[发明专利]一种介入防护服的外骨骼辅助装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种介入防护服的外骨骼辅助装置，包括：腰托，其前侧开口；可调节固定带，其两端分别与腰托的开口两侧连接；背部支撑装置，其竖直设置，且一端与腰托的后侧铰接；一对肩部支撑板，其位于腰托上方，且对称间隔设置；背部支撑装置的另一端分别与对应肩部支撑板铰接；颈托，其设置在肩部支撑板之间，且与背部支撑装置的另一端铰接；一对手部助力臂，其分别与对应肩部支撑板铰接，用于助力手臂关节；一对腿部助力臂，其分别与腰托两侧铰接，用于助力腿部关节。本发明还提供一种介入防护服的外骨骼辅助装置的控制方法，确保使用者不会摔倒，同时能够采集佩戴防护服的使用者的运动状态，并基于BP神经网络确定下一运动状态，辅助使用者运动。

技术领域

本发明涉及关节运动辅助装置技术领域，更具体的是，本发明涉及一种介入防护服的外骨骼辅助装置及其控制方法。

背景技术

大多数介入放射科医护人员每天面临着高负荷工作状态，由于职业特性，医护人员们总是需要站立式工作，穿着沉重的个人防护服(如铅衣)，进行着复杂的介入操作。与坐式工作相比，站立式工作与较高水平的颈腰痛患病率相关。这在介入放射专业更为明显：现有的临床上使用的个人防护服均是以含铅的重型防护服为主，医护人员在一天中大部分的时间是在站立时承重并反复完成介入操作过程，长期以往便产生了职业性颈部和背部疼痛疾病。研究表明颈部和腰背部疼痛的发生率会随着防护服使用时间和使用年限的增加而增加，并且是基于轴向负荷(即长时间穿着状态)、相对固定并机械的操作姿势反复增加肌肉骨骼的损伤，最终引起脊椎疾病、椎间盘疾病和第一臂关节、第二臂关节、第一腿关节和第二腿关节处疾病。

中国发明专利201910394141.9公开一种医用铅衣支撑装置，由铅衣和支撑结构构成。医生站立时，铅衣的重量压在支撑结构的支撑架和脚架上，脚架将重量压再地面上。医生上半身转身时，穿戴铅衣牵动支撑架，支撑架带动连接头绕着脚架转动，铅衣的重量始终压在脚架上。这样，由支撑结构在手术过程中对铅衣的重量进行支撑，减轻医生承受重量，缓解医生的疲劳。

虽然上述技术方案或多或少解决了介入防护服负重的问题，但依然存在着如下的缺陷：

1、虽然支撑结构在手术过程中对铅衣的重量进行支撑，减轻医生承受重量，但与之伴随着的是医务人员行走不便活动受限的问题。

2、在活动受限的基础上，还存在着医务人员的活动方式单一的问题，缺乏在不同的体位下转换的技术方案，使医务人员难以以更好的状态投入工作。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发了一种介入防护服的外骨骼辅助装置，能够对使用者的第一臂关节、第二臂关节、第一腿关节和第二腿关节处进行助力，既减轻医生的承受重量，也不限制医务人员的活动。

本发明的另一个目的是设计开发了一种介入防护服的外骨骼辅助装置的控制方法，能够采集佩戴防护服的使用者的运动状态，并基于BP神经网络确定下一运动状态，辅助使用者运动。

本发明还能对下一运动状态进行校正，提高助力精度，在保证准确的操作过程的情况下，缓解医生的疲劳感。

本发明提供的技术方案为：

一种介入防护服的外骨骼辅助装置，包括：

腰托，其为圆环状结构，且前侧开口；

可调节固定带，其两端分别与所述腰托的开口两侧连接，用于固定腰部；

背部支撑装置，其竖直设置，且一端与所述腰托的后侧铰接；

一对肩部支撑板，其位于所述腰托上方，且对称间隔设置；

其中，所述背部支撑装置的另一端分别与对应所述肩部支撑板铰接；

颈托，其设置在所述肩部支撑板之间，且与所述背部支撑装置的另一端铰接；

一对手部助力臂，其分别与对应所述肩部支撑板铰接，用于助力手臂关节；