本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器。

背景技術(shù)：

腦卒中患者在病發(fā)后常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙、感覺(jué)障礙、言語(yǔ)障礙、認(rèn)知障礙等，在這些后遺癥中以運(yùn)動(dòng)障礙最為多發(fā)。相關(guān)研究表明，大約85％左右的腦卒中患者存在著不同程度的上肢癱瘓癥狀，而且在卒中后康復(fù)過(guò)程中，上肢的功能恢復(fù)較之其他部位存在明顯滯后的情況。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在卒中病發(fā)6個(gè)月后，仍然有30％-60％的偏癱患者上肢功能無(wú)法得到恢復(fù)，而在卒中5年后仍有嚴(yán)重上肢癱瘓的患者達(dá)到25％。這使得患者的康復(fù)周期變得極其漫長(zhǎng)。

外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人是一種將傳感、控制、信息處理、康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等諸多學(xué)科融合在一起的新型機(jī)器人技術(shù)，這種技術(shù)在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用近年來(lái)成為了各國(guó)研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向，使用外骨骼康復(fù)機(jī)器人可使患者在無(wú)需醫(yī)護(hù)人員全程協(xié)助的情況下依照偏癱情況不同進(jìn)行主/被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練，這種高效的治療方式可使患者更快的恢復(fù)健康，并可一定程度彌補(bǔ)我國(guó)康復(fù)醫(yī)療資源不足的現(xiàn)狀。但經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外上肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人相關(guān)研究及產(chǎn)品的分析后，發(fā)現(xiàn)目前大部分上肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人為臺(tái)式產(chǎn)品，其存在這以下幾方面的問(wèn)題：

1機(jī)構(gòu)復(fù)雜臃腫，穿戴不便，采用臺(tái)式機(jī)構(gòu)將電源和驅(qū)動(dòng)設(shè)備集成在臺(tái)體內(nèi)部，這使其機(jī)械機(jī)構(gòu)龐大且缺乏靈活性，對(duì)使用空間有著較高的要求，不便于搬運(yùn)和普及。其手臂機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)采用電機(jī)疊加減速器的設(shè)計(jì)，十分笨重，讓使用者不便于佩戴且感覺(jué)沉重。

2傳統(tǒng)上肢采用全金屬材料制作，且其減速器采用多級(jí)鋼制減速器，有著重量大、噪音大的缺陷，此外向外突出的電機(jī)和減速器還易與外界環(huán)境干涉，造成難以預(yù)料的風(fēng)險(xiǎn)。

3.因?yàn)閭鹘y(tǒng)上肢康復(fù)機(jī)器人都為一體型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，較為死板，無(wú)法由使用者隨身攜帶，滿足其不同的訓(xùn)練需求，且無(wú)法輔助患者的日常生活。

4.復(fù)雜沉重的機(jī)構(gòu)和多級(jí)減速器的大量使用，導(dǎo)致目前的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人經(jīng)濟(jì)成本高，價(jià)格昂貴，十分不利于其生產(chǎn)和推廣，無(wú)法滿足我國(guó)大量患者的需求。

故現(xiàn)亟需一種方便穿戴，便攜且移動(dòng)性好，同時(shí)節(jié)省能源的新型便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，現(xiàn)提供一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，旨在有效簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低重量、減小體積，進(jìn)而增強(qiáng)設(shè)備的便攜性，保證輔助上肢運(yùn)動(dòng)功能受損的患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的效果，同時(shí)可以隨身穿戴進(jìn)行一定的生活輔助，具有更廣泛的實(shí)用性。

具體技術(shù)方案如下：

一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，具有這樣的特征，包括：

背部模塊，所述背部模塊用于承載控制系統(tǒng)、電池動(dòng)力部件，同時(shí)用于實(shí)現(xiàn)背負(fù)功能；

兩肩部模塊，兩所述肩部模塊分別設(shè)于所述背部模塊的左右兩側(cè)；

兩肘部模塊，兩所述肘部模塊分別與兩所述肩部模塊連接；

背負(fù)機(jī)構(gòu)，所述背負(fù)機(jī)構(gòu)設(shè)于所述背部模塊上，用于實(shí)現(xiàn)背負(fù)功能。

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，所述背部模塊包括：

背部支撐架；

腰部支架，所述腰部支架設(shè)于所述背部支撐架下方，且所述腰部支架與所述背部支撐架固定連接；

背部原件固定板，所述背部原件固定板設(shè)于所述背部支撐架上，用于安裝控制電路板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等電氣元件；

