本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種輔助動(dòng)力柔性上肢外骨骼。

背景技術(shù)：

目前，很多國(guó)家面臨人口老齡化問(wèn)題，比如中國(guó)、日本、意大利。伴隨著現(xiàn)今生活節(jié)奏的加快，老年人出現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)功能障礙的幾率也逐年增加。與此同時(shí)，身體機(jī)能損傷或者殘疾的人群也面臨著運(yùn)動(dòng)功能障礙問(wèn)題。上肢運(yùn)動(dòng)功能輔助以及上肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)訓(xùn)練對(duì)體弱人群有著至關(guān)重要的作用。上肢外骨骼能夠較好地輔助體弱人群，目前上肢外骨骼機(jī)器人屬于串聯(lián)形式結(jié)構(gòu)，存在剛度低、負(fù)重能力差等問(wèn)題，導(dǎo)致其不能安全可靠地用于體弱人群生活輔助，因此需要一種能解決此類問(wèn)題的機(jī)器人。

如今，市面上有很多輔助性的上肢外骨骼，這類設(shè)備能起到很好阻力效果，但是這些設(shè)備均結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且整體重量較大，給使用者帶來(lái)了很大的負(fù)荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明內(nèi)容的目的是提供一種輔助動(dòng)力柔性上肢外骨骼，安全可靠地用于體弱人群生活輔助，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體重量較小，減小了使用者的使用負(fù)荷。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種輔助動(dòng)力柔性上肢外骨骼，包括柔性綁帶裝置、電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、動(dòng)力發(fā)生裝置和動(dòng)力傳遞裝置，所述柔性綁帶裝置捆綁在人體上肢的關(guān)節(jié)位置，人體上肢的各關(guān)節(jié)位置的所述柔性綁帶裝置通過(guò)動(dòng)力發(fā)生裝置相連接，所述電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)動(dòng)力傳遞裝置動(dòng)力輸出至動(dòng)力發(fā)生裝置，所述電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置攜帶在人體背部。

作為優(yōu)選，所述柔性綁帶裝置包括手腕o型環(huán)、小臂o型環(huán)、大臂o型環(huán)、l型交叉綁帶、小臂x型綁帶和大臂x型綁帶，所述手腕o型環(huán)綁縛在上肢的手腕處，所述小臂o型環(huán)綁縛在小臂上部，所述大臂o型環(huán)綁縛在大臂下部，所述l型交叉綁帶綁縛在肩膀上方和側(cè)方，所述小臂o型環(huán)和大臂o型環(huán)之間設(shè)置有動(dòng)力發(fā)生裝置，所述l型交叉綁帶上設(shè)置有動(dòng)力發(fā)生裝置，所述小臂x型綁帶綁縛在上肢的小臂前側(cè)，所述小臂x型綁帶上端連接至小臂o型環(huán)，所述小臂x型綁帶下端通過(guò)動(dòng)力發(fā)生裝置連接至手腕o型環(huán)，所述大臂x型綁帶綁縛在上肢的大臂后側(cè)，所述大臂x型綁帶上端連接至肩膀側(cè)方的l型交叉綁帶上，所述大臂x型綁帶下端連接至大臂o型環(huán)。

作為優(yōu)選，動(dòng)力發(fā)生裝置包括小臂動(dòng)力發(fā)生器、大臂動(dòng)力發(fā)生器和手腕動(dòng)力發(fā)生器，所述小臂x型綁帶下端通過(guò)手腕動(dòng)力發(fā)生器連接至手腕o型環(huán)，所述小臂動(dòng)力發(fā)生器兩端分別連接至小臂o型環(huán)和大臂o型環(huán)，所述大臂動(dòng)力發(fā)生器兩端分別連接至肩膀上方和側(cè)方的l型交叉綁帶上。

作為優(yōu)選，所述電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝架和若干動(dòng)力輸出單元，所述動(dòng)力輸出單元包括電機(jī)、鋼絲纏繞輪，所述電機(jī)和鋼絲纏繞輪安裝在安裝架上，所述電機(jī)動(dòng)力輸出至鋼絲纏繞輪，所述動(dòng)力傳遞裝置為鋼絲繩，所述鋼絲繩繞接在鋼絲纏繞輪上，所述鋼絲繩一端固定在鋼絲纏繞輪上，所述鋼絲繩另一端與動(dòng)力發(fā)生裝置相連接。

