[發明專利]一種基于激光傳感的推桿式上肢外骨骼

在審

• 申請號: 201910840659.0
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110547946A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 夏康;徐孝彬;柏永華;施舜鍇;瞿勤陽
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 丁濤

本發明公開了一種基于激光傳感的推桿式上肢外骨骼，包括腰背固定結構、肩關節、大臂結構、小臂結構、推桿和激光測距系統，腰背固定結構安裝在用戶軀干上，肩關節的一端與所述腰背固定結構連接，另一端與大臂結構鉸接，大臂結構一端與所述肩關節鉸接，另一端與所述小臂結構鉸接，大臂結構側面可與用戶大臂連接，小臂結構末端與用戶小臂連接，推桿一端與所述大臂結構連接，另一端與所述小臂結構連接，激光測距系統安裝在所述推桿上。本發明具有多自由度以貼合用戶并運動自如，易于實現用戶運動意圖的捕捉和精確控制，運動關節機械限位機構確保用戶使用安全，適用范圍較廣。

技術領域

本發明涉及一種基于激光傳感的推桿式上肢外骨骼，屬于醫療康復領域。

背景技術

腦卒中發病率高、死亡率高、復發率高，隨著醫療技術的進步和物質的豐富，其死亡率大幅下降，然而偏癱后遺癥是亟待解決的問題。隨著科學技術的發展，除手術和藥物治療外，康復機器人輔助訓練有助于偏癱患者恢復上肢運動功能。

目前康復外骨骼機器人適應性較差，難以較好的貼合用戶，且使用時易對用戶上肢運動有阻礙，運動安全性和控制精度不高。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于激光傳感的推桿式上肢外骨骼，具有多自由度以輔助用戶手臂運動，使用方便，安全可靠。

本發明中主要采用的技術方案為：

一種基于激光傳感的推桿式上肢外骨骼，包括腰背固定結構、肩關節結構、大臂結構、小臂結構、推桿和激光測距系統，所述腰背固定結構安裝在用戶軀干上，所述肩關節結構的一端與所述腰背固定結構連接，另一端與所述大臂結構鉸接，所述大臂結構一端與所述肩關節結構鉸接，另一端與所述小臂結構鉸接，所述大臂結構側面可與用戶大臂連接，所述小臂結構末端與用戶小臂連接，所述推桿一端與所述大臂結構連接，另一端與所述小臂結構連接，所述激光測距系統安裝在所述推桿上。

優選地，所述腰背固定結構包括腰部支撐件、腰背伸縮桿、背部支撐板和肩背連接桿，所述腰部支撐件與用戶腰部連接，用于支撐用戶背部，所述背部支撐板與用戶背部連接，用于支撐用戶背部，所述腰背伸縮桿的兩端分別與所述腰部支撐件和所述背部支撐板連接，并構成腰背連接關節，所述腰背連接關節為被動式移動關節，所述肩背連接桿一端與所述背部支撐板連接，另一端與所述肩關節結構連接。

優選地，所述肩關節結構包括第一肩部連接件和第二肩部連接件，所述第一肩部連接件一端與所述肩背連接桿一端連接，且與腰背固定結構連接組成肩背連接關節，所述第一肩部連接件另一端與所述第二肩部連接件的一端連接，并組成肩關節a，所述肩背連接關節與所述肩關節a均為被動式轉動關節，所述肩背連接關節的軸線與所述肩關節a的軸線平行。

優選地，所述大臂結構包括肩臂連接件、電機、大臂和大臂固定件，所述肩臂連接件與第二肩部連接件鉸接，并組成肩關節b，所述電機的一端安裝在所述肩臂連接件上，所述電機的輸出端與所述大臂連接，所述大臂、所述電機和所述肩臂連接件組成肩臂連接關節，所述肩關節b為被動式轉動關節，所述肩臂連接關節為主動轉動關節，由電機驅動，使得所述大臂繞肩臂連接關節軸線轉動設定的角度，所述肩關節b的軸線、所述肩臂連接關節的軸線以及所述肩關節a的軸線兩兩相垂直，所述大臂固定件安裝在大臂上，且與用戶大臂連接。

優選地，所述小臂結構包括小臂、小臂固定件和小臂導軌，所述小臂一端與大臂鉸接，并組成肘關節，所述小臂另一端與所述小臂導軌連接，并組成小臂關節a，所述小臂導軌為周向式導軌，所述小臂導軌與所述小臂固定件滑動連接，并組成小臂關節b，所述肘關節為被動式轉動關節，所述小臂關節a為被動式移動關節，所述小臂關節b為被動式轉動關節，所述小臂固定件與用戶小臂連接。

優選地，所述推桿一端與所述大臂鉸接，另一端與所述小臂鉸接，所述推桿采用液壓、氣壓或電力進行驅動。