本發明涉及醫療器械技術領域，具體指一種輔助動力柔性上肢外骨骼。

背景技術：

目前，很多國家面臨人口老齡化問題，比如中國、日本、意大利。伴隨著現今生活節奏的加快，老年人出現各種運動功能障礙的幾率也逐年增加。與此同時，身體機能損傷或者殘疾的人群也面臨著運動功能障礙問題。上肢運動功能輔助以及上肢運動功能康復訓練對體弱人群有著至關重要的作用。上肢外骨骼能夠較好地輔助體弱人群，目前上肢外骨骼機器人屬于串聯形式結構，存在剛度低、負重能力差等問題，導致其不能安全可靠地用于體弱人群生活輔助，因此需要一種能解決此類問題的機器人。

如今，市面上有很多輔助性的上肢外骨骼，這類設備能起到很好阻力效果，但是這些設備均結構復雜，并且整體重量較大，給使用者帶來了很大的負荷。

技術實現要素：

本發明內容的目的是提供一種輔助動力柔性上肢外骨骼，安全可靠地用于體弱人群生活輔助，并且結構簡單，整體重量較小，減小了使用者的使用負荷。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種輔助動力柔性上肢外骨骼，包括柔性綁帶裝置、電動力驅動裝置、動力發生裝置和動力傳遞裝置，所述柔性綁帶裝置捆綁在人體上肢的關節位置，人體上肢的各關節位置的所述柔性綁帶裝置通過動力發生裝置相連接，所述電動力驅動裝置通過動力傳遞裝置動力輸出至動力發生裝置，所述電動力驅動裝置攜帶在人體背部。

作為優選，所述柔性綁帶裝置包括手腕o型環、小臂o型環、大臂o型環、l型交叉綁帶、小臂x型綁帶和大臂x型綁帶，所述手腕o型環綁縛在上肢的手腕處，所述小臂o型環綁縛在小臂上部，所述大臂o型環綁縛在大臂下部，所述l型交叉綁帶綁縛在肩膀上方和側方，所述小臂o型環和大臂o型環之間設置有動力發生裝置，所述l型交叉綁帶上設置有動力發生裝置，所述小臂x型綁帶綁縛在上肢的小臂前側，所述小臂x型綁帶上端連接至小臂o型環，所述小臂x型綁帶下端通過動力發生裝置連接至手腕o型環，所述大臂x型綁帶綁縛在上肢的大臂后側，所述大臂x型綁帶上端連接至肩膀側方的l型交叉綁帶上，所述大臂x型綁帶下端連接至大臂o型環。

作為優選，動力發生裝置包括小臂動力發生器、大臂動力發生器和手腕動力發生器，所述小臂x型綁帶下端通過手腕動力發生器連接至手腕o型環，所述小臂動力發生器兩端分別連接至小臂o型環和大臂o型環，所述大臂動力發生器兩端分別連接至肩膀上方和側方的l型交叉綁帶上。

作為優選，所述電動力驅動裝置包括安裝架和若干動力輸出單元，所述動力輸出單元包括電機、鋼絲纏繞輪，所述電機和鋼絲纏繞輪安裝在安裝架上，所述電機動力輸出至鋼絲纏繞輪，所述動力傳遞裝置為鋼絲繩，所述鋼絲繩繞接在鋼絲纏繞輪上，所述鋼絲繩一端固定在鋼絲纏繞輪上，所述鋼絲繩另一端與動力發生裝置相連接。

作為優選，所述動力輸出單元還包括安裝在安裝架上的減速機和u型導輪，所述電機動力輸出至減速機，所述鋼絲纏繞輪對應減速機設置，所述u型導輪位置動力發生裝置與鋼絲纏繞輪之間。

作為優選，每個所述動力輸出單元分別相對應的動力輸出至小臂動力發生器、大臂動力發生器和手腕動力發生器。

作為優選，所述柔性綁帶裝置還包括帶在手上的手套，所述手套內設有用于控制電動力驅動裝置的控制開關。

本發明具有以下的特點和有益效果：

本發明可穿戴式上肢外骨骼通過帶動人體上臂，前臂和手掌運動而輔助病人生活，并可用于病人上肢康復訓練；采用鋼絲繩傳動，鋼絲繩傳動噪聲低，精度高，傳動平穩；具備關節中心調整機構，可根據不同個體而更改外骨骼尺寸，使用范圍廣；并且采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復訓練。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明使用狀態示意圖；

圖2為本發明另一視角的使用狀態示意圖；

圖3為圖1中動力發生器的結構示意圖。

圖中，1-手套；2-小臂動力發生器；3-大臂動力發生器；4-l型交叉綁帶；5-手腕動力發生器；6-手腕o型環；7-小臂o型環；8-大臂x型綁帶；9-大臂o型環；10-電動驅動裝置；11-小臂x型綁帶；12-鋼絲繩；13-u型導輪；14-減速機；15-電機；16-鋼絲纏繞輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

本發明提供了一種輔助動力柔性上肢外骨骼，如圖1和圖2所示，包括柔性綁帶裝置、電動力驅動裝置、動力發生裝置和動力傳遞裝置，柔性綁帶裝置捆綁在人體上肢的關節位置，人體上肢的各關節位置的柔性綁帶裝置通過動力發生裝置相連接，電動力驅動裝置通過動力傳遞裝置動力輸出至動力發生裝置，電動力驅動裝置攜帶在人體背部。

