作為優(yōu)選，所述柔性綁帶裝置包括手腕o型環(huán)、小臂o型環(huán)、大臂o型環(huán)、l型交叉綁帶、小臂x型綁帶和大臂x型綁帶，所述手腕o型環(huán)綁縛在上肢的手腕處，所述小臂o型環(huán)綁縛在小臂上部，所述大臂o型環(huán)綁縛在大臂下部，所述l型交叉綁帶綁縛在肩膀上方和側(cè)方，所述小臂o型環(huán)和大臂o型環(huán)之間設(shè)置有動力發(fā)生裝置，所述l型交叉綁帶上設(shè)置有動力發(fā)生裝置，所述小臂x型綁帶綁縛在上肢的小臂前側(cè)，所述小臂x型綁帶上端連接至小臂o型環(huán)，所述小臂x型綁帶下端通過動力發(fā)生裝置連接至手腕o型環(huán)，所述大臂x型綁帶綁縛在上肢的大臂后側(cè)，所述大臂x型綁帶上端連接至肩膀側(cè)方的l型交叉綁帶上，所述大臂x型綁帶下端連接至大臂o型環(huán)。

作為優(yōu)選，動力發(fā)生裝置包括小臂動力發(fā)生器、大臂動力發(fā)生器和手腕動力發(fā)生器，所述小臂x型綁帶下端通過手腕動力發(fā)生器連接至手腕o型環(huán)，所述小臂動力發(fā)生器兩端分別連接至小臂o型環(huán)和大臂o型環(huán)，所述大臂動力發(fā)生器兩端分別連接至肩膀上方和側(cè)方的l型交叉綁帶上。

作為優(yōu)選，所述電動力驅(qū)動裝置包括安裝架和若干動力輸出單元，所述動力輸出單元包括電機、鋼絲纏繞輪，所述電機和鋼絲纏繞輪安裝在安裝架上，所述電機動力輸出至鋼絲纏繞輪，所述動力傳遞裝置為鋼絲繩，所述鋼絲繩繞接在鋼絲纏繞輪上，所述鋼絲繩一端固定在鋼絲纏繞輪上，所述鋼絲繩另一端與動力發(fā)生裝置相連接。

作為優(yōu)選，所述動力輸出單元還包括安裝在安裝架上的減速機和u型導(dǎo)輪，所述電機動力輸出至減速機，所述鋼絲纏繞輪對應(yīng)減速機設(shè)置，所述u型導(dǎo)輪位置動力發(fā)生裝置與鋼絲纏繞輪之間。

作為優(yōu)選，每個所述動力輸出單元分別相對應(yīng)的動力輸出至小臂動力發(fā)生器、大臂動力發(fā)生器和手腕動力發(fā)生器。

作為優(yōu)選，所述柔性綁帶裝置還包括帶在手上的手套，所述手套內(nèi)設(shè)有用于控制電動力驅(qū)動裝置的控制開關(guān)。

本發(fā)明具有以下的特點和有益效果：

本發(fā)明可穿戴式上肢外骨骼通過帶動人體上臂，前臂和手掌運動而輔助病人生活，并可用于病人上肢康復(fù)訓(xùn)練；采用鋼絲繩傳動，鋼絲繩傳動噪聲低，精度高，傳動平穩(wěn)；具備關(guān)節(jié)中心調(diào)整機構(gòu)，可根據(jù)不同個體而更改外骨骼尺寸，使用范圍廣；并且采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一視角的使用狀態(tài)示意圖；

圖3為圖1中動力發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-手套；2-小臂動力發(fā)生器；3-大臂動力發(fā)生器；4-l型交叉綁帶；5-手腕動力發(fā)生器；6-手腕o型環(huán)；7-小臂o型環(huán)；8-大臂x型綁帶；9-大臂o型環(huán)；10-電動驅(qū)動裝置；11-小臂x型綁帶；12-鋼絲繩；13-u型導(dǎo)輪；14-減速機；15-電機；16-鋼絲纏繞輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明提供了一種輔助動力柔性上肢外骨骼，如圖1和圖2所示，包括柔性綁帶裝置、電動力驅(qū)動裝置、動力發(fā)生裝置和動力傳遞裝置，柔性綁帶裝置捆綁在人體上肢的關(guān)節(jié)位置，人體上肢的各關(guān)節(jié)位置的柔性綁帶裝置通過動力發(fā)生裝置相連接，電動力驅(qū)動裝置通過動力傳遞裝置動力輸出至動力發(fā)生裝置，電動力驅(qū)動裝置攜帶在人體背部。

可以理解的，柔性綁帶裝置大部分由紡織物及少量塑料件制作而成，采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

具體的，柔性綁帶裝置包括手腕o型環(huán)6、小臂o型環(huán)7、大臂o型環(huán)9、l型交叉綁帶4、小臂x型綁帶11和大臂x型綁帶3，手腕o型環(huán)6綁縛在上肢的手腕處，小臂o型環(huán)7綁縛在小臂上部，大臂o型環(huán)9綁縛在大臂下部，l型交叉綁帶4綁縛在肩膀上方和側(cè)方，小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9之間設(shè)置有動力發(fā)生裝置，l型交叉綁帶4上設(shè)置有動力發(fā)生裝置，小臂x型綁帶11綁縛在上肢的小臂前側(cè)，小臂x型綁帶11上端連接至小臂o型環(huán)7，小臂x型綁帶11下端通過動力發(fā)生裝置連接至手腕o型環(huán)6，大臂x型綁帶3綁縛在上肢的大臂后側(cè)，大臂x型綁帶3上端連接至肩膀側(cè)方的l型交叉綁帶4上，大臂x型綁帶3下端連接至大臂o型環(huán)9。

