[发明专利]一种9自由度穿戴自适应上肢康复外骨骼机构

摘要

一种9自由度穿戴自适应上肢康复外骨骼机构，包括肩关节适应机构、外骨骼机构、连接机构和支撑件。所述外骨骼机构由肩关节等效机构和肘关节等效机构组成，其中肩关节等效机构实现上臂基于ISB描述的抬升面、抬升角和内外旋角的运动，肘关节等效机构实现前臂屈/伸和旋内/旋外运动；所述肩关节适应机构、连接机构有运动副和连接件组成，其作用是适应肩、肘关节运动耦合影响。连接方式是：支撑件、肩关节适应机构和外骨骼机构顺次固连，且通过连接机构和上肢紧致连接构成人机闭链机构。本发明结构简单；肩关节适应机构布置在前端，使连接支链短，机构重力传输到支撑件，穿戴轻便；适应肩、肘关节运动耦合，解除人机闭链产生与训练无关人机力和力矩。

主权项

1.一种9自由度穿戴自适应上肢外骨骼机构，包括肩关节适应机构(A)、外骨骼机构、连接机构和支撑件；其特征在于肩关节等效机构(B)和肘关节等效机构(E)构成外骨骼机构，上臂连接机构(D)和前臂连接机构(G)构成连接机构，肩关节适应机构(A)与支撑件固连，且通过外骨骼机构、连接机构与人体上臂(C)和前臂(F)连接；所述的肩关节适应机构(A)由第一导轨、第一滑块、第二导轨、第二滑块和滑块固定板组成、其中第一导轨和第一滑块，第二导轨和第二滑块分别组成两个移动副，两移动副移动方向都在水平面内，且互相垂直；所述的肩关节等效机构(B)由上臂第一转动副、第一转动副连接件、上臂第二转动副、第二转动副连接件、上臂杆长调节螺旋运动副和上臂第三转动副依次串联组成，其中上臂第一转动副与滑块固定板相连，上臂第二转动副与上臂第一转动副通过第一转动副连接件相连，上臂第三转动副通过上臂杆长调节螺旋运动副、第二转动副连接件和上臂第二转动副相连，其中上臂杆长调节螺旋运动副沿第二转动副连接件直线运动，根据不同人体上臂长度调节外骨骼上臂杆长，上臂第一转动副、上臂第二转动副和上臂第三转动副呈转动副轴线互相垂直布置，交于一点；所述的上臂连接机构(D)由上臂移动副和上臂绑带组成、其中上臂移动副与上臂第三转动副固定相连，上臂绑带和上臂移动副固定连接，且上臂绑带穿戴于上臂(C)的末端；所述的肘关节等效机构(E)由前臂屈伸运动副连接件、前臂屈伸转动副、前臂屈伸运动连接杆、前臂杆长调节螺旋运动副和前臂旋内旋外转动副组成，其中前臂屈伸转动副通过前臂屈伸运动副连接件与上臂第三转动副相连，前臂杆长调节螺旋运动副与前臂屈伸运动连接杆相连，调节前臂连接机构(G)和人体前臂(F)的固定位置，前臂旋内旋外转动副固连在前臂杆长调节螺旋运动副上，前臂屈伸转动副和前臂旋内旋外转动副呈转动副轴线垂直布置；所述的前臂连接机构(G)，由前臂移动副和前臂绑带组成，其中前臂移动副固连在前臂旋内旋外转动副上，前臂移动副和前臂绑带固连，且前臂绑带穿戴于前臂(F)的末端。