電池固定架，所述電池固定架安裝于所述腰部支架上，用于電池部件的安裝；

提手，所述提手設(shè)于所述背部支架的頂部；

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，每一所述肩部模塊包括：

肩背架，所述肩背架通過(guò)一肩寬調(diào)整部安裝于所述背部支撐架上；

肩胛架，所述肩胛架通過(guò)一肩頂關(guān)節(jié)軸與所述肩背架鉸接，從而實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在水平面內(nèi)進(jìn)行0°～90°的運(yùn)動(dòng)；

肩部電機(jī)座，所述肩部電機(jī)座上設(shè)有一動(dòng)力部件，所述肩胛架通過(guò)一肩胛關(guān)節(jié)軸與所述肩部電機(jī)座鉸接，從而實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在冠狀面內(nèi)進(jìn)行0°～90°的運(yùn)動(dòng)；

上臂裝配套，所述上臂裝配套與所述動(dòng)力部件的輸出端螺紋連接；

上臂套，所述上臂套與所述上臂裝配套螺紋連接；

上臂托，所述上臂托通過(guò)一彈簧定位銷與所述上臂套連接，從而實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在矢狀面內(nèi)0°～90°運(yùn)動(dòng)；

上臂桿，所述上臂桿可在所述上臂托的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，且所述上臂桿可通過(guò)所述彈簧定位銷固定位置；

所述上臂桿可從所述上臂托卸下。

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，所述肩寬調(diào)整部包括：

設(shè)于所述背部支架上端的導(dǎo)軌，所述肩背架可滑動(dòng)地與所述導(dǎo)軌連接，且能夠通過(guò)一條街螺栓進(jìn)行固定。

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，每一所述肘部模塊包括：

肘部固定環(huán)，所述肘部固定環(huán)與所述上臂桿的下端固定連接；

前臂桿，所述前臂桿與所述肘部固定環(huán)鉸接，從而實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)可在矢狀面0°～120°運(yùn)動(dòng)；

肘部電機(jī)安裝板，所述肘部電機(jī)安裝板設(shè)于所述肘部固定環(huán)的鉸接點(diǎn)的一側(cè)，肘部動(dòng)力部件設(shè)于所述肘部電機(jī)安裝板上；

自鎖機(jī)構(gòu)，所述自鎖機(jī)構(gòu)設(shè)于所述肘部固定環(huán)上，且所述自鎖機(jī)構(gòu)與所述肘部動(dòng)力部件的輸出端連接。

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，每一所述自鎖機(jī)構(gòu)包括：

自鎖機(jī)構(gòu)定位卡，所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡呈圓環(huán)狀，且兩端各設(shè)置一軸向的圓柱狀凸起，所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡與所述肘部動(dòng)力部件的輸出端連接；

兩自鎖機(jī)構(gòu)卡，每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡的兩端設(shè)有凹槽，所述圓柱狀凸起分別設(shè)于所述凹槽內(nèi)；

每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡中心有一鏤空，所述鏤空的一側(cè)設(shè)有齒，所述齒沿兩所述凹槽的連線方向排列；

自鎖軸，所述自鎖軸周向設(shè)有齒，所述自鎖軸的齒可與每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡的齒嚙合，所述自鎖軸與所述前臂桿固定連接；

兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡層疊于所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡上，所述圓柱狀凸起卡于所述凹槽內(nèi)，兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡的齒相對(duì)，所述自鎖軸穿過(guò)兩所述自鎖機(jī)構(gòu)，且所述自鎖軸的齒與每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡的齒嚙合。

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，所述肘部模塊內(nèi)還設(shè)有一渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)，所述渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)包括：

渦卷彈簧，所述渦卷彈簧采用外端回轉(zhuǎn)方式安裝，所述渦卷彈簧的內(nèi)鉤與所述自鎖軸固定，所述渦卷彈簧的外鉤與所述自鎖機(jī)構(gòu)的外殼固定連接。

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，每一所述前臂桿均與一用于托起前臂的前臂托相連接。

上述的一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，其中，所述背負(fù)機(jī)構(gòu)包括：