可以理解的，柔性綁帶裝置大部分由紡織物及少量塑料件制作而成，采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復訓練。

具體的，柔性綁帶裝置包括手腕o型環6、小臂o型環7、大臂o型環9、l型交叉綁帶4、小臂x型綁帶11和大臂x型綁帶3，手腕o型環6綁縛在上肢的手腕處，小臂o型環7綁縛在小臂上部，大臂o型環9綁縛在大臂下部，l型交叉綁帶4綁縛在肩膀上方和側方，小臂o型環7和大臂o型環9之間設置有動力發生裝置，l型交叉綁帶4上設置有動力發生裝置，小臂x型綁帶11綁縛在上肢的小臂前側，小臂x型綁帶11上端連接至小臂o型環7，小臂x型綁帶11下端通過動力發生裝置連接至手腕o型環6，大臂x型綁帶3綁縛在上肢的大臂后側，大臂x型綁帶3上端連接至肩膀側方的l型交叉綁帶4上，大臂x型綁帶3下端連接至大臂o型環9。

可以理解的，手腕o型環6、小臂o型環7、大臂o型環9采用塑料制成，l型交叉綁帶4、小臂x型綁帶11和大臂x型綁帶3由紡織物制成，采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復訓練。

可以理解的，人體胸前背后橫向設置有橫向環綁帶，該橫向環綁帶的設置，不僅使得左右兩肢的綁帶連為一體，連接更加牢固，使用壽命更長。

上述技術方案中，在電動力驅動裝置的作用下，當小臂o型環7和大臂o型環9之間設置有動力發生裝置工作時，給小臂o型環7和大臂o型環9施加拉力，從而使得小臂o型環7和大臂o型環9拉近，實現小臂與大臂之間的關節運動，同理實現小臂與手腕之間的關節運動，實現肩膀與大臂之間的關節運動。

本發明中，如圖3所示，動力發生裝置包括小臂動力發生器2、大臂動力發生器3和手腕動力發生器5，小臂x型綁帶11下端通過手腕動力發生器5連接至手腕o型環6，小臂動力發生器2兩端分別連接至小臂o型環7和大臂o型環9，大臂動力發生器3兩端分別連接至肩膀上方和側方的l型交叉綁帶4上。

電動力驅動裝置包括安裝架和若干動力輸出單元，動力輸出單元包括電機15、鋼絲纏繞輪16，電機15和鋼絲纏繞輪16安裝在安裝架上，電機15動力輸出至鋼絲纏繞輪16，動力傳遞裝置為鋼絲繩12，鋼絲繩12繞接在鋼絲纏繞輪16上，鋼絲繩12一端固定在鋼絲纏繞輪16上，鋼絲繩12另一端與動力發生裝置相連接。其中，動力輸出單元還包括安裝在安裝架上的減速機14和u型導輪13，電機15動力輸出至減速機14，鋼絲纏繞輪16對應減速機14設置，u型導輪13位置動力發生裝置與鋼絲纏繞輪16之間。每個動力輸出單元分別相對應的動力輸出至小臂動力發生器2、大臂動力發生器3和手腕動力發生器5。

可以理解的，電機15內置有編碼器，從而對電機15的工作能夠很好的實現智能控制。

可以理解的，電機15動力輸出至減速機14，減速機14對電機15輸出的動力減速后傳動至鋼絲纏繞輪16，使得電機15輸出的功率更大。

上述技術方案中，當電機15工作時，減速機14帶動鋼絲纏繞輪16轉動，使得鋼絲收緊，鋼絲繩12通過u型導輪13動力傳遞至相對應的動力發生裝置，當小臂o型環7和大臂o型環9之間設置有小臂動力發生器2工作時，給小臂o型環7和大臂o型環9施加拉力，從而使得小臂o型環7和大臂o型環9拉近，實現小臂與大臂之間的關節運動；同理當手腕動力發生器5工作時，給手腕o型環6施加拉力，從而帶動手腕o型環6動作，實現小臂與手腕之間的關節運動，當大臂動力發生器3工作時，給大臂o型環9施加拉力，從而帶動大臂o型環9動作，實現大臂與肩膀之間的關節運動。其中u型導輪13在電機15工作時起到導向作用，并且結構更加簡單，可穿戴式上肢外骨骼通過帶動人體上臂，前臂和手掌運動而輔助病人生活，并可用于病人上肢康復訓練；采用鋼絲繩傳動，鋼絲繩傳動噪聲低，精度高，傳動平穩；具備關節中心調整機構，可根據不同個體而更改外骨骼尺寸，使用范圍廣；并且采用重量較輕的柔性材料制成，減小使用者攜帶的負荷，可廣泛用于老人、殘疾人生活輔助與康復訓練。

可以理解的，動力發生裝置包括兩個滾輪和一根連接繩，該連接繩的兩端分別與相對應的o型環相連接，另外，相對應的鋼絲繩12與連接繩的中間位置相連接。

進一步的，柔性綁帶裝置還包括帶在手上的手套1，手套1內設有用于控制電動力驅動裝置的控制開關。通過控制開關控制相對應的電機15工作，從而實現對各個關節的運動進行控制。

以上結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但本發明不限于所描述的實施方式。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發明原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發明的保護范圍內。