[實用新型]一種氣動肌肉驅動的上肢外骨骼助力機構

有效

• 申請號: 201320559244.4
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN203576706U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 劉昊;張丹婷;李智壽;趙勇;陶國良
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61F4/00
• 分類號: A61F4/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種氣動肌肉驅動的上肢外骨骼助力機構，其特征在于：包括兩個結構相同的單臂部件和背部支架（5）；單臂部件從下至上依次由小臂（1）、肘關節（2）、上臂（3）和肩關節（4）構成，兩個單臂部件中的肩關節（4）分別安裝在背部支架（5）頂板的兩側上，兩個肘關節軸經各自的肘部鋼絲牽引線（36）與背部支架（5）中各自的氣動肌肉連接，兩個肩關節軸分別經各自的肩部鋼絲牽引線（37）與背部支架（5）中各自的氣動肌肉連接。

2.根據權利要求1所述的一種氣動肌肉驅動的上肢外骨骼助力機構，其特征在于：所述小臂（1），包括Г形小臂托板（6）和小臂桿（7）；Г形小臂托板（6）安裝在小臂桿（7）的一端外側面上。

3.根據權利要求1所述的一種氣動肌肉驅動的上肢外骨骼助力機構，其特征在于：所述肘關節（2），包括肘關節軸（8）、軸端擋圈（9）、肘關節聯軸器（10）、肘關節角位移傳感器（11）和肘關節角位移傳感器安裝板（12）；小臂桿（7）的另一端與上臂底桿（14）的一端通過肘關節軸（8）連接形成肘部的屈-伸轉動副，上臂底桿（14）的一端與肘關節軸（8）之間通過上臂底桿（14）的一端外側的軸端擋圈（9）進行軸向定位，位于軸端擋圈（9）外的肘關節軸（8）與肘關節聯軸器（10）相連；肘關節角位移傳感器（11）通過肘關節角位移傳感器安裝板（12）安裝在肘關節聯軸器（10）的外側，肘關節角位移傳感器（11）一端伸出軸插入肘關節聯軸器（10）一端的中心孔中，肘關節軸（8）一端伸出軸插入肘關節聯軸器（10）另一端的中心孔中；肘關節角位移傳感器（11）與肘關節軸（8）之間通過肘關節聯軸器（10）相連實現同步轉動；肘關節角位移傳感器安裝板（12）安裝在上臂底桿（14）的外側。

4.根據權利要求1所述的一種氣動肌肉驅動的上肢外骨骼助力機構，其特征在于：所述上臂（3），包括第一Г形走線板（13）、上臂底桿（14）、上臂頂桿（15）和第二Г形走線板（16）；上臂底桿（14）的另一端底面開有沿長度方向的導軌槽，上臂底桿（14）的另一端上面開有一段與所述導軌槽相通的凹槽，上臂頂桿（15）一端側面有凸起導軌，上臂底桿（14）導軌槽與上臂頂桿（15）凸起導軌相嵌并通過螺栓定位，改變上臂底桿（14）和上臂頂桿（15）配合的長度即改變整個上臂的長度，第一Г形走線板（13）的一邊固定在上臂底桿（14）的一端側面，第二Г形走線板（16）的一邊固定在上臂頂桿（15）的另一端側面。

5.根據權利要求1所述的一種氣動肌肉驅動的上肢外骨骼助力機構，其特征在于：所述肩關節（4），包括肩關節軸（17）、肩部第一直角連接板（18）、第一轉軸（19）、肩部第二直角連接板（20）、第二轉軸（21）、肩寬可調板（22）、導軌（23）、肩部直角加強筋（24）、肩關節聯軸器（25）、肩關節角位移傳感器（26）、肩關節角位移傳感器安裝板（27）和平板走線板（28）；上臂頂桿（15）的另一端與肩部第一直角連接板（18）一邊通過肩關節軸（17）相連，從而形成肩關節的屈-伸轉動副；肩部第一直角連接板（18）另一邊和肩部第二直角連接板（20）通過第一轉軸（19）連接，從而形成肩關節的外展-內收轉動副；肩部第二直角連接板（20）與肩寬可調板（22）一端通過第二轉軸（21）連接，從而形成肩關節的旋內-旋外轉動副；肩寬可調板（22）底面沿長度方向開有凹槽，導軌（23）的一端相嵌在肩寬可調板（22）凹槽內通過螺栓定位，從而改變兩肩關節之間的距離，導軌（23）的另一端固定在背部支架（5）的頂板（29）上面的兩側；肩關節角位移傳感器（26）通過肩關節角位移傳感器安裝板（27）安裝在肩關節聯軸器（25）的外側，肩關節角位移傳感器（26）一端伸出軸插入肩關節聯軸器（25）一端的中心孔中，肩關節軸（17）一端伸出軸插入肩關節聯軸器（25）另一端的中心孔中；肩關節角位移傳感器（26）與肩關節軸（17）之間通過肩關節聯軸器（25）相連實現同步轉動；肩關節角位移傳感器安裝板（27）安裝在肩部第一直角連接板（18）的直角面，平板走線板（28）安裝在肩關節角位移傳感器安裝板（27）外側。

6.根據權利要求1所述的一種氣動肌肉驅動的上肢外骨骼助力機構，其特征在于：所述背部支架（5），包括頂板（29）、底板（30）、七根背部立柱（31）、四個雙耳吊環（33）、四根氣動肌肉（34）、四個連接法蘭（35）、兩根肘部鋼絲牽引線（36）和兩根肩部鋼絲牽引線（37）；七根背部立柱（31）支撐在頂板（29）和底板（30）之間，四根氣動肌肉（34）的一端分別經各自的連接法蘭（35）固定在底板（30）上，四根氣動肌肉（34）的另一端分別與雙耳吊環（33）連接，兩根肘部鋼絲牽引線（36）和兩根肩部鋼絲牽引線（37）的一端分別穿過頂板（29）后，與各自的雙耳吊環（33）連接，四根氣動肌肉（34）的一端分別與氣源相連。