背負(fù)機(jī)構(gòu)架，所述背負(fù)機(jī)構(gòu)架與所述背部支架以及所述腰部支架固定連接；

背部襯墊，所述背部襯墊設(shè)于所述背負(fù)機(jī)構(gòu)架上；

背帶，所述背帶的上端通過(guò)松緊繩開(kāi)口套在肩所述肩部支撐架上，所述背帶的下端縫在所述背部襯墊上；

腰帶，所述腰帶的兩端分別與所述背部襯墊縫合；

胸前帶，所述胸前帶的兩端分別與所述背部襯墊縫合。

上述技術(shù)方案的積極效果是：

便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器通過(guò)肘部模塊和肩部模塊的兩個(gè)動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)的自由度和肩部模塊兩個(gè)欠驅(qū)動(dòng)自由度實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體上肢運(yùn)動(dòng)的四自由度還原，具有較好的仿生性。同時(shí)，通過(guò)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，降低重量、減小體積，且使用肘部模塊的自鎖機(jī)構(gòu)以及渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)，減輕了動(dòng)力部件所需消耗的能量，延長(zhǎng)了電池的使用時(shí)間，增強(qiáng)了整體機(jī)構(gòu)的便攜型。保證輔助上肢運(yùn)動(dòng)功能受損的患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的效果，同時(shí)因?yàn)椴捎媚K化設(shè)計(jì)，可以由患者選擇肩部或整臂模塊隨身穿戴，進(jìn)行一定的生活輔助，具有更廣泛的實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的肩部模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的肘部模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4a為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)卡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4b為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)定位卡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4c為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4d為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)的工作原理示意圖。

圖6為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖7為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的背負(fù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的使用狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖1至圖8對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案作具體闡述。

圖1為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的肩部模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的肘部模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的使用狀態(tài)圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1至3以及圖8所示，示出了一種便攜式可穿戴上肢外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，具有這樣的特征，包括：背部模塊1、兩肩部模塊2、兩肘部模塊3以及背負(fù)機(jī)構(gòu)4。

具體的，所述背部模塊1用于承載控制系統(tǒng)、電池動(dòng)力部件，同時(shí)用于實(shí)現(xiàn)背負(fù)功能。

兩所述肩部模塊2分別設(shè)于所述背部模塊1的左右兩側(cè)。

兩所述肘部模塊3分別與兩所述肩部模塊2連接。

所述背負(fù)機(jī)構(gòu)4設(shè)于所述背部模塊1上，用于實(shí)現(xiàn)背負(fù)功能。

通過(guò)上述設(shè)置，所述背負(fù)機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑺霰巢磕K背負(fù)于使用者身上，從而通過(guò)所述肩部模塊實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的活動(dòng)，通過(guò)所述肘部模塊實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)的活動(dòng)。

進(jìn)一步的，作為較佳的實(shí)施例中，所述背部模塊1包括：背部支撐架11、腰部支架12、背部原件固定板13、電池固定架14以及提手15。

其中，所述腰部支架12設(shè)于所述背部支撐架11下方，且所述腰部支架12與所述背部支撐架11固定連接。

所述背部原件固定板13設(shè)于所述背部支撐架11上，用于安裝控制電路板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等電氣元件。

所述電池固定架14安裝于所述腰部支架12上，用于電池部件的安裝。

所述提手15設(shè)于所述背部支撐架11的頂部。

另外，作為較佳的實(shí)施例中，每一所述肩部模塊2包括：肩背架21、肩胛架22、肩部電機(jī)座23、上臂裝配套24、上臂套25、上臂托26以及上臂桿27。

具體的，所述肩背架21通過(guò)一肩寬調(diào)整部28安裝于所述背部支撐架11上。

所述肩胛架22通過(guò)一肩頂關(guān)節(jié)軸221與所述肩背架21鉸接，從而實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在水平面內(nèi)進(jìn)行0°～90°的運(yùn)動(dòng)。

所述肩部電機(jī)座23上設(shè)有一動(dòng)力部件231，所述肩胛架22通過(guò)一肩胛關(guān)節(jié)軸222與所述肩部電機(jī)座23鉸接，從而實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在冠狀面內(nèi)進(jìn)行0°～90°的運(yùn)動(dòng)。

