一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼的制作方法

技术特征：
1.一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：包括t形背架板（1）、左臂总成（3）、右臂总成（2）、控制机构和腱鞘系统（5）；所述左臂总成（3）和右臂总成（2）对称布置在t形背架板（1）前侧面的上端部，形成上肢辅助外骨骼；所述控制机构设于控制箱（4）内，且控制箱（4）固定安装在t形背架板（1）后侧面的下部，并用于控制腱鞘系统（5）作用于左臂总成（3）和右臂总成（2）；所述左臂总成（3）和右臂总成（2）的结构相同，且包括小臂（21）、大臂（23）和水平布置的l形肩部连杆（25），t形背架板（1）的水平板两端分别连接有合页铰链（27）；所述小臂（21）、大臂（23）、肩部连杆（25）和合页铰链（27）通过第一关节机构（22）、第二关节机构（24）和第三关节机构（26）依次连接；所述第一关节机构（22）、第二关节机构（24）和第三关节机构（26）的结构相同，包括转动基座（31）和转动体（32），转动体（32）包括鼓部（321）和手柄部（322），鼓部（321）和转动基座（31）通过轴承机构转动连接，鼓部（321）的外侧圆周上开设有线槽；所述小臂（21）包括小臂连接管（211），大臂（23）包括大臂连接管（231），小臂连接管（211）和大臂连接管（231）的内侧面上设有至少一个可伸缩的绑环，所述第一关节机构（22）的手柄部（322）和小臂连接管（211）对应端连接，第一关节机构（22）的转动基座（31）和大臂连接管（231）对应端连接，大臂连接管（231）另一端和第二关节机构（24）的手柄部（322）连接，第二关节机构（24）的转动基座（31）和肩部连杆（25）对应端连接，肩部连杆（25）另一端和第三关节机构（26）的手柄部（322）连接，第三关节机构（26）的转动基座（31）和合页铰链（27）的一页连接；所述控制机构包括控制器（81）、蓄电池（82）和电机模组，控制器（81）和蓄电池（82）布置在所述控制箱（4）的底部，电机模组包括电机驱动器（831）、电机（832）、滚珠丝杠螺母副（833）和滑轨（834），电机驱动器（831）固定安装在电机（832）的电机壳端部，电机（832）的电机轴、滚珠丝杠螺母副（833）的丝杠和滑轨（834）平行布置，电机轴和丝杠通过带传动机构（85）同步转动；滚珠丝杠螺母副（833）的螺母座上端通过滑块（835）滑动配合设于滑轨（834）上；所述腱鞘系统（5）包括水平布置的方形连接板（51）、6个并排布置的压紧机构、轮轴（52）和6根柔索（53），方形连接板（51）、轮轴（52）和6个压紧机构布置在控制箱（4）内；所述方形连接板（51）的上端和螺母座的下端固定连接，且方形连接板（51）的宽度方向和滑轨平行；每个压紧机构包括第一压板（541）、第二压板（542）和滑轮（543），第一压板（541）和第二压板（542）为横向平行布置的直立板，第一压板（541）和第二压板（542）相对侧面通过波浪形相互啮合为一对压紧面，滑轮（543）直立布置在一对压紧面的下方；6个压紧机构的6个第一压板（541）并排固定在方形连接板（51）的下底面，且每个第一压板（541）长度方向和方形连接板（51）长度方向一致，每个第二压板（542）的两端固定在控制箱（4）相对的侧板上，6个滑轮（543）套装在轮轴（52）上，轮轴（52）平行方形连接板（51）宽度方向布置，柔索、滑轮（543）、每对压紧面和鼓部（321）一一对应，使得每根柔索绕过滑轮（543）下
端，柔索的两端向上经过一对压紧面，然后穿出控制箱（4）的上盖板，最后绕经鼓部（321）的线槽，并通过线卡固定在线槽上；位于控制箱（4）和鼓部（321）之间的每根柔索（53）外均套装有鲍登线鞘体（537）；工作时，通过绑带将t形背架板（1）固定在人体背部，并通过伸缩绑环将左臂总成（3）和右臂总成（2）穿戴在人体左臂和人体右臂上，脚踏板开关（9）通过控制控制器（81）实现对电机（832）的控制，电机（832）转动带动方形连接板（51）移动，使得每对压紧面压紧或松开对应的柔索，实现约束第一关节机构（22）、第二关节机构（24）和第三关节机构（26）的转动自由度，对人体左臂和人体右臂提供有力的支撑。2.根据权利要求1所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：所述控制机构还包括光电光电限位机构（84）（84），光电限位机构（84）（84）包括一对槽形光电开关（841）和u形的遮光片（842），一对槽形光电开关（841）通过倒立的一对l形支板（843）间隔安装在滑轨（834）的一侧面，遮光片（842）通过支板安装在所述螺母座的对应侧面，螺母座移动带动遮光片（842）移动，使得遮光片（842）单向移动时，实现遮光片（842）的一侧板经过同方向的槽形光电开关的槽口。3.根据权利要求1所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：所述带传动机构（85）包括第一轴承座（851）、第二轴承座（852）、第一带轮（853）、第二带轮（854）和惰轮（855），第一轴承座（851）和第二轴承座（852）对应安装在所述控制箱（4）内相对两侧，丝杠转动安装在第一轴承座（851）和第二轴承座（852）之间，电机（832）的电机轴转动安装在第一轴承座（851）上，且电机轴伸出第一轴承座（851）的一端安装所述第一带轮（853），丝杠伸出第一轴承座（851）的一端安装所述第二带轮（854），且第一带轮（853）和第二带轮（854）通过同步带传动，所述惰轮（855）安装在同步带下端的外侧对应的第一轴承座（851）上，用于张紧同步带。4.