[发明专利]一种可穿戴式腕部扭摆助力康复装置

权利要求书

1.一种可穿戴式腕部扭摆助力康复装置，其特征在于：包括腕部掌屈/背屈运动组件（100）、前臂内旋/外旋运动组件（200）、前臂固定组件（300）、基座（400）及套索驱动单元，其中前臂固定组件（300）可相对移动地连接于基座（400）上，所述前臂内旋/外旋运动组件（200）安装在该基座（400）上、具有负责动力输出的套索驱动轮B（212），该套索驱动轮B（212）通过传动装置与所述腕部掌屈/背屈运动组件（100）连接，带动该腕部掌屈/背屈运动组件（100）进行前臂的内外旋转；所述腕部掌屈/背屈运动组件（100）具有负责动力输出的套索驱动轮A（119）及由该套索驱动轮A（119）带动的手背靠板（106），通过所述手背靠板（106）带动患者手掌进行掌屈或背屈；所述套索驱动轮A（119）及套索驱动轮B（212）分别通过一个套索驱动单元控制，该腕部扭摆助力康复装置通过各套索驱动单元的驱动控制具有前臂内旋/外旋及腕部掌屈/背屈两个自由度；

所述腕部掌屈/背屈运动组件（100）包括软体束缚带B（102）、软体束缚带C（103）、手背靠板（106）、腕部摆动板（107）、腕部摆动支撑架（109）、多维力传感器（110）、腕部掌屈/背屈安装座（111）、角度编码器A（112）、角度编码器支撑板A（113）、套索安装定位块A（114）、套索安装定位板（115）、腕部掌屈/背屈限位板（116）、同步带A（117）、拉线（118）、套索驱动轮A（119）及驱动轮转轴A（120），该手背靠板（106）的一侧与所述软体束缚带B（102）和软体束缚带C（103）分别连接，另一侧通过多维力传感器（110）与腕部摆动板（107）相连；所述腕部摆动支撑架（109）的一端与腕部摆动板（107）的一端转动连接，该腕部摆动板（107）的另一端与所述套索驱动轮A（119）连动、且与所述驱动轮转轴A（120）固接，所述腕部摆动支撑架（109）的另一端与该驱动轮转轴A（120）转动连接；所述腕部摆动支撑架（109）上安装有套索安装定位板（115），角度编码器A（112）通过角度编码器支撑板A（113）安装在该套索安装定位板（115）上，所述角度编码器A（112）通过同步带A（117）与驱动轮转轴A（120）相连，所述套索驱动轮A（119）通过拉线（118）与所述套索驱动单元相连，该拉线（118）分别由套索安装定位板（115）及安装在套索安装定位板（115）上的套索安装定位块A（114）穿过；所述套索驱动轮A（119）由套索驱动单元驱动旋转，进而通过所述腕部摆动板（107）带动手背靠板（106）进行掌屈/背屈；所述腕部摆动支撑架（109）与所述前臂内旋/外旋运动组件（200）相连；

所述前臂内旋/外旋运动组件（200）包括同步带轮转接件（201）、同步带轮A（202）、同步带B（203）、同步带轮B（204）、同步带轮调整杆（205）、同步带轮轴（206）、连杆A（207）、连杆B（208）、连杆C（209）、连杆D（210）、内旋/外旋保持架（211）、套索驱动轮B（212）、驱动轮转轴B（213）、角度编码器B（215）及角度编码器支撑板B（216），该内旋/外旋保持架（211）的一端位置可调地安装在所述基座（400）上，另一端分别固接有连杆D（210）和角度编码器支撑板B（216），所述连杆A（207）为“T”形，该“T”形一条边的一端与连杆B（208）转动连接，该连杆B（208）的另一端与所述连杆D（210）的一端转动连接，所述同步带轮B（204）和连杆C（209）的一端固定连接，并与所述“T”形一条边的另一端转动连接，该连杆C（209）的另一端及套索驱动轮B（212）分别固接于驱动轮转轴B（213）上，该驱动轮转轴B（213）与所述连杆D（210）的另一端转动连接；所述同步带轮转接件（201）与腕部掌屈/背屈运动组件（100）连接，该同步带轮转接件（201）和同步带轮A（202）分别固定安装在同步带轮轴（206）上，并与所述同步带轮调整杆（205）的一端转动连接，该同步带轮调整杆（205）的另一端与“T”形连杆A（207）的另一条边相连，所述同步带B（203）安装在同步带轮A（202）和同步带轮B（204）上；所述套索驱动轮B（212）通过拉线（118）与所述套索驱动单元相连，该套索驱动轮B（212）由套索驱动单元驱动旋转，进而通过连杆A（207）、连杆B（208）、连杆C（209）、连杆D（210）形成的平行四边形机构和同步带轮A（202）、同步带B（203）、同步带轮B（204）形成的同步带传动机构带动同步带轮转接件（201）进行内旋/外旋，进而带动所述腕部掌屈/背屈运动组件（100）实现内旋/外旋自由度；所述角度编码器B（215）安装在角度编码器支撑板B（216）上，并与所述驱动轮转轴B（213）连接；

所述同步带轮A（202）、同步带B（203）、同步带轮B（204）构成同步带传动机构，用于实现同步带轮转接件（201）的自身转动；

所述平行四边形机构与同步带传动机构串联，带动所述同步带轮转接件（201）绕前臂内旋/外旋转轴中心线（J₂）同步转动，所述前臂内旋/外旋转轴中心线（J₂）与人体前臂内旋/外旋转轴中心线在运动范围内重合，且所述前臂内旋/外旋转轴中心线（J₂）与腕部掌屈/背屈轴线（J₁）转动垂直相交于点O；所述同步带轮调整杆（205）的另一端通过开设的槽型孔实现与“T”形连杆A（207）的另一条边位置可调，进而调整所述同步带轮A（202）与同步带轮B（204）之间的中心距离；“T”形所述连杆A（207）的另一条边上开设导向槽，所述同步带轮调整杆（205）的另一端在该导向槽内移动，并在移动到位后锁紧；

所述套索驱动单元包括动力源、驱动安装架（503）、套索主动轮（504）、刹车豆（506）、涨紧调整架（507）、支撑板（508）、导向板（509）、调节螺栓（510）及套索安装定位块B（512），该动力源安装在驱动安装架（503）上，输出端连接有套索主动轮（504），所述套索主动轮（504）上安装有两个刹车豆（506）；所述涨紧调整架（507）的一端开有涨紧导向孔（513），另一端安装有支撑板（508），该支撑板（508）上设有调节螺栓（510），所述驱动安装架（503）上延伸有导向板（509），该导向板（509）由所述涨紧导向孔（513）穿过，所述调节螺栓（510）与导向板（509）抵接；所述涨紧调整架（507）上安装有两个套索安装定位块B（512），所述套索主动轮（504）上缠绕有两根拉线（118），每根拉线（118）的一端均固定在一个所述刹车豆（506）上，另一端由一个所述套索安装定位块B（512）穿过后分别与所述套索驱动轮A（119）或套索驱动轮B（212）连接；所述动力源的输出端安装有扭矩传感器（505）。