所述上臂裝配套24與所述動(dòng)力部件231的輸出端固定連接。

所述上臂套25與所述上臂裝配套24固定連接。

所述上臂桿27沿長(zhǎng)度方向設(shè)有若干定位孔271，所述彈簧定位銷272穿過(guò)一所述定位孔271以及所述上臂套25進(jìn)行固定。

所述上臂托26于所述上臂桿27固定連接，從而實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在矢狀面內(nèi)0°～90°運(yùn)動(dòng)。

所述上臂桿27可從所述上臂托26以及所述上臂套25卸下。

通過(guò)上述實(shí)施例的設(shè)置，通過(guò)將所述肩背架安裝至所述背部支撐架上，從而實(shí)現(xiàn)了將所述肩部模塊與所述背部模塊相連接。而通過(guò)一肩頂關(guān)節(jié)軸將所述肩胛架與所述肩背架鉸接，則能夠?qū)崿F(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在水平面內(nèi)進(jìn)行0°～90°的運(yùn)動(dòng)(DOF1)。通過(guò)所述肩胛關(guān)節(jié)軸將所述肩部電機(jī)座與所述肩胛架鉸接，能夠?qū)崿F(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在冠狀面內(nèi)進(jìn)行0°～90°的運(yùn)動(dòng)(DOF2)。所述肩部電機(jī)座上設(shè)有一動(dòng)力部件，從而當(dāng)所述動(dòng)力部件工作時(shí)，能夠帶動(dòng)與所述動(dòng)力部件的輸出端連接的上臂裝配套運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與所述上臂裝配套連接的上臂套運(yùn)動(dòng)，繼而帶動(dòng)所述上臂托，所述上臂托能夠托起使用者的上臂，實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)可在矢狀面內(nèi)0°～90°運(yùn)動(dòng)(DOF3)。另外，上述實(shí)施例中的臂桿可在所述上臂托的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，且所述上臂桿可通過(guò)所述彈簧定位銷固定位置，從而根據(jù)不同使用者的上臂長(zhǎng)度，能夠調(diào)節(jié)所述上臂桿的有效長(zhǎng)度，以能夠適應(yīng)使用者的上臂長(zhǎng)度。

進(jìn)一步的，作為較佳的實(shí)施例中，所述肩寬調(diào)整部28包括：設(shè)于所述背部支架上端的導(dǎo)軌281，所述肩背架21可滑動(dòng)地與所述導(dǎo)軌281連接，且能夠通過(guò)一調(diào)節(jié)螺栓282進(jìn)行固定。

通過(guò)設(shè)置上述實(shí)施例中的肩寬調(diào)整部，則能夠根據(jù)不同使用者的實(shí)際肩寬尺寸，將兩所述肩背架調(diào)整至合適位置，進(jìn)而將兩肩部模塊之間的距離調(diào)整至適合使用者的肩寬。

另外，圖4a為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)定位卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4c為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4d為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的自鎖機(jī)構(gòu)的工作原理示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4a-d以及圖5所示，作為較佳的實(shí)施例中，每一所述肘部模塊3包括：肘部固定環(huán)31、前臂桿32、肘部電機(jī)安裝板33以及自鎖機(jī)構(gòu)34。

所述肘部固定環(huán)31與所述上臂桿27的下端固定連接。

所述前臂桿32與所述肘部固定環(huán)31鉸接，從而實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)可在矢狀面0°～120°運(yùn)動(dòng)。

所述肘部電機(jī)安裝板33設(shè)于所述肘部固定環(huán)31的鉸接點(diǎn)，肘部動(dòng)力部件331設(shè)于所述肘部電機(jī)安裝板33上。

所述自鎖機(jī)構(gòu)34設(shè)于所述肘部固定環(huán)31上，且所述自鎖機(jī)構(gòu)34與所述肘部動(dòng)力部件331的輸出端連接。

上述實(shí)施例中，所述肘部固定環(huán)用于在穿戴時(shí)環(huán)繞于使用者肘部。所述前臂桿與所述肘部固定環(huán)鉸接，從而通過(guò)設(shè)于所述肘部電機(jī)安裝板上的肘部動(dòng)力部件，能夠?qū)⑺銮氨蹢U提起，從而將使用者的前臂提起，實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)可在矢狀面0°～120°運(yùn)動(dòng)(DOF4)。

