本發(fā)明涉及康復(fù)治療，尤其涉及一種針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，康復(fù)治療領(lǐng)域?qū)C(jī)器人輔助器具的需求日益增加，特別是在針對(duì)上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的康復(fù)過(guò)程中，如果僅靠康復(fù)理療師的輔助在恢復(fù)效率上是不足的。上肢機(jī)器人輔助器具在運(yùn)動(dòng)功能代償、康復(fù)運(yùn)動(dòng)輔助、增強(qiáng)人體力量方面具有廣泛的應(yīng)用前景。其中，前臂橈尺遠(yuǎn)近端關(guān)節(jié)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)功能對(duì)于完成日常生活中的精細(xì)動(dòng)作至關(guān)重要，如帶動(dòng)手部完成翻手握持、手掌旋轉(zhuǎn)和搬運(yùn)旋轉(zhuǎn)物體等動(dòng)作。

2、前臂橈尺關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)包括前臂的旋前(旋轉(zhuǎn)使手心向下)和旋后(旋轉(zhuǎn)使手心向上)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)依賴于橈骨和尺骨在前臂遠(yuǎn)端和近端的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。由于外傷、疾病(如腦卒中、肌肉萎縮癥、骨關(guān)節(jié)炎等)或長(zhǎng)期不活動(dòng)等原因，許多患者的前臂旋轉(zhuǎn)能力受到限制，影響了他們?nèi)粘Ｉ畹淖岳砟芰Α?/p>

3、現(xiàn)有的前臂輔具在運(yùn)動(dòng)功能代償和康復(fù)輔助領(lǐng)域中存在一系列顯著缺陷，這些缺陷嚴(yán)重影響了患者的運(yùn)動(dòng)功能再現(xiàn)效果和日常生活質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)設(shè)備多采用剛性機(jī)械結(jié)構(gòu)或重型電動(dòng)裝置，這使得設(shè)備整體笨重，不僅不便于攜帶，還增加了長(zhǎng)時(shí)間佩戴時(shí)的疲勞感，導(dǎo)致患者難以在日常生活中持續(xù)使用。同時(shí)，這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)往往固定且缺乏柔性，難以適應(yīng)前臂復(fù)雜的橈尺關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，尤其是在實(shí)現(xiàn)旋前和旋后運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出明顯的靈活性不足。結(jié)果是，這些設(shè)備的助力動(dòng)作常常與人體的自然運(yùn)動(dòng)模式不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致人機(jī)協(xié)同運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的不適甚至潛在的二次損傷風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，該穿戴式連續(xù)體機(jī)器人解決了現(xiàn)有設(shè)備中普遍存在的笨重、不靈活、適應(yīng)性差的問(wèn)題，為前臂橈尺關(guān)節(jié)功能受限的患者提供了一種高效、舒適的康復(fù)與輔助解決方案。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，包括：連續(xù)體，所述連續(xù)體包括第一端部、第二端部以及位于所述第一端部和所述第二端部之間的多個(gè)依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)模塊，相鄰的兩個(gè)所述旋轉(zhuǎn)模塊可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)所述旋轉(zhuǎn)模塊通過(guò)聯(lián)動(dòng)繩依次相連，所述第一端部和所述第二端部分別與用戶的小臂兩端相連；動(dòng)力模塊，所述動(dòng)力模塊安裝于所述連續(xù)體的所述第一端部，所述動(dòng)力模塊用于驅(qū)動(dòng)與所述第一端部相鄰的所述旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得所述聯(lián)動(dòng)繩能夠依次帶動(dòng)其余所述旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)；固定模塊，所述固定模塊安裝于所述連續(xù)體的所述第二端部，所述固定模塊上包括驅(qū)動(dòng)件和手部固定件，所述手部固定件用于與用戶的手部相連，所述驅(qū)動(dòng)件用于驅(qū)動(dòng)所述手部固定件旋轉(zhuǎn)，以輔助用戶的手部轉(zhuǎn)動(dòng)。

