[發明專利]帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置

有效

• 申請號: 201810360197.8
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108524192B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 楊德偉;謝攀;雷華;畢浩;周詳宇;張毅
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

1.一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，包括：外骨骼支架、肘屈伸機構、小臂旋轉機構、驅動電機及肌電信號采集器(7)，其中，所述外骨骼支架用于固定人體大臂和小臂，同時用于支撐肘屈伸機構及小臂旋轉機構，所述外骨骼支架中預埋有肌電信號采集器(7)來檢測人體肌肉張力，所述外骨骼支架包括小臂支架(2)、小臂支撐環(3)、大臂支架(4)、大臂支撐環(5)，其中小臂支架(2)上設置有小臂支撐環(3)，大臂支架(4)上設置有大臂支撐環(5)，所述小臂支架(2)與大臂支架(4)之間連接；

所述驅動電機包括第一驅動電機和第二驅動電機，所述第一驅動電機用于對肘屈伸機構提供動力，所述第二驅動電機用于為小臂旋轉機構提供動力；所述肌電信號采集器(7)、第一驅動電機和第二驅動電機與控制系統相連，肌電信號采集器(7)采集人體肌電信號后，將信號傳給控制系統，控制系統對肌電信號進行分析后，修正驅動電機的運動軌跡，并控制驅動電機運動；所述驅動電機的驅動力傳遞給肘屈伸機構和小臂旋轉機構，帶動人體上臂康復運動，通過肘屈伸機構和小臂旋轉機構的運動使得裝置具有兩個主動運動自由度，分別是小臂旋轉運動和肘關節屈伸運動；所述肘屈伸機構包括小傘齒輪(9)、大傘齒輪(10)、小臂屈伸連接板(11)、軸(13)、螺柱(14)及軸承(15)，其中第一驅動電機通過直角彎板分別對稱固定在大臂支架(4)的內側和外側，第一驅動電機輸出軸端固定小傘齒輪(9)，軸(13)穿過嵌套于大臂支架(4)和小臂屈伸連接板(11)內的軸承(15)，軸(13)的一端高出大臂支架(4)，該端固定大傘齒輪(10)與電機輸出軸端的小傘齒輪(9)嚙合，軸(13)的另一端與小臂屈伸連接板(11)通過頂絲固定連接。

2.根據權利要求1所述的一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，所述大臂支架(4)和小臂支架(2)采用半開放式結構，所述大臂支架(4)和小臂支架(2)的內襯由柔軟材料制作。

3.根據權利要求1或2所述的一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，所述大臂支架(4)和小臂支架(2)采用了魔術扣的方式來固定手臂。

4.根據權利要求1所述的一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，第一驅動電機有2個，分別對稱固定在大臂支架(4)的內側和外側，第一驅動電機軸線方向與大臂支架(4)方向平行，2個電機同步協調運動，驅動肘關節做屈伸動作。

5.根據權利要求1所述的一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，所述大臂支架(4)和小臂屈伸連接板(11)之間設置有扭簧(12)，扭簧(12)的兩端分別嵌入小臂支架(2)、大臂支架(4)和小臂屈伸連接板(11)。

6.根據權利要求1所述的一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，所述小臂旋轉機構包括把手(1)、旋轉件(16)、半圓弧型外殼(17)、鋼絲(18)、鋼絲固定套(19)及導向輪(20)，其中，把手(1)與旋轉件(16)相連接，鋼絲固定套(19)固定于第二驅動電機的輸出軸上，鋼絲(18)穿過鋼絲固定套(19)后由頂絲壓住鋼絲，保證鋼絲與鋼絲套筒固定無滑動；鋼絲伸出鋼絲固定套(19)的兩端分別沿相反方向纏繞數圈后，兩端同時穿過小臂支架上的圓孔，經過正對圓孔的一對導向輪(20)的內側后，沿相反方向張緊于旋轉件(16)的導向槽處，鋼絲兩端最終穿過旋轉件(16)兩端的圓孔，并由頂絲保持與旋轉件(16)固定。

7.根據權利要求1所述的一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，所述鋼絲固定套(19)通過頂絲固定在第二驅動電機上，所述第二驅動電機通過電機固定架(8)與小臂支架軸線平行放置。

8.根據權利要求6所述的一種帶肌電感知的穿戴式小臂主動康復訓練外骨骼裝置，其特征在于，所述旋轉件(16)和導向輪(20)上均挖有凹槽用于鋼絲(18)的縱向固定，使鋼絲(18)不發生縱向移動,所述半圓弧型外殼(17)由上下兩個殼組成。