進(jìn)一步的，作為較佳的實(shí)施例中，每一所述自鎖機(jī)構(gòu)34包括：自鎖機(jī)構(gòu)定位卡341、兩自鎖機(jī)構(gòu)卡342、自鎖軸343以及自鎖機(jī)構(gòu)外殼344。

所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡341呈圓環(huán)片狀，且兩端各設(shè)置一軸向的圓柱狀凸起345，所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡341與所述肘部動(dòng)力部件331的輸出端連接。

每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342的兩端設(shè)有凹槽346，所述圓柱狀凸起345分別設(shè)于所述凹槽346內(nèi)。

每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342中心有一鏤空，所述鏤空的一側(cè)設(shè)有齒，所述齒沿兩所述凹槽346的連線方向排列。

所述自鎖軸343周向設(shè)有齒，所述自鎖軸343的齒可與每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342的齒嚙合，所述自鎖軸343與所述前臂桿32固定連接。

兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342層疊于所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡341上，所述圓柱狀凸起345卡于所述凹槽346內(nèi)，兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342的齒相對(duì)，所述自鎖軸343穿過(guò)兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342，且所述自鎖軸343的齒與每一所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342的齒嚙合。

兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡342以及所述自鎖軸343設(shè)于所述自鎖機(jī)構(gòu)外殼344內(nèi)。

所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡341與所述肘部動(dòng)力部件331的輸出端連接，所述自鎖軸343與所述前臂桿32連接。

上述實(shí)施例的自鎖機(jī)構(gòu)的工作原理大致如下：

當(dāng)所述肘部動(dòng)力部件工作時(shí)，帶動(dòng)所述自鎖機(jī)構(gòu)定位卡轉(zhuǎn)動(dòng)，從而兩所述圓柱狀突起推動(dòng)所述凹槽的側(cè)壁，帶動(dòng)所述自鎖機(jī)構(gòu)卡轉(zhuǎn)動(dòng)。繼而所述自鎖機(jī)構(gòu)卡通過(guò)相嚙合的齒帶動(dòng)所述自鎖軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述前臂桿提起。

當(dāng)所述肘部動(dòng)力部件停止工作，但使用者希望維持前臂彎舉的狀態(tài)時(shí)，所述前臂桿先下落一小段距離，帶動(dòng)所述自鎖軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，從而所述自鎖軸通過(guò)相嚙合的齒使兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，但由于兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡的兩側(cè)凹槽內(nèi)卡有所述圓柱狀凸起，從而兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡分別向圓柱狀凸起的方向運(yùn)動(dòng)，從而使兩所述自鎖機(jī)構(gòu)卡交錯(cuò)抵柱所述自鎖機(jī)構(gòu)外殼的內(nèi)壁，使得所述自鎖軸轉(zhuǎn)動(dòng)停止，從而完成自鎖。

設(shè)置上述實(shí)施例的自鎖機(jī)構(gòu)的作用在于，當(dāng)使用者希望維持前臂彎舉的狀態(tài)時(shí)，不必使所述肘部動(dòng)力部件持續(xù)工作，從而節(jié)省能源使用量。

同時(shí)，圖6為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，作為較佳的實(shí)施例中，所述肘部模塊3內(nèi)還設(shè)有一渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)35，所述渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)35包括：渦卷彈簧351，所述渦卷彈簧351采用外端回轉(zhuǎn)方式安裝，所述渦卷彈簧351的內(nèi)鉤與所述自鎖軸343固定，所述渦卷彈簧351的外鉤與所述自鎖機(jī)構(gòu)外殼344固定連接。

通過(guò)設(shè)置上述實(shí)施例中的渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)，當(dāng)前臂桿下落時(shí)，所述自鎖軸旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致所述渦卷彈簧收緊儲(chǔ)能，當(dāng)所述肘部動(dòng)力部件啟動(dòng)時(shí)，所述前臂桿向上運(yùn)動(dòng)，所述渦卷彈簧放松，釋放能量，從而起到減重和平衡力的作用，節(jié)省電池電量。通過(guò)所述渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)，大大降低了所述肘部動(dòng)力部件在使用過(guò)程中的負(fù)載，減少了耗電量，延長(zhǎng)了電池的使用時(shí)間。

