[发明专利]带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置

权利要求书

1.一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，包括：外骨骼支架、肘屈伸机构、小臂旋转机构、驱动电机及肌电信号采集器(7)，其中，所述外骨骼支架用于固定人体大臂和小臂，同时用于支撑肘屈伸机构及小臂旋转机构，所述外骨骼支架中预埋有肌电信号采集器(7)来检测人体肌肉张力，所述外骨骼支架包括小臂支架(2)、小臂支撑环(3)、大臂支架(4)、大臂支撑环(5)，其中小臂支架(2)上设置有小臂支撑环(3)，大臂支架(4)上设置有大臂支撑环(5)，所述小臂支架(2)与大臂支架(4)之间连接；

所述驱动电机包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机用于对肘屈伸机构提供动力，所述第二驱动电机用于为小臂旋转机构提供动力；所述肌电信号采集器(7)、第一驱动电机和第二驱动电机与控制系统相连，肌电信号采集器(7)采集人体肌电信号后，将信号传给控制系统，控制系统对肌电信号进行分析后，修正驱动电机的运动轨迹，并控制驱动电机运动；所述驱动电机的驱动力传递给肘屈伸机构和小臂旋转机构，带动人体上臂康复运动，通过肘屈伸机构和小臂旋转机构的运动使得装置具有两个主动运动自由度，分别是小臂旋转运动和肘关节屈伸运动；所述肘屈伸机构包括小伞齿轮(9)、大伞齿轮(10)、小臂屈伸连接板(11)、轴(13)、螺柱(14)及轴承(15)，其中第一驱动电机通过直角弯板分别对称固定在大臂支架(4)的内侧和外侧，第一驱动电机输出轴端固定小伞齿轮(9)，轴(13)穿过嵌套于大臂支架(4)和小臂屈伸连接板(11)内的轴承(15)，轴(13)的一端高出大臂支架(4)，该端固定大伞齿轮(10)与电机输出轴端的小伞齿轮(9)啮合，轴(13)的另一端与小臂屈伸连接板(11)通过顶丝固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，所述大臂支架(4)和小臂支架(2)采用半开放式结构，所述大臂支架(4)和小臂支架(2)的内衬由柔软材料制作。

3.根据权利要求1或2所述的一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，所述大臂支架(4)和小臂支架(2)采用了魔术扣的方式来固定手臂。

4.根据权利要求1所述的一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，第一驱动电机有2个，分别对称固定在大臂支架(4)的内侧和外侧，第一驱动电机轴线方向与大臂支架(4)方向平行，2个电机同步协调运动，驱动肘关节做屈伸动作。

5.根据权利要求1所述的一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，所述大臂支架(4)和小臂屈伸连接板(11)之间设置有扭簧(12)，扭簧(12)的两端分别嵌入小臂支架(2)、大臂支架(4)和小臂屈伸连接板(11)。

6.根据权利要求1所述的一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，所述小臂旋转机构包括把手(1)、旋转件(16)、半圆弧型外壳(17)、钢丝(18)、钢丝固定套(19)及导向轮(20)，其中，把手(1)与旋转件(16)相连接，钢丝固定套(19)固定于第二驱动电机的输出轴上，钢丝(18)穿过钢丝固定套(19)后由顶丝压住钢丝，保证钢丝与钢丝套筒固定无滑动；钢丝伸出钢丝固定套(19)的两端分别沿相反方向缠绕数圈后，两端同时穿过小臂支架上的圆孔，经过正对圆孔的一对导向轮(20)的内侧后，沿相反方向张紧于旋转件(16)的导向槽处，钢丝两端最终穿过旋转件(16)两端的圆孔，并由顶丝保持与旋转件(16)固定。

7.根据权利要求1所述的一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，所述钢丝固定套(19)通过顶丝固定在第二驱动电机上，所述第二驱动电机通过电机固定架(8)与小臂支架轴线平行放置。

8.根据权利要求6所述的一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，其特征在于，所述旋转件(16)和导向轮(20)上均挖有凹槽用于钢丝(18)的纵向固定，使钢丝(18)不发生纵向移动,所述半圆弧型外壳(17)由上下两个壳组成。