[发明专利]一种穿戴式多功能颈椎康复动力外骨骼

说明书

本发明公开了一种穿戴式多功能颈椎康复动力外骨骼，涉及人机交互康复辅具领域，包括主动驱动电机模块、固定支撑模块和活动关节组件，所述主动驱动电机模块与所述固定支撑模块相连接，所述主动驱动电机模块包括左肩推杆电机、右肩推杆电机、颈胸椎左前侧推杆电机、颈胸椎左后侧推杆电机、颈胸椎右前侧推杆电机、颈胸椎右后侧推杆电机，所述主动驱动电机模块与所述活动关节组件共同组合成的六连杆动力驱动结构。通过本发明的实施，实现颈椎的被动牵引、前屈后伸、侧屈和水平旋转四个自由度的康复运动，进行颈部的牵引训练以及实现颈部肌肉的定向抗阻训练，提升颈部肌力，增强颈椎的稳定性，改善与矫正颈椎的生物力学平衡。

技术领域

本发明涉及人机交互康复辅具领域，尤其涉及一种穿戴式多功能颈椎康复动力外骨骼。

背景技术

颈部是人体几何特性和运动特性最为复杂，以及最易受到伤害的部分之一。随着来随着人们生活习惯及工作方式的改变，颈椎疾病发病率的逐年增高。同时，伴随着并联机构、控制技术以及人机交互等的不断研究与发展，颈椎外骨骼逐渐成为康复领域的研究热点。

现存的颈椎康复外骨骼大多是支撑固定或牵引的单一康复训练，有两种形式，其一是与颈椎硬性接触，但颈椎容易因硬性支撑无法进行适应性调节而损伤；颈椎的支撑点会存在无法紧密贴合或而产生支撑不到位；对颈椎的稳定和纵向张力缺乏足够张力等问题都会影响颈椎的保护与治疗。另外一个是充气型，但其存在对颈椎的支撑疗效无法精确控制，且康复功能较少的问题。

随着人机交互技术与康复医学的发展，本领域的技术人员为了改善现存的颈椎训练器，致力于开发一种穿戴式多功能颈椎康复动力外骨骼，其兼具颈椎增强与康复训练功能，可实现在全关节活动范围内的颈部牵引运动训练，通过对颈部肌肉进行定向的抗阻训练和多方向的肌力训练，来增强颈椎的稳定性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何实现颈椎增强与康复训练功能，增强颈椎的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种穿戴式多功能颈椎康复动力外骨骼，包括主动驱动电机模块、固定支撑模块和活动关节组件，所述主动驱动电机模块与所述固定支撑模块相连接，所述主动驱动电机模块包括左肩推杆电机、右肩推杆电机、颈胸椎左前侧推杆电机、颈胸椎左后侧推杆电机、颈胸椎右前侧推杆电机、颈胸椎右后侧推杆电机，所述主动驱动电机模块与所述活动关节组件共同组合成的六连杆动力驱动结构。

进一步地，所述固定支撑模块包括下颌支撑组件、枕骨支撑组件、后侧颈椎支撑件、颈胸椎前侧支撑片、颈胸椎后侧支撑片。

进一步地，所述活动关节组件包括万向关节和球形关节转动铰链。

进一步地，所述颈胸椎左前侧推杆电机、颈胸椎左后侧推杆电机、颈胸椎右前侧推杆电机、颈胸椎右后侧推杆电机的上端分别通过所述万向关节与所述下颌支撑组件或枕骨支撑组件进行螺纹连接，下端分别通过所述球形关节转动铰链与颈胸椎前侧支撑片或所述颈胸椎后侧支撑片进行螺纹连接；所述左肩推杆电机、右肩推杆电机的上端分别通过所述万向关节与所述下颌支撑组件进行螺纹连接，下端分别通过所述万向关节与所述颈胸椎后侧支撑片进行螺纹连接。

进一步地，所述枕骨支撑组件和所述后侧颈椎支撑件通过螺纹连接，当进行颈椎前屈后伸、侧屈以及水平旋转康复运动时，将所述后侧颈椎支撑件拆除，并在所述枕骨支撑组件的中间位置放置角度传感器。

进一步地，还具有压力传感器，所述压力传感器通过螺纹连接件与推杆电机相连接，所述螺纹连接件的另一端与所述万向关节连接。

进一步地，所述万向关节通过轴套与固定支撑模块相连接；所述球形关节转动铰链通过轴套与所述颈胸椎前侧支撑片或所述颈胸椎后侧支撑片相连接。

进一步地，所述颈胸椎前侧支撑片通过前侧支条连接腰椎前侧支撑片，所述颈胸椎后侧支撑片通过后侧支条连接腰椎后侧支撑片；所述前侧支条和所述后侧支条在高度方向上长度可调节。