[发明专利]一种面向病理性震颤的抑震装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑震装置，具体涉及一种面向病理性震颤的抑震装置。

背景技术

通常所说的人体的抖动、颤抖，如手的抖动，手臂的颤抖，医学上称之为“震颤”。震颤，尤其是病理性震颤，虽然不会危及患者生命，却给患者的生活带来了极大的不便，很多患者因此失去了生活的信心。目前，医学上对震颤的医疗方法，可对患者的震颤产生一定的缓解作用，但治疗效果因人而异，并不能完全治愈震颤，许多患者的生活不能自理。

根据抑震机器人所应用的抑震器件，现有的抑震机器人可分为两类，第一类抑震机器人为应用电机等主动式器件，通过提供主动的抑震力矩达到抑制震颤的目的，如西班牙的R.Rocon等人研制的外骨骼式抑震机器人（WOTAS），该系统具有三个自由度，在各关节处装有力传感器和陀螺仪以感知患者的震颤信息。该系统自由度多，使用了较多传感元件，利于应用不同的控制模式，同时使其结构相对复杂。国塔夫茨大学的N.Stone等人提出采用惯性电机提供作用力对震颤进行抑制，将线性惯性电机安装于手臂模型的腕部，同时在其反位置安装了一个加速计，测量手臂模型的震颤信息，采用了PID控制方法。该方法可对震颤起到了一定的抑制作用，但如何将该抑震方法应用于患者肢体还需要进一步研究。第二类抑震机器人为应用阻尼器作为抑震器件，通过对患者震颤肢体施加阻尼力矩达到抑震的目的，如美国田纳西州大学的M.J.Rosen等人研制固定式抑震机器人（CEDO），该系统应用计算机控制的磁性粒子闸来提供抑震力矩作用于患者的前臂，具有两个平移自由度，和一个旋转自由度，系统中安装了三个电位计来测量操作者肢体位置，所施加的阻抗力矩与操作者的移动速度成比例。工作时该系统需要安装在患者的轮椅上或桌子上，所提供的运动空间有限。英国雷丁大学的Rui C.V.Loureiro等人研制了一套能够动态的抑制病理性震颤的抑震机器人，该系统为便携式系统，能够抑制腕部的屈/伸运动过程中的震颤，其核心部件为一个阻尼力可控的双粘性梁阻尼器，工作时，需将该抑震系统的两个固定部分分别安装与患者的前臂和手部，通过可控的阻尼器提供可变的阻尼力，该系统只有一个自由度。

现有的抑震机器人虽然可对患者的震颤起到一定的抑制作用，但存在着一定的缺陷：1、现有的对震颤的测量方法，忽略了人体的与抑震机器人的非刚性连接特性，使得对震颤信息的测量变得复杂，并影响了抑震效果。2、抑震机器人工作时直接与人体接触，安全性是需要考虑的关键问题之一，以电机作为抑震器件存在着一定的危险性，而现有的机械或电磁式阻尼器又存在重量大、可控性差、噪声大等缺点。3、机械外骨骼式抑震机器人相对于固定式抑震机器人具有相对较大的运动空间，但是现有外骨骼式抑震机器人或者结构复杂、重量大，或者自由度过少不能满足患者需要。

发明内容

本发明为解决现有抑震机器人结构复杂、重量大、自由度过少不能满足患者需要的问题，进而提出一种面向病理性震颤的抑震装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括上臂固定板、悬臂板、支撑板、刚性连接板、前臂板、滑动轴承、手部固定件、小带轮、大带轮、小阻尼器上的带轮、肘关节角度传感器、前臂角度传感器、联轴器、大阻尼器、小阻尼器和两根皮带，刚性连接板与前臂板并排平行设置，前臂板的一端与滑动轴承的一侧连接，刚性连接板的另一端和前臂板的另一端分别与支撑板的两端连接，前臂板的另一端与上臂固定板的一端连接，悬臂板固定安装在上臂固定板的中部，大带轮通过转轴安装在上臂固定板一端的外侧壁上，大阻尼器固定安装在悬臂板的内侧壁上，小带轮安装在悬臂板另一端的外侧壁上，且小带轮与大阻尼器连接，小带轮通过皮带与大带轮连接，肘关节角度传感器安装在支撑板上，小阻尼器固定安装在前臂板的外侧壁上，前臂角度传感器通过联轴器与小阻尼器连接，小阻尼器上的带轮安装在小阻尼器上，小阻尼器上的带轮通过皮带与滑动轴承的外侧壁连接，手部固定件与滑动轴承的外侧壁固接。