[发明专利]一种气动驱动的柔性穿戴式上肢康复系统

权利要求书

1.一种气动驱动的柔性穿戴式上肢康复系统，由肩部组件(100)、上臂组件(200)、前臂腕部组件(300)、气动人工肌肉(400)及相关传感器组成，左右臂具对称的相同结构，其特征在于：左臂结构如下：

1)所述肩部组件(100)由管路固定装置(1)、肩部包覆层(2)、连接带(3)、第一连接环(4)、绑带(5)、胸廓固定带(26)及超弹性压力传感器组成，所述管路固定装置(1)、上端连接带(3)、第一连接环(4)、绑带(5)和胸廓固定带(26)都固定在肩部包覆层(2)上，超弹性压力传感器固定在肩部包覆层(2)内层；有三组连接带(7)、第二连接环(6)和绑带(5)分别与上臂组件(200)连接；

2)所述上臂组件(200)由第二连接环(6)、连接带(7)、上臂包覆层(8)、固定滑槽组(9)、下端连接带(10)、第三连接环(11)、可调固定带(22)、超弹性压力传感器及肌电传感器组成，所述上臂组件(200)通过三组连接带(7)、第二连接环(6)和绑带(5)与肩部组件(100)连接，上臂包覆层(8)由可调固定带(22)固定在上臂，肌电传感器固定在上臂包覆层(8)内层，超弹性压力传感器固定在可调固定带(22)内侧，固定滑槽组(9)固定在上臂包覆层(8)上，下端连接带(10)和第三连接环(11)通过绑带与前臂腕部组件(300)连接；

3)所述前臂腕部组件(300)包括前臂腕部包覆层(12)、前臂固定带(13)、前臂左侧固定卡扣(14)、腕部固定带(15)、手掌固定带(17)、调线器(19)、前臂右侧固定卡扣(37)、前臂下方固定卡扣(40)、手掌上侧固定卡扣(18)、手掌下侧固定卡扣(39)和肌电传感器，所述前臂腕部包覆层(12)通过前臂固定带(13)、腕部固定带(15)和手掌固定带(17)固定在使用者前臂和腕部，有鲍登线分别绕过前臂左侧固定卡扣(14)、前臂右侧固定卡扣(37)、前臂下方固定卡扣(40)、手掌上侧固定卡扣(18)和手掌下侧固定卡扣(39)并由调线器(19)固定；前臂左侧固定卡扣(14)通过牵引鲍登线与气动人工肌肉(23)连接；前臂下方固定卡扣(40)通过牵引鲍登线(36)与气动人工肌肉(32)连接；手掌上侧固定卡扣(18)通过鲍登线(20)与气动人工肌肉(24)连接；手掌下侧固定卡扣(39)通过鲍登线(38)与气动人工肌肉连接；

4)所述气动人工肌肉(400)有五根气动人工肌肉(23、24、25、27、28)，它们的上端分别固定在肩部包覆层(2)，下端分别与固定滑槽组(9)连接，可实现肘部的伸缩运动、前臂的旋转及腕部的伸缩运动。

2.根据权利要求1所述的一种气动驱动的柔性穿戴式上肢康复系统，其特征在于由五根气动人工肌肉(400)作为致动器，鲍登线传动从而实现肘部及腕部运动，其中三根气动人工肌肉(23、24、25)安装在肱二头肌位置，固定端与肩部组件(100)固定，移动端与所述固定滑槽组(9)中的异形滑块连接，同时鲍登线一端也连接在该异形滑块上，另一端与固定卡扣连接；另外两根气动人工肌肉安装在肱三头肌位置，固定方法与上述三根气动肌肉类似。

3.根据权利要求1所述的一种气动驱动的柔性穿戴式上肢康复系统，其特征在于：所述鲍登线长度可利用调线器(19)根据不同穿戴者体征调整，调线器(19)由端盖(19-1)、转动手柄(19-2)、按压器(19-3)、绕线器(19-4)、卡盘(19-5)、弹簧(19-6)、外壳(19-7)组成，按压器(19-3)固定在转动手柄(19-2)上，转动手柄(19-2)方形部分穿过绕线器(19-4)中心方孔，圆柱形部分插入卡盘(19-5)中心孔；卡盘(19-5)右侧有四根突出立柱，可卡进绕线器(19-4)左侧孔中，卡盘(19-5)左侧中心方轴套入弹簧(19-6)中，并插入外壳(19-7)中心方孔；弹簧(19-6)两端分别顶紧外壳(19-7)和卡盘(19-5)；绕线器(19-4)一端插入端盖(19-1)中的轴承。

4.根据权利要求1所述的一种气动驱动的柔性穿戴式上肢康复系统，其特征在于：所述胸廓固定带(26)、上臂固定带(22)、前臂固定带(13)、腕部固定带(15)、手掌固定带(17)和绑带(5)内侧都缝合有魔术贴，实现粘合固定，根据使用者体征调整固定长度，此外胸廓固定带(26)、上臂固定带(22)内侧都装有超弹性压力传感器，实时检测固定带与使用者之间的压力。

5.根据权利要求1所述的一种气动驱动的柔性穿戴式上肢康复系统，其特征在于：所述肩部包覆层(2)、上臂包覆层(8)和前臂腕部包覆层(12)材料采用弹性布料，与人体接触处设计有透气孔，穿戴结构根据人体工学设计，尺寸与人体上肢匹配，在上臂包覆层(8)和前臂腕部包覆层(12)与人体肌肉接触处装有肌电传感器，实时检测使用者的运动意图。