一種氣動人工肌肉驅動的可穿戴式上肢康復訓練裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種氣動人工肌肉驅動的可穿戴式上肢康復訓練裝置，可用于上肢癱 瘓病人的康復訓練，屬于醫療康復器械領域。本發明所述裝置采用氣動人工肌肉驅動，并充 分考慮了裝置的人機工程學問題，具有重量輕、仿生性高、安全性好等特點。
【背景技術】
[0002] 隨著人口老齡化程度的加深，由于腦血管疾病造成的人體上肢運動功能障礙的人 數一直在逐年上升。除了前期的藥物治療外，借助醫療器械的后期康復訓練是必不可少的。 目前已有的康復訓練裝置可以分為末端牽引式和式。與末端牽引式相比，式上肢康復訓練 裝置由于仿生性更高、康復效果更好等優點，近年來越來越受到研宄學者的關注。
[0003] 從驅動方式上看，目前式康復訓練裝置主要是由電機驅動的，少數裝置是由氣缸 或者氣動人工肌肉驅動的。電機驅動的式康復訓練裝置主要存在著重量大、結構復雜等缺 點，不適宜穿戴；已有的氣動人工肌肉驅動的式康復訓練裝置大都采用氣動人工肌肉伸縮 帶動鋼絲繩以此驅動關節滑輪轉動的方式，該方式存在著鋼絲繩與滑輪打滑等運動可靠性 問題。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于針對已有技術的不足，提供一種氣動人工肌肉驅動的可穿戴式 上肢康復訓練裝置，具有重量輕、仿生性高、安全性好等特點。
[0005] 為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是： 一種氣動人工肌肉驅動的可穿戴式上肢康復訓練裝置，包括后背支撐組件、肩關節上 下擺機構、肩關節內外擺機構、肘關節擺動機構和腕關節擺動機構，其特征在于：所述后背 支撐組件左上端通過肩關節上下擺機構中的塑料軸承1和塑料軸承2與肩關節上下擺機構 中的第一關節軸轉動連接，而左下端通過其中的底板連接件與肩關節上下擺機構中的氣動 人工肌肉組件A下端轉動連接；肩關節上下擺機構通過其中的肩關節連接件分別與肩關節 內外擺機構上端的氣動人工肌肉組件B、氣動人工肌肉組件C和肘關節擺動機構上端的關 節連接件轉動連接；肩關節內外擺機構下端通過其中的直角形連接件與肘關節擺動機構的 大臂骨架固定連接；肘關節擺動機構下端通過其中的小臂上骨架與腕關節擺動機構的小臂 下骨架可調節移動連接；所述肩關節上下擺機構、肩關節內外擺機構、肘關節擺動機構和腕 關節擺動機構內均含有氣動人工肌肉組件而驅動它們旋轉運動。
[0006] 所述后背支撐組件包括直角形后蓋、底板連接件、下背帶、上背帶、背靠軟墊和后 背支撐件，所述直角形后蓋與后背支撐件通過螺釘固定連接；底板連接件通過螺釘與后背 支撐件固定連接；下背帶和上背帶分別與后背支撐件的左下角和右上角固定連接；背靠軟 墊與后背支撐件固定連接；直角形后蓋和后背支撐件采用高強度工程塑料制成，具有重量 輕、抗擠壓性能好的優點；所述的后背支撐件與人體背部曲線貼合。
[0007] 所述的肩關節上下擺機構包括氣動人工肌肉組件A、開口銷、圓盤連接銷、塑料軸 承1、第一關節軸、肩關節連接件、第一傳感器支架、第一彈性聯軸器、第一角度傳感器和塑 料軸承2,所述氣動人工肌肉組件A上端與圓盤連接銷轉動連接；開口銷與圓盤連接銷右端 固定連接；圓盤連接銷與第一關節軸的右端圓盤通過螺紋固定連接；塑料軸承1和塑料軸 承2與后背支撐件固定嵌套連接；肩關節連接件通過鍵與第一關節軸連接；傳感器支架右 端與后背支撐件固定連接，而左端與角度傳感器固定連接；聯軸器左端與角度傳感器固定 連接，右端與第一關節軸固定連接；氣動人工肌肉組件A包括小塑料軸承1、左肌肉連接件、 氣動人工肌肉1、右肌肉連接件和小塑料軸承2,小塑料軸承1和小塑料軸承2分別與左肌 肉連接件和右肌肉連接件固定連接，左肌肉連接件和右肌肉連接件分別與氣動人工肌肉1 固定連接。