4、在一些實(shí)施例中，所述動(dòng)力模塊包括：驅(qū)動(dòng)源，所述驅(qū)動(dòng)源成對(duì)設(shè)置于所述第一端部上；線輪，所述線輪成對(duì)設(shè)置在所述第一端部上，且與兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)源一一對(duì)應(yīng)設(shè)置；與所述第一端部相鄰的所述旋轉(zhuǎn)模塊與所述線輪引出的驅(qū)動(dòng)繩相連，以使得所述驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)所述線輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與所述第一端部相鄰的所述旋轉(zhuǎn)模塊能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。

5、在一些具體的實(shí)施例中，每個(gè)所述旋轉(zhuǎn)模塊包括：旋轉(zhuǎn)主體；固定銷，所述固定銷成對(duì)設(shè)置；調(diào)節(jié)旋鈕，所述調(diào)節(jié)旋鈕成對(duì)設(shè)置，且成對(duì)設(shè)置的兩個(gè)所述調(diào)節(jié)旋鈕位于所述固定銷的外側(cè)；溝槽滑輪，所述溝槽滑輪成對(duì)設(shè)置，且成對(duì)設(shè)置的兩個(gè)所述溝槽滑輪位于所述調(diào)節(jié)旋鈕的外側(cè)；其中：與所述第一端部相鄰的所述旋轉(zhuǎn)模塊上設(shè)有與所述驅(qū)動(dòng)繩相連的驅(qū)動(dòng)銷；相鄰的三個(gè)所述旋轉(zhuǎn)模塊中：一根所述聯(lián)動(dòng)繩依次與位于上部的所述旋轉(zhuǎn)模塊的左側(cè)的所述固定銷、位于中部的所述旋轉(zhuǎn)模塊的右側(cè)的所述溝槽滑輪以及位于下部的所述旋轉(zhuǎn)模塊的左側(cè)的所述調(diào)節(jié)旋鈕配合；另一根所述聯(lián)動(dòng)繩依次與位于上部的所述旋轉(zhuǎn)模塊的右側(cè)的所述固定銷、位于中部的所述旋轉(zhuǎn)模塊的左側(cè)的所述溝槽滑輪以及位于下部的所述旋轉(zhuǎn)模塊的右側(cè)的所述調(diào)節(jié)旋鈕配合。

6、在一些更具體的實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)主體上設(shè)有沿其周向延伸設(shè)置的滑動(dòng)槽，且所述旋轉(zhuǎn)主體上還設(shè)有滑塊，相鄰的兩個(gè)所述旋轉(zhuǎn)主體中，一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)主體的所述滑塊與另一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)主體的滑動(dòng)槽內(nèi)。

7、在一些可選的實(shí)施例中，所述第一端部上設(shè)有與所述滑塊配合的第一凹槽，所述滑塊相對(duì)所述第一凹槽可滑動(dòng)，所述第二端部上設(shè)有與所述滑塊配合的第二凹槽，所述滑塊相對(duì)所述第二凹槽固定。

8、在一些可選的實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)主體與用戶的手臂的接觸面為弧形面。

9、在一些實(shí)施例中，所述第一端部上設(shè)有第一綁帶，所述第二端部上設(shè)有第二綁帶，所述第一綁帶和所述第二綁帶均用于與用戶的手臂相連。

10、在一些實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)件為舵機(jī)，所述動(dòng)力模塊還包括：固定支架，所述固定支架與所述第二端部相連，且用于安裝所述驅(qū)動(dòng)件；舵機(jī)支架，所述舵機(jī)支架用于支撐所述驅(qū)動(dòng)件，且與所述手部固定件相連。

