[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

摘要

本发明请求保护一种带肌电感知的穿戴式小臂主动康复训练外骨骼装置，属于机器人领域。该装置由外骨骼支架、小臂旋转机构、肘屈伸机构、驱动电机和肌电信号采集装置构成，可实现肘关节屈伸和小臂旋转两个自由度的主动康复训练。大小臂支架采用半开放结构更易于穿戴，且内衬关键位置预埋肌电信号采集装置，采集康复训练过程中的手臂肌电信号，进而可根据肌肉张力情况调整各关节电机运动，提升训练安全性和效果。小臂屈伸机构采用两组电机‑伞齿轮传动形式，通过2个电机同步协调运动实现小臂屈伸运动。小臂旋转机构采用钢丝传动方式，小臂旋转角度达180°。本专利能更方便、更安全、更有效的进行康复训练，可广泛应用于医院、社区和家庭。

主权项

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。