可以理解的，手腕o型環(huán)6、小臂o型環(huán)7、大臂o型環(huán)9采用塑料制成，l型交叉綁帶4、小臂x型綁帶11和大臂x型綁帶3由紡織物制成，采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

可以理解的，人體胸前背后橫向設(shè)置有橫向環(huán)綁帶，該橫向環(huán)綁帶的設(shè)置，不僅使得左右兩肢的綁帶連為一體，連接更加牢固，使用壽命更長。

上述技術(shù)方案中，在電動力驅(qū)動裝置的作用下，當(dāng)小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9之間設(shè)置有動力發(fā)生裝置工作時，給小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9施加拉力，從而使得小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9拉近，實現(xiàn)小臂與大臂之間的關(guān)節(jié)運動，同理實現(xiàn)小臂與手腕之間的關(guān)節(jié)運動，實現(xiàn)肩膀與大臂之間的關(guān)節(jié)運動。

本發(fā)明中，如圖3所示，動力發(fā)生裝置包括小臂動力發(fā)生器2、大臂動力發(fā)生器3和手腕動力發(fā)生器5，小臂x型綁帶11下端通過手腕動力發(fā)生器5連接至手腕o型環(huán)6，小臂動力發(fā)生器2兩端分別連接至小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9，大臂動力發(fā)生器3兩端分別連接至肩膀上方和側(cè)方的l型交叉綁帶4上。

電動力驅(qū)動裝置包括安裝架和若干動力輸出單元，動力輸出單元包括電機15、鋼絲纏繞輪16，電機15和鋼絲纏繞輪16安裝在安裝架上，電機15動力輸出至鋼絲纏繞輪16，動力傳遞裝置為鋼絲繩12，鋼絲繩12繞接在鋼絲纏繞輪16上，鋼絲繩12一端固定在鋼絲纏繞輪16上，鋼絲繩12另一端與動力發(fā)生裝置相連接。其中，動力輸出單元還包括安裝在安裝架上的減速機14和u型導(dǎo)輪13，電機15動力輸出至減速機14，鋼絲纏繞輪16對應(yīng)減速機14設(shè)置，u型導(dǎo)輪13位置動力發(fā)生裝置與鋼絲纏繞輪16之間。每個動力輸出單元分別相對應(yīng)的動力輸出至小臂動力發(fā)生器2、大臂動力發(fā)生器3和手腕動力發(fā)生器5。

可以理解的，電機15內(nèi)置有編碼器，從而對電機15的工作能夠很好的實現(xiàn)智能控制。

可以理解的，電機15動力輸出至減速機14，減速機14對電機15輸出的動力減速后傳動至鋼絲纏繞輪16，使得電機15輸出的功率更大。

上述技術(shù)方案中，當(dāng)電機15工作時，減速機14帶動鋼絲纏繞輪16轉(zhuǎn)動，使得鋼絲收緊，鋼絲繩12通過u型導(dǎo)輪13動力傳遞至相對應(yīng)的動力發(fā)生裝置，當(dāng)小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9之間設(shè)置有小臂動力發(fā)生器2工作時，給小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9施加拉力，從而使得小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9拉近，實現(xiàn)小臂與大臂之間的關(guān)節(jié)運動；同理當(dāng)手腕動力發(fā)生器5工作時，給手腕o型環(huán)6施加拉力，從而帶動手腕o型環(huán)6動作，實現(xiàn)小臂與手腕之間的關(guān)節(jié)運動，當(dāng)大臂動力發(fā)生器3工作時，給大臂o型環(huán)9施加拉力，從而帶動大臂o型環(huán)9動作，實現(xiàn)大臂與肩膀之間的關(guān)節(jié)運動。其中u型導(dǎo)輪13在電機15工作時起到導(dǎo)向作用，并且結(jié)構(gòu)更加簡單，可穿戴式上肢外骨骼通過帶動人體上臂，前臂和手掌運動而輔助病人生活，并可用于病人上肢康復(fù)訓(xùn)練；采用鋼絲繩傳動，鋼絲繩傳動噪聲低，精度高，傳動平穩(wěn)；具備關(guān)節(jié)中心調(diào)整機構(gòu)，可根據(jù)不同個體而更改外骨骼尺寸，使用范圍廣；并且采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

可以理解的，動力發(fā)生裝置包括兩個滾輪和一根連接繩，該連接繩的兩端分別與相對應(yīng)的o型環(huán)相連接，另外，相對應(yīng)的鋼絲繩12與連接繩的中間位置相連接。

進(jìn)一步的，柔性綁帶裝置還包括帶在手上的手套1，手套1內(nèi)設(shè)有用于控制電動力驅(qū)動裝置的控制開關(guān)。通過控制開關(guān)控制相對應(yīng)的電機15工作，從而實現(xiàn)對各個關(guān)節(jié)的運動進(jìn)行控制。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于所描述的實施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對這些實施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。