[實(shí)用新型]一種用于提升老人臂力的手臂外骨骼裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021123629.2
• 申請(qǐng)日: 2021-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN212947801U
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫也斐;徐佳悅;蔡佳馨;翁林偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)美術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙) 33209
• 代理人: 陳農(nóng)

本實(shí)用新型涉及一種用于提升老人臂力的手臂外骨骼裝置，包括肌肉傳感器和機(jī)械臂，特點(diǎn)是：肌肉傳感器包括固定圈一、固定圈二、電位器一和肌肉接觸桿，電位器一和肌肉接觸桿安裝在固定圈二上，機(jī)械臂包括前臂和后臂，前臂與后臂鉸接，并在鉸接處安裝有電位器二，后臂上安裝有伺服電機(jī)和控制芯片，伺服電機(jī)的力臂與前臂通過(guò)連接桿和拉簧相連，肌肉傳感器的電位器一與機(jī)械臂的控制芯片連接。本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有的外骨骼結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，采用體積小、重量輕的伺服電機(jī)和拉簧替代液壓結(jié)構(gòu)，裝置材料選擇輕質(zhì)高強(qiáng)的鋁合金或鈦合金，并利用肌肉傳感器提高裝置的響應(yīng)速度，具有重量輕、穿戴方便、一致性好等優(yōu)點(diǎn)，有助于改善老人手臂的活動(dòng)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于人體穿戴設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于提升老人臂力的手臂外骨骼裝置。

背景技術(shù)

我國(guó)正逐步邁入老齡化社會(huì)，老年人口的不斷增加給社會(huì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，如何更好地保障老人的生活和健康成為了日益重要的問(wèn)題。隨著年紀(jì)的增大，老人的體力逐漸減弱，肌肉力量也逐漸變小，部分相對(duì)耗費(fèi)體力和需要較大力氣的日常事務(wù)難以獨(dú)自完成，而年輕人由于身上的負(fù)擔(dān)加重，不得不將大部分精力投入到工作中，沒(méi)有足夠的時(shí)間照料老人。針對(duì)以上問(wèn)題，希望通過(guò)外骨骼裝置技術(shù)來(lái)改善老人的行動(dòng)能力，提高老人的生活質(zhì)量，但是，現(xiàn)有的外骨骼裝置通常較為笨重，基本應(yīng)用于工業(yè)和軍事方面，并不適合老人使用，需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、靈活性好、穿戴方便的用于提升老人臂力的手臂外骨骼裝置。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：該用于提升老人臂力的手臂外骨骼裝置，包括肌肉傳感器和機(jī)械臂，其特征在于：所述肌肉傳感器包括固定圈一、固定圈二、電位器一和肌肉接觸桿，所述固定圈一和固定圈二通過(guò)下方的水平連桿連接，所述電位器一和肌肉接觸桿通過(guò)短桿安裝在固定圈二上，電位器一與肌肉接觸桿相連接，所述肌肉接觸桿與短桿的左端在轉(zhuǎn)軸處鉸接；所述機(jī)械臂包括前臂和后臂，所述前臂與后臂鉸接，并在鉸接位置安裝有電位器二，所述后臂的中部安裝有伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的左側(cè)安裝有力臂，所述力臂與后臂平行，并與前臂通過(guò)連接桿和拉簧連接，所述后臂的右端安裝有控制芯片。肌肉傳感器用于檢測(cè)手臂肌肉的硬度，使用時(shí)，肌肉接觸桿的前端貼緊在手臂的肌肉上，當(dāng)使用者有出力的意愿時(shí)，肌肉的硬度增大并發(fā)生形變，推動(dòng)肌肉接觸桿繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)肌肉接觸桿將信號(hào)傳輸至電位器一中進(jìn)行檢測(cè)，機(jī)械臂安裝在手臂位置，用于提升臂力，前臂和后臂采用鉸接的方式連接使得機(jī)械臂能同手臂一道進(jìn)行曲伸運(yùn)動(dòng)，電位器二用于檢測(cè)手臂的彎曲角度，伺服電機(jī)用于提供驅(qū)動(dòng)力，伺服電機(jī)上的力臂通過(guò)連桿和拉簧與前臂連接，當(dāng)手臂發(fā)力彎曲時(shí)，電位器二檢測(cè)到彎曲信號(hào)并將信號(hào)傳輸至控制芯片中，控制芯片發(fā)出指令使伺服電機(jī)工作將拉簧拉開，進(jìn)而將前臂拉起，以此提高使用者的手臂力量。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型的肌肉傳感器通過(guò)固定圈一和固定圈二固定在手臂的大臂上，所述機(jī)械臂的前臂通過(guò)綁帶固定在手臂的小臂側(cè)邊，后臂通過(guò)綁帶固定在手臂的大臂側(cè)邊。大臂的肌肉是手臂的主要發(fā)力部位，并且大臂肌肉的形變和硬度變化最明顯，因此，將肌肉傳感器固定在大臂上更容易得到測(cè)量數(shù)據(jù)，機(jī)械臂的前臂和后臂分別對(duì)應(yīng)地固定在小臂和大臂的側(cè)邊，使機(jī)械臂能與手臂同步運(yùn)動(dòng)，不會(huì)干擾手臂的正常工作。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型的固定圈一和固定圈二采用皮料或布料制成，并安裝有調(diào)節(jié)扣。固定圈一和固定圈二采用皮料或布料制成不僅重量輕，而且舒適度高，調(diào)節(jié)扣能對(duì)固定的松緊度進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，便于肌肉傳感器的穿戴。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型的機(jī)械臂由鋁合金或鈦合金制成。鋁合金和鈦合金都具有強(qiáng)度高、重量輕等特點(diǎn)，有助于減輕裝置的重量，降低老人的手臂負(fù)擔(dān)。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型的后臂內(nèi)置有供電模塊。通過(guò)后臂內(nèi)置的供電模塊對(duì)伺服電機(jī)、電位器和控制芯片進(jìn)行供電，保證裝置的正常工作。