[發(fā)明專利]一種具備接觸力測(cè)量功能的外骨骼人機(jī)物理交互裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010052167.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN111281737A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何杰;柳鍇;李宇昊;宋雨桐;孫容磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北英特搏智能機(jī)器有限公司
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02
• 代理公司: 湖北天領(lǐng)艾匹律師事務(wù)所 42252
• 代理人: 程明

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具備接觸力測(cè)量功能的外骨骼人機(jī)物理交互裝置，包括人機(jī)物理交互組件，所述人機(jī)物理交互組件安裝在康復(fù)機(jī)器人上，所述人機(jī)物理交互組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)桿、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、連接基板、移動(dòng)桿、移動(dòng)軸和壓力傳感器，所述壓力傳感器分別限制轉(zhuǎn)動(dòng)桿和移動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)范圍，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿件施加在壓力傳感器上的壓力。本發(fā)明將患者的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為壓力傳感器的數(shù)據(jù)，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而識(shí)別出患者的運(yùn)動(dòng)意圖，將康復(fù)機(jī)器人與患者的交互位置由末端移至大臂，遵循了腦卒中患者康復(fù)由近端到遠(yuǎn)端的規(guī)律，有效的改善了康復(fù)效果，使用壓力傳感器作為意圖識(shí)別的主要元件，相比于使用六維力傳感器，大大降低了機(jī)器人成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具備接觸力測(cè)量功能的外骨骼人機(jī)物理交互裝置。

背景技術(shù)

日常生活中大量功能運(yùn)動(dòng)需要依靠上肢來完成，上肢運(yùn)動(dòng)功能的缺失會(huì)極大降低患者的生活質(zhì)量。上肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人作為一種先進(jìn)的康復(fù)治療設(shè)備，能夠輔助那些由疾病和意外事故導(dǎo)致的上肢運(yùn)動(dòng)功能損傷患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，將康復(fù)醫(yī)師從重復(fù)而繁重的工作中解脫出來，并能夠顯著提高康復(fù)治療效率和效果。

康復(fù)機(jī)器人是用于輔助病人運(yùn)動(dòng)，因此如何將患者的運(yùn)動(dòng)意圖傳遞給康復(fù)機(jī)器人，即康復(fù)機(jī)器人與患者之間的交互就顯得極為重要。目前大部分上肢康復(fù)機(jī)器人與患者是通過末端執(zhí)行器進(jìn)行交互，而在實(shí)際的康復(fù)過程中，患者的康復(fù)遵循“從近端到遠(yuǎn)端”的規(guī)則，因此末端力交互的方式不能很好的滿足康復(fù)需求。在實(shí)際臨床試驗(yàn)中，不能達(dá)到預(yù)期效果。為此，我們提出一種具備接觸力測(cè)量功能的外骨骼人機(jī)物理交互裝置。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種具備接觸力測(cè)量功能的外骨骼人機(jī)物理交互裝置，具有將康復(fù)機(jī)器人與患者的交互位置由末端移至大臂，遵循了腦卒中患者康復(fù)由近端到遠(yuǎn)端的規(guī)律，有效的改善了康復(fù)效果的特點(diǎn)，解決了現(xiàn)有的末端力交互的方式不能很好的滿足康復(fù)需求的問題。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種具備接觸力測(cè)量功能的外骨骼人機(jī)物理交互裝置，包括人機(jī)物理交互組件，所述人機(jī)物理交互組件安裝在康復(fù)機(jī)器人上，所述人機(jī)物理交互組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)桿、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、連接基板、移動(dòng)桿、移動(dòng)軸和壓力傳感器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述移動(dòng)桿和移動(dòng)軸可在轉(zhuǎn)動(dòng)桿內(nèi)部預(yù)留的空腔內(nèi)自由移動(dòng)，所述壓力傳感器分別限制轉(zhuǎn)動(dòng)桿和移動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)范圍，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿件施加在壓力傳感器上的壓力。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)桿的數(shù)量為兩個(gè)。

優(yōu)選的，還包括上肢護(hù)套，所述上肢護(hù)套固定在兩個(gè)移動(dòng)桿上。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)軸與兩個(gè)移動(dòng)桿通過螺釘固定連接。

優(yōu)選的，所述壓力傳感器分別安裝在傳感器固定件和傳感器安裝件上，所述傳感器安裝件固定在連接基板上。

優(yōu)選的，所述傳感器固定件和傳感器安裝件均使用光敏樹脂材料。

優(yōu)選的，還包括接觸硅膠片，所述接觸硅膠片分別固定在轉(zhuǎn)動(dòng)桿和移動(dòng)桿與壓力傳感器的接觸面上，以保證與壓力傳感器受力面的接觸為軟接觸。

優(yōu)選的，所述壓力傳感器的數(shù)量為4個(gè)，且按照正交的形式安裝，以保證可以完全測(cè)量各個(gè)方向上的力。

本發(fā)明提供了一種具備接觸力測(cè)量功能的外骨骼人機(jī)物理交互裝置，通過轉(zhuǎn)動(dòng)桿和移動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)，將患者的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為壓力傳感器的數(shù)據(jù)，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而識(shí)別出患者的運(yùn)動(dòng)意圖，將康復(fù)機(jī)器人與患者的交互位置由末端移至大臂，遵循了腦卒中患者康復(fù)由近端到遠(yuǎn)端的規(guī)律，有效的改善了康復(fù)效果，使用壓力傳感器作為意圖識(shí)別的主要元件，相比于使用六維力傳感器，大大降低了機(jī)器人成本，且移動(dòng)軸內(nèi)嵌于轉(zhuǎn)動(dòng)桿中，使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明人機(jī)物理交互組件結(jié)構(gòu)示意圖；