根据权利要求1所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：所述小臂连接管（211）、大臂连接管（231）和肩部连杆（25）均为矩形钢管；每根手柄部（322）均为矩形杆；所述小臂连接管（211）和第一关节机构（22）的手柄部（322）插接并通过螺纹固定形成伸缩杆，第一关节机构（22）的转动基座（31）和大臂连接管（231）对应端固定连接，大臂连接管（231）另一端部和第二关节机构（24）的手柄部（322）插接并通过螺纹固定形成伸缩杆，第二关节机构（24）的转动基座（31）和肩部连杆（25）对应端固定连接，肩部连杆（25）的另一端部和第三关节机构（26）的手柄部（322）插接并通过螺纹固定形成伸缩杆，第三关节机构（26）的转动基座（31）和合页铰链（27）的另一页固定连接。5.根据权利要求4所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：所述小臂连接管（211）的内侧面上设有腕伸缩绑环（212）和肘伸缩绑环（213），大臂连接管（231）的内侧面上设有大臂伸缩绑环（232），且腕伸缩绑环（212）、肘伸缩绑环（213）和大臂伸缩绑环（232）的结构相同，包括上托架、下托架和伸缩绑带，上托架和下托架为同圆弧上的不同弧段，且上托架的下端和对应的矩形钢管的上端固定连接，下托架的上端和对应的矩形钢管的下端固定连接，上托架和下托架的悬伸端上对应开设有一对矩形孔，伸缩绑带的两端固定在对应一对矩形孔上。6.根据权利要求1所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：每个所
述转动基座（31）包括直立的一对安装板（311）和直立的固定块（312），一对安装板（311）的一端固定在固定块（312）的一侧面上；第一关节机构（22）的安装块（312）的另一侧面上开设有插槽，插槽内固定插接所述大臂连接管（231）的对应端，第二关节机构（24）的安装块（312）的另一侧面上开设有插槽，插槽内固定插接所述肩部连杆（25）的对应端，第三关节机构（26）的安装块（312）和合页铰链（27）的一页固定连接；每个所述轴承机构包括轴承（331）、一对垫片（332）和螺栓（333）；每个所述转动体（32）的鼓部（321）中间开设有安装孔，鼓部（321）位于一对安装板（311）之间，使得轴承（331）配合位于安装孔内，一对垫片（332）设于轴承（331）的两端，螺栓（333）穿过一对安装板（311）将鼓部（321）转动安装。7.根据权利要求6所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：每个所述安装块（312）的上、下端对开设有一对线孔，每个鼓部（321）和手柄部（322）连接处的中部开设有方孔，柔索（53）的两端分别穿过一对线孔，绕经对应鼓部（321）的线槽内，并分别通过线卡卡接于对应方孔内。8.根据权利要求1所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：所述6根柔索分别为第一柔索（531）、第二柔索（532）、第三柔索（533）、第四柔索（534）、第五柔索（535）和第六柔索（536）；第一柔索（531）、第二柔索（532）、第三柔索（533）、第四柔索（534）、第五柔索（535）和第六柔索（536）在控制箱内依次并列布置，使得第一柔索（531）的两端、第二柔索（532）的两端、第三柔索（533）的两端、第四柔索（534）的两端、第五柔索（535）的两端和第六柔索（536）的两端从控制箱（4）的上盖板从右至左依次穿出，实现第一柔索（531）、第二柔索（532）、第三柔索（533）依次绕经右臂总成的第一关节机构（22）的鼓部（321）、第二关节机构（24）的鼓部（321）和第三关节机构（26）的鼓部（321）；第四柔索（534）的两端、第五柔索（535）的两端和第六柔索（536）依次绕经左臂总成的第一关节机构（22）的鼓部（321）、第二关节机构（24）的鼓部（321）和第三关节机构（26）的鼓部（321）。9.根据权利要求1所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：所述控制箱（4）的底部为一体成型且带矩形凹槽的箱底，控制箱（4）的侧板分别均匀开设有散热条孔，所述轮轴（52）平行于控制箱（4）的长度方向安装在箱底的上端，且轮轴（52）一端对应的控制箱（4）侧板上设有轴承盖，防止轮轴（52）发生轴向窜动。10.根据权利要求1所述一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼，其特征在于：所述t形背架板（1）的竖直部为一对竖板，且一对竖板下端固定设有腰部绑带（6），一对竖板上端设有一对肩绑带（7）。

技术总结
本发明属于机器人领域，具体涉及一种基于腱鞘驱动的医用上肢辅助外骨骼。包括T形背架板、左臂总成、右臂总成、控制机构和腱鞘系统；左臂总成和右臂总成均包括小臂、大臂和水平布置的L形肩部连杆；小臂、大臂、肩部连杆和合页铰链通过第一关节机构、第二关节机构和第三关节机构依次连接；控制机构包括控制器、蓄电池和电机模组，腱鞘系统包括方形连接板、6个并排布置的压紧机构、轮轴和6根柔索，上肢辅助外骨骼穿戴在人体左臂和人体右臂上，脚踏板开关通过控制控制器实现对电机的控制，使得每对压紧面压紧或松开对应的柔索，实现约束第一关节机构、第二关节机构和第三关节机构的转动自由度，对人体左臂和人体右臂提供有力的支撑。对人体左臂和人体右臂提供有力的支撑。对人体左臂和人体右臂提供有力的支撑。


技术研发人员：王正雨 宋文军 于翔 王井佑 朱莹莹 刘春景
受保护的技术使用者：安徽索骥智能科技有限公司
技术研发日：2022.11.14
技术公布日：2022/12/30