另外，作為一種優(yōu)選方案，所述上臂桿可從所述上臂托卸下，即單獨(dú)使用所述肘部模塊，從而使用者單獨(dú)對(duì)肘部進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

進(jìn)一步的，作為較佳的實(shí)施例中，每一所述前臂桿32均與一用于托起前臂的前臂托321相連接。

通過(guò)設(shè)置上述實(shí)施例中的前臂托，能夠當(dāng)所述前臂桿上提時(shí)帶動(dòng)所述前臂托，從而帶動(dòng)使用者的前臂上提。

此外，圖7為本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器的背負(fù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，作為較佳的實(shí)施例中，所述背負(fù)機(jī)構(gòu)4包括：背負(fù)機(jī)構(gòu)架41、背部襯墊42、背帶43、腰帶44以及胸前帶45。

其中，所述背負(fù)機(jī)構(gòu)架41與所述背部支撐架11以及所述腰部支架12固定連接。

所述背部襯墊42設(shè)于所述背負(fù)機(jī)構(gòu)架41上。

所述背帶43的上端通過(guò)松緊繩開(kāi)口套在所述背部支撐架11上，所述背帶43的下端縫在所述背部襯墊42上。

所述腰帶44的兩端分別與所述背部襯墊42縫合。

所述胸前帶45的兩端分別與所述背部襯墊42縫合。

在實(shí)際背負(fù)時(shí)，首先將所述背帶背于兩肩，再將所述胸帶綁于胸前，最后將所述腰帶綁于腰部，即完成背負(fù)。同時(shí)，設(shè)置所述背負(fù)機(jī)構(gòu)架的作用在于，通過(guò)設(shè)置該剛性部件，從而避免在使用過(guò)程中由于所述背帶、所述腰帶以及所述胸前帶的撓動(dòng)造成設(shè)備晃動(dòng)，從而影響穩(wěn)定性。

本發(fā)明的使用方式以及工作原理大致如下：首先，根據(jù)使用者的肩寬調(diào)整兩肩部模塊之間的距離，根據(jù)使用者的上臂長(zhǎng)度調(diào)整上臂桿的有效長(zhǎng)度。后將背帶背于兩肩，將胸帶綁于胸前，將腰帶綁于腰部，完成背負(fù)。完成背負(fù)后，將前臂穿過(guò)肘部固定環(huán)，使上臂位于上臂托內(nèi)，使手肘位置位于肘部固定環(huán)處，使前臂位于前臂托內(nèi)，即完成穿戴。

實(shí)際使用時(shí)，本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器通過(guò)使用者患側(cè)上肢肌電信號(hào)(EMG)\語(yǔ)音信號(hào)\患者健側(cè)上肢動(dòng)作信號(hào)等方式控制各動(dòng)力部件，從而使肩部模塊和肘部模塊運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)法運(yùn)動(dòng)的患肢實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的和肘關(guān)節(jié)完成在矢狀面的內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練和日常生活輔助。通過(guò)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)的反復(fù)刺激，可逐漸幫助腦卒中病人的部分或全部上肢運(yùn)動(dòng)功能。由于本發(fā)明的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器采用便攜穿戴設(shè)計(jì)，所以也能夠?qū)颊呷粘Ｉ钇鸬揭欢ǖ妮o助作用。

本實(shí)施例提供的便攜式可穿戴外骨骼康復(fù)訓(xùn)練器，通過(guò)肘部模塊和肩部模塊的兩個(gè)動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)的自由度和肩部模塊兩個(gè)欠驅(qū)動(dòng)自由度實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體上肢運(yùn)動(dòng)的四自由度還原，具有較好的仿生性。同時(shí)，通過(guò)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，且使用肘部模塊的自鎖機(jī)構(gòu)以及渦卷彈簧減重機(jī)構(gòu)，減輕了動(dòng)力部件所需消耗的能量。從而有效簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低重量、減小體積，進(jìn)而增強(qiáng)設(shè)備的便攜性，保證輔助上肢運(yùn)動(dòng)功能受損的患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的效果，因?yàn)椴捎媚K化設(shè)計(jì)，可以由患者選擇肩部或整臂模塊進(jìn)行隨身穿戴，進(jìn)行一定的生活輔助，具有更廣泛的實(shí)用性。

以上僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見(jiàn)的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。