作為優(yōu)選，所述動(dòng)力輸出單元還包括安裝在安裝架上的減速機(jī)和u型導(dǎo)輪，所述電機(jī)動(dòng)力輸出至減速機(jī)，所述鋼絲纏繞輪對(duì)應(yīng)減速機(jī)設(shè)置，所述u型導(dǎo)輪位置動(dòng)力發(fā)生裝置與鋼絲纏繞輪之間。

作為優(yōu)選，每個(gè)所述動(dòng)力輸出單元分別相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力輸出至小臂動(dòng)力發(fā)生器、大臂動(dòng)力發(fā)生器和手腕動(dòng)力發(fā)生器。

作為優(yōu)選，所述柔性綁帶裝置還包括帶在手上的手套，所述手套內(nèi)設(shè)有用于控制電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的控制開關(guān)。

本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明可穿戴式上肢外骨骼通過(guò)帶動(dòng)人體上臂，前臂和手掌運(yùn)動(dòng)而輔助病人生活，并可用于病人上肢康復(fù)訓(xùn)練；采用鋼絲繩傳動(dòng)，鋼絲繩傳動(dòng)噪聲低，精度高，傳動(dòng)平穩(wěn)；具備關(guān)節(jié)中心調(diào)整機(jī)構(gòu)，可根據(jù)不同個(gè)體而更改外骨骼尺寸，使用范圍廣；并且采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一視角的使用狀態(tài)示意圖；

圖3為圖1中動(dòng)力發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-手套；2-小臂動(dòng)力發(fā)生器；3-大臂動(dòng)力發(fā)生器；4-l型交叉綁帶；5-手腕動(dòng)力發(fā)生器；6-手腕o型環(huán)；7-小臂o型環(huán)；8-大臂x型綁帶；9-大臂o型環(huán)；10-電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置；11-小臂x型綁帶；12-鋼絲繩；13-u型導(dǎo)輪；14-減速機(jī)；15-電機(jī)；16-鋼絲纏繞輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明提供了一種輔助動(dòng)力柔性上肢外骨骼，如圖1和圖2所示，包括柔性綁帶裝置、電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、動(dòng)力發(fā)生裝置和動(dòng)力傳遞裝置，柔性綁帶裝置捆綁在人體上肢的關(guān)節(jié)位置，人體上肢的各關(guān)節(jié)位置的柔性綁帶裝置通過(guò)動(dòng)力發(fā)生裝置相連接，電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)動(dòng)力傳遞裝置動(dòng)力輸出至動(dòng)力發(fā)生裝置，電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置攜帶在人體背部。

可以理解的，柔性綁帶裝置大部分由紡織物及少量塑料件制作而成，采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

具體的，柔性綁帶裝置包括手腕o型環(huán)6、小臂o型環(huán)7、大臂o型環(huán)9、l型交叉綁帶4、小臂x型綁帶11和大臂x型綁帶3，手腕o型環(huán)6綁縛在上肢的手腕處，小臂o型環(huán)7綁縛在小臂上部，大臂o型環(huán)9綁縛在大臂下部，l型交叉綁帶4綁縛在肩膀上方和側(cè)方，小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9之間設(shè)置有動(dòng)力發(fā)生裝置，l型交叉綁帶4上設(shè)置有動(dòng)力發(fā)生裝置，小臂x型綁帶11綁縛在上肢的小臂前側(cè)，小臂x型綁帶11上端連接至小臂o型環(huán)7，小臂x型綁帶11下端通過(guò)動(dòng)力發(fā)生裝置連接至手腕o型環(huán)6，大臂x型綁帶3綁縛在上肢的大臂后側(cè)，大臂x型綁帶3上端連接至肩膀側(cè)方的l型交叉綁帶4上，大臂x型綁帶3下端連接至大臂o型環(huán)9。

可以理解的，手腕o型環(huán)6、小臂o型環(huán)7、大臂o型環(huán)9采用塑料制成，l型交叉綁帶4、小臂x型綁帶11和大臂x型綁帶3由紡織物制成，采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

可以理解的，人體胸前背后橫向設(shè)置有橫向環(huán)綁帶，該橫向環(huán)綁帶的設(shè)置，不僅使得左右兩肢的綁帶連為一體，連接更加牢固，使用壽命更長(zhǎng)。

