[发明专利]一种具备接触力测量功能的外骨骼人机物理交互装置

说明书

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种具备接触力测量功能的外骨骼人机物理交互装置，包括人机物理交互组件，所述人机物理交互组件安装在康复机器人上，所述人机物理交互组件包括转动杆、转动轴、连接基板、移动杆、移动轴和压力传感器，所述压力传感器分别限制转动杆和移动杆的运动范围，并实时监测杆件施加在压力传感器上的压力。本发明将患者的运动转换为压力传感器的数据，对该数据进行分析处理，从而识别出患者的运动意图，将康复机器人与患者的交互位置由末端移至大臂，遵循了脑卒中患者康复由近端到远端的规律，有效的改善了康复效果，使用压力传感器作为意图识别的主要元件，相比于使用六维力传感器，大大降低了机器人成本。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种具备接触力测量功能的外骨骼人机物理交互装置。

背景技术

日常生活中大量功能运动需要依靠上肢来完成，上肢运动功能的缺失会极大降低患者的生活质量。上肢外骨骼康复机器人作为一种先进的康复治疗设备，能够辅助那些由疾病和意外事故导致的上肢运动功能损伤患者进行康复训练，将康复医师从重复而繁重的工作中解脱出来，并能够显著提高康复治疗效率和效果。

康复机器人是用于辅助病人运动，因此如何将患者的运动意图传递给康复机器人，即康复机器人与患者之间的交互就显得极为重要。目前大部分上肢康复机器人与患者是通过末端执行器进行交互，而在实际的康复过程中，患者的康复遵循“从近端到远端”的规则，因此末端力交互的方式不能很好的满足康复需求。在实际临床试验中，不能达到预期效果。为此，我们提出一种具备接触力测量功能的外骨骼人机物理交互装置。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具备接触力测量功能的外骨骼人机物理交互装置，具有将康复机器人与患者的交互位置由末端移至大臂，遵循了脑卒中患者康复由近端到远端的规律，有效的改善了康复效果的特点，解决了现有的末端力交互的方式不能很好的满足康复需求的问题。

本发明提供如下技术方案：一种具备接触力测量功能的外骨骼人机物理交互装置，包括人机物理交互组件，所述人机物理交互组件安装在康复机器人上，所述人机物理交互组件包括转动杆、转动轴、连接基板、移动杆、移动轴和压力传感器，所述转动杆可绕转动轴自由转动，所述移动杆和移动轴可在转动杆内部预留的空腔内自由移动，所述压力传感器分别限制转动杆和移动杆的运动范围，并实时监测杆件施加在压力传感器上的压力。

优选的，所述移动杆的数量为两个。

优选的，还包括上肢护套，所述上肢护套固定在两个移动杆上。

优选的，所述移动轴与两个移动杆通过螺钉固定连接。

优选的，所述压力传感器分别安装在传感器固定件和传感器安装件上，所述传感器安装件固定在连接基板上。

优选的，所述传感器固定件和传感器安装件均使用光敏树脂材料。

优选的，还包括接触硅胶片，所述接触硅胶片分别固定在转动杆和移动杆与压力传感器的接触面上，以保证与压力传感器受力面的接触为软接触。

优选的，所述压力传感器的数量为4个，且按照正交的形式安装，以保证可以完全测量各个方向上的力。

本发明提供了一种具备接触力测量功能的外骨骼人机物理交互装置，通过转动杆和移动杆的运动，将患者的运动转换为压力传感器的数据，对该数据进行分析处理，从而识别出患者的运动意图，将康复机器人与患者的交互位置由末端移至大臂，遵循了脑卒中患者康复由近端到远端的规律，有效的改善了康复效果，使用压力传感器作为意图识别的主要元件，相比于使用六维力传感器，大大降低了机器人成本，且移动轴内嵌于转动杆中，使整个装置结构紧凑，占用空间小。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明人机物理交互组件结构示意图；