11、在一些實(shí)施例中，所述手部固定件上設(shè)有第三綁帶，所述第三綁帶用于與用戶的手部相連。

12、在一些實(shí)施例中，每個(gè)所述旋轉(zhuǎn)模塊還設(shè)有角度傳感器和力傳感器。

13、本發(fā)明的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人的有益效果：由于多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊通過(guò)聯(lián)動(dòng)繩依次相連，連續(xù)體采用線驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊依次轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面可以大大減輕設(shè)備的重量，提升佩戴舒適度，使得患者在日常生活中也能輕松佩戴設(shè)備進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練和輔助操作，另一方面能夠使得手臂不同部分旋轉(zhuǎn)角度不同，精確模擬人體的原始運(yùn)動(dòng)模式，使運(yùn)動(dòng)軌跡更加貼合前臂的旋轉(zhuǎn)模式，避免了傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)路徑限制，使得患者在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)更加自然舒適，符合人體工程學(xué)原理，該能夠減少對(duì)患者前臂的機(jī)械約束，提升佩戴舒適度，降低長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的肌肉疲勞風(fēng)險(xiǎn)。此外，連續(xù)體的模塊化設(shè)計(jì)使得設(shè)備的維護(hù)和升級(jí)更加便捷，當(dāng)某個(gè)模塊發(fā)生故障或需要更換時(shí)，可以單獨(dú)進(jìn)行更換或調(diào)整，無(wú)需替換整個(gè)連續(xù)體，降低了維護(hù)成本。

14、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，所述動(dòng)力模塊(200)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，每個(gè)所述旋轉(zhuǎn)模塊(130)包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)主體(131)上設(shè)有沿其周向延伸設(shè)置的滑動(dòng)槽(136)，且所述旋轉(zhuǎn)主體(131)上還設(shè)有滑塊(135)，相鄰的兩個(gè)所述旋轉(zhuǎn)主體(131)中，一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)主體(131)的所述滑塊(135)與另一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)主體(131)的滑動(dòng)槽(136)內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，所述第一端部(110)上設(shè)有與所述滑塊(135)配合的第一凹槽，所述滑塊(135)相對(duì)所述第一凹槽可滑動(dòng)，所述第二端部(120)上設(shè)有與所述滑塊(135)配合的第二凹槽(121)，所述滑塊(135)相對(duì)所述第二凹槽(121)固定。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)主體(131)與用戶的手臂的接觸面為弧形面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，所述第一端部(110)上設(shè)有第一綁帶(500)，所述第二端部(120)上設(shè)有第二綁帶(600)，所述第一綁帶(500)和所述第二綁帶(600)均用于與用戶的手臂相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)件(310)為舵機(jī)，所述動(dòng)力模塊(200)還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，所述手部固定件(320)上設(shè)有第三綁帶(700)，所述第三綁帶(700)用于與用戶的手部相連。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人，其特征在于，每個(gè)所述旋轉(zhuǎn)模塊(130)還設(shè)有角度傳感器和力傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于康復(fù)治療技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種針對(duì)腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)輔助的穿戴式連續(xù)體機(jī)器人。穿戴式連續(xù)體機(jī)器人包括連續(xù)體、動(dòng)力模塊和固定模塊，連續(xù)體包括第一端部、第二端部以及位于第一端部和第二端部之間的多個(gè)依次可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)模塊，相鄰的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊通過(guò)聯(lián)動(dòng)繩依次相連，動(dòng)力模塊用于驅(qū)動(dòng)與第一端部相鄰的旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得聯(lián)動(dòng)繩能夠依次帶動(dòng)其余旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)，固定模塊用于輔助用戶的手部轉(zhuǎn)動(dòng)。該穿戴式連續(xù)體機(jī)器人解決了現(xiàn)有設(shè)備中普遍存在的笨重、不靈活、適應(yīng)性差的問(wèn)題，為前臂橈尺關(guān)節(jié)功能受限的患者提供了一種高效、舒適的康復(fù)與輔助解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：雍旭,景曉蓓,程思博,汪鑫,丁寶福,李光林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2