[发明专利]一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人

权利要求书

1.一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：包括软体可穿戴机器人本体组件、气缸、电磁比例阀和控制器；所述气缸作为动力源为所述软体可穿戴机器人本体组件提供驱动力；所述电磁比例阀通过导气管分别与所述气缸和所述软体可穿戴机器人本体组件气密连接，用于调节所述软体可穿戴机器人本体组件的内部气压，所述控制器基于参考角度信息和所述软体可穿戴机器人本体组件反馈的实时角度信息求解控制指令，并输出控制电压至所述电磁比例阀，通过控制气压实现所述软体可穿戴机器人本体组件对预设训练轨迹的跟踪，辅助使用者完成肘部康复训练；

所述软体可穿戴机器人本体组件由外层肘套、内层肘套、柔性弯曲传感器和软体执行器组件组成；所述外层肘套为非延展性的织物制成的非闭合圆筒结构，其下侧与所述软体执行器组件上侧固定；所述内层肘套为具有延展性的织物制成的闭合圆筒结构，且直接套覆与人体肘部，所述内层肘套设置在外层肘套内部形成套筒结构；所述柔性弯曲传感器具有非延展性，其下侧与所述外层肘套上侧固定；

所述软体执行器组件包括柔性管、第一端密封件、第二端密封件、导气管、编织网套、第一端紧固件、第二端紧固件、第一限制层、第二限制层、关节延展层和第三限制层；所述柔性管包括第一端和第二端，其第一端和第二端分别与所述第一端密封件和所述第二端密封件气密连接；所述第一端密封件设有与所述柔性管内部联通的通孔；所述导气管与所述第一端密封件的通孔气密连接；所述编织网套包覆在所述柔性管的外表面，包括第一端和第二端，其第一端通过所述第一端紧固件与所述柔性管的第一端固定，其第二端通过所述第二端紧固件与所述柔性管的第二端固定；所述编织网套上侧从第一端至第二端通过胶粘方式依次布置所述第一限制层、所述关节延展层和所述第二限制层；所述第一限制层不具有延展性，包括第一端和第二端，其第一端紧贴所述第一端紧固件；所述关节延展层具有轴向延展性，包括第一端和第二端，其第一端紧贴所述第一限制层的第二端；所述第二限制层不具有延展性，包括第一端和第二端，其第一端紧贴所述关节延展层的第二端，其第二端紧贴所述第二端紧固件；所述第三限制层采用具有渐变弹性模量的材料，包括第一端和第二端，且弹性模量从第一端至第二端逐渐增大，所述第三限制层上侧通过胶粘方式与所述编织网套下侧固定，且所述第三限制层的第二端紧贴所述第二端紧固件。

2.根据权利要求1所述的一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：所述控制器基于参考角度信息和所述柔性弯曲传感器反馈的实时角度信息求解控制指令，并输出控制电压至所述电磁比例阀，通过控制所述软体执行器组件的内部气压实现所述软体可穿戴机器人本体组件对预设训练轨迹的跟踪。

3.根据权利要求1所述的一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：所述外层肘套的下侧与所述软体执行器组件上侧通过胶粘方式固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：所述内层肘套外表面通过魔术贴与所述外层肘套内表面固定，形成套筒结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：所述柔性弯曲传感器下侧通过胶粘方式与所述外层肘套上侧固定。

6.根据权利要求1所述的一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：所述第一端紧固件通过第一端限位螺钉与第一端螺母进行连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：所述第二端紧固件通过第二端限位螺钉与第二端螺母进行连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人，其特征在于：其使用方法是：

当软体执行器组件未加压时，柔性管、编织网套、关节延展层和第三限制层均保持初始状态不发生弹性延展，软体执行器组件处于水平伸展状态；

当软体执行器组件加压时，柔性管在编织网套的径向约束下发生轴向延展，但第一限制层与第二限制层将对柔性管上侧两端部分的轴向延展产生较大的阻碍作用，而柔性管下侧靠近第一端部分的轴向延展未受到阻碍，因此柔性管会在靠近第一端部分产生较大的弯曲角度，而柔性管下侧靠近第二端部分受到第三限制层的约束，且约束作用从第三限制层第一端至第二端逐渐减小，因此柔性管靠近第二端部分产生的弯曲角度较小，且逐渐减小，此时，软体执行器组件的弯曲运动特性与人体肘部运动特性基本相符，保证使用者顺利完成肘部康复训练。