[0008] 所述的肩關節內外擺機構包括氣動人工肌肉組件B、氣動人工肌肉組件C、第二關 節軸、第二傳感器支架、第二角度傳感器、第二彈性聯軸器、直角形連接件、工形連接件、小 塑料軸承3和小塑料軸承4,所述氣動人工肌肉組件B和氣動人工肌肉組件C的結構完全相 同，并且氣動人工肌肉組件B和氣動人工肌肉組件C平行排列于一個大臂骨架的兩側；氣動 人工肌肉組件B和氣動人工肌肉組件C的下端分別通過兩個移動副連接件與小塑料軸承3、 小塑料軸承4轉動連接；第二關節軸左端與肩關節連接件轉動連接，右端與第二彈性聯軸 器固定連接；第二傳感器支架右端與肩關節連接件固定連接，左端與第二角度傳感器固定 連接；第二彈性聯軸器左端與第二角度傳感器固定連接；工形連接件通過螺釘與直角形連 接件固定連接；氣動人工肌肉組件B包括小塑料軸承5、轉動副連接件、氣動人工肌肉2、移 動副連接件、小塑料軸承6和圓筒，氣動人工肌肉2左右兩端分別與轉動副連接件和圓筒固 定連接；小塑料軸承5和小塑料軸承6分別與轉動副連接件和移動副連接件固定連接；移 動副連接件通過小塑料軸承6與圓筒移動連接。
[0009] 所述的肘關節擺動機構包括氣動人工肌肉組件D、氣動人工肌肉組件E、關節連接 件、大臂上連接件、小塑料軸承7、大臂貼合件、外塑料包裹件、內塑料包裹件、大臂下連接 件、小臂上骨架、上滑塊、彈簧、下滑塊、第三傳感器支架、第三彈性聯軸器、第三角度傳感 器、大臂骨架和小塑料軸承8,所述氣動人工肌肉組件D和氣動人工肌肉組件E結構與氣動 人工肌肉組件B和氣動人工肌肉組件C相同，且平行排列于大臂骨架的兩側，氣動人工肌肉 組件D上端和氣動人工肌肉組件E上端分別通過一個移動副連接件與小塑料軸承8、小塑 料軸承7轉動連接，氣動人工肌肉組件D下端和氣動人工肌肉組件E下端分別通過一個轉 動副連接件與小臂上骨架轉動連接；大臂骨架上端分別與關節連接件、大臂上連接件固定 連接，下端與大臂下連接件固定連接，與小臂上骨架轉動連接；大臂貼合件通過螺釘與大臂 骨架中部固定連接；外塑料包裹件和內塑料包裹件分別與大臂貼合件的外側和內側固定連 接；上滑塊分別與小臂上骨架下端、下滑塊移動連接；下滑塊與小臂上骨架下端移動連接； 上滑塊與下滑塊之間通過彈簧連接；第三傳感器支架右端與小臂上骨架固定連接，左端與 第三角度傳感器固定連接；第三彈性聯軸器右端與小臂上骨架固定連接，左端與第三角度 傳感器固定連接。
[0010] 所述的腕關節擺動機構包括氣動人工肌肉組件F、氣動人工肌肉組件G、小塑料軸 承9、小臂貼合件、內塑料包裹件、外塑料包裹件、手套、手腕轉動件、第四角度傳感器、第四 彈性聯軸器、第四傳感器支架、小臂下骨架、小塑料軸承10、肌肉支撐件甲和肌肉支撐件乙， 所述氣動人工肌肉組件F和氣動人工肌肉組件G結構與氣動人工肌肉組件B和氣動人工肌 肉組件C相同，且平行排列于小臂下骨架的兩側，氣動人工肌肉組件F上端和氣動人工肌肉 組件G上端分別通過一個移動副連接件與小塑料軸承9、小塑料軸承10轉動連接，氣動人 工肌肉組件F下端和氣動人工肌肉組件G下端分別通過一個轉動副連接件與手腕轉動件轉 動連接；小臂貼合件通過螺釘與小臂下骨架固定連接；外塑料包裹件和內塑料包裹件分別 與小臂貼合件的外側和內側固定連接；手套與手腕轉動件固定連接；第四彈性聯軸器后端 與手腕轉動件轉動連接，前端與第四角度傳感器固定連接；第四傳感器支架后端與小臂下 骨架固定連接，前端與第四角度傳感器固定連接；小臂下骨架下端與手腕轉動件轉動連接； 肌肉支撐件甲分別與小塑料軸承9和小塑料軸承10固定連接；肌肉支撐件乙的結構與肌肉 支撐件甲完全相同，且對稱布置；肌肉支撐件甲和肌肉支撐件乙與小臂下骨架上端固定連