上述技術(shù)方案中，在電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，當(dāng)小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9之間設(shè)置有動(dòng)力發(fā)生裝置工作時(shí)，給小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9施加拉力，從而使得小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9拉近，實(shí)現(xiàn)小臂與大臂之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，同理實(shí)現(xiàn)小臂與手腕之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)肩膀與大臂之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明中，如圖3所示，動(dòng)力發(fā)生裝置包括小臂動(dòng)力發(fā)生器2、大臂動(dòng)力發(fā)生器3和手腕動(dòng)力發(fā)生器5，小臂x型綁帶11下端通過(guò)手腕動(dòng)力發(fā)生器5連接至手腕o型環(huán)6，小臂動(dòng)力發(fā)生器2兩端分別連接至小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9，大臂動(dòng)力發(fā)生器3兩端分別連接至肩膀上方和側(cè)方的l型交叉綁帶4上。

電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝架和若干動(dòng)力輸出單元，動(dòng)力輸出單元包括電機(jī)15、鋼絲纏繞輪16，電機(jī)15和鋼絲纏繞輪16安裝在安裝架上，電機(jī)15動(dòng)力輸出至鋼絲纏繞輪16，動(dòng)力傳遞裝置為鋼絲繩12，鋼絲繩12繞接在鋼絲纏繞輪16上，鋼絲繩12一端固定在鋼絲纏繞輪16上，鋼絲繩12另一端與動(dòng)力發(fā)生裝置相連接。其中，動(dòng)力輸出單元還包括安裝在安裝架上的減速機(jī)14和u型導(dǎo)輪13，電機(jī)15動(dòng)力輸出至減速機(jī)14，鋼絲纏繞輪16對(duì)應(yīng)減速機(jī)14設(shè)置，u型導(dǎo)輪13位置動(dòng)力發(fā)生裝置與鋼絲纏繞輪16之間。每個(gè)動(dòng)力輸出單元分別相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力輸出至小臂動(dòng)力發(fā)生器2、大臂動(dòng)力發(fā)生器3和手腕動(dòng)力發(fā)生器5。

可以理解的，電機(jī)15內(nèi)置有編碼器，從而對(duì)電機(jī)15的工作能夠很好的實(shí)現(xiàn)智能控制。

可以理解的，電機(jī)15動(dòng)力輸出至減速機(jī)14，減速機(jī)14對(duì)電機(jī)15輸出的動(dòng)力減速后傳動(dòng)至鋼絲纏繞輪16，使得電機(jī)15輸出的功率更大。

上述技術(shù)方案中，當(dāng)電機(jī)15工作時(shí)，減速機(jī)14帶動(dòng)鋼絲纏繞輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鋼絲收緊，鋼絲繩12通過(guò)u型導(dǎo)輪13動(dòng)力傳遞至相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力發(fā)生裝置，當(dāng)小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9之間設(shè)置有小臂動(dòng)力發(fā)生器2工作時(shí)，給小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9施加拉力，從而使得小臂o型環(huán)7和大臂o型環(huán)9拉近，實(shí)現(xiàn)小臂與大臂之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；同理當(dāng)手腕動(dòng)力發(fā)生器5工作時(shí)，給手腕o型環(huán)6施加拉力，從而帶動(dòng)手腕o型環(huán)6動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)小臂與手腕之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)大臂動(dòng)力發(fā)生器3工作時(shí)，給大臂o型環(huán)9施加拉力，從而帶動(dòng)大臂o型環(huán)9動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)大臂與肩膀之間的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。其中u型導(dǎo)輪13在電機(jī)15工作時(shí)起到導(dǎo)向作用，并且結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，可穿戴式上肢外骨骼通過(guò)帶動(dòng)人體上臂，前臂和手掌運(yùn)動(dòng)而輔助病人生活，并可用于病人上肢康復(fù)訓(xùn)練；采用鋼絲繩傳動(dòng)，鋼絲繩傳動(dòng)噪聲低，精度高，傳動(dòng)平穩(wěn)；具備關(guān)節(jié)中心調(diào)整機(jī)構(gòu)，可根據(jù)不同個(gè)體而更改外骨骼尺寸，使用范圍廣；并且采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負(fù)荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復(fù)訓(xùn)練。

可以理解的，動(dòng)力發(fā)生裝置包括兩個(gè)滾輪和一根連接繩，該連接繩的兩端分別與相對(duì)應(yīng)的o型環(huán)相連接，另外，相對(duì)應(yīng)的鋼絲繩12與連接繩的中間位置相連接。

進(jìn)一步的，柔性綁帶裝置還包括帶在手上的手套1，手套1內(nèi)設(shè)有用于控制電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的控制開關(guān)。通過(guò)控制開關(guān)控制相對(duì)應(yīng)的電機(jī)15工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。