CN107374909A - 一种套索驱动的柔性上肢康复机器人 - Google Patents

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Abstract

一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，包括座椅、连接在座椅的前背板和人体上臂正面的肩关节前屈/下摆驱动连接装置、连接在座椅的前背板和上臂侧面的肩关节外展/下摆驱动连接装置、连接在上臂正面和前臂正面的肘关节屈曲驱动连接装置、连接在上臂背面和前臂背面的肘关节伸展驱动连接装置以及与肩关节前屈/下摆驱动连接装置连接的肩关节前屈驱动单元、与肩关节外展/下摆驱动连接装置连接的肩关节外展驱动单元、与肘关节屈曲驱动连接装置连接的肘关节屈曲驱动单元、与肘关节伸展驱动连接装置连接的肘关节伸展驱动单元。本发明实现肩关节前屈及外展和肘关节屈曲/伸展三个自由度的康复运动，既能实现单关节分离运动，又能实现肩肘关节协同运动。

Description

一种套索驱动的柔性上肢康复机器人
技术领域
本发明涉及一种人体运动康复装置，具体涉及一种套索驱动的柔性上肢康复机器人。
背景技术
上肢在人们的日常生活中占据了极其重要的位置，其运动功能的降低或丧失严重影响了人们的生活质量和自理能力。科学的康复训练能够使高度可塑的中枢神经系统重建相关回路，重建患者上肢运动功能。但上肢的中枢神经系统复杂，卒后恢复慢且不完全。目前传统康复训练高度依赖于康复医师，康复效果受医师的专业知识和经验、技能水平的制约，同时这种“一对一”的手工治疗对于医师在时间和体力上的付出非常大，导致治疗效率低、成本高，并且缺乏康复训练和评估的量化指标，康复效果难以保证。上肢康复机器人的出现为患者康复提供了新的途径，并能够大大改善上述问题，其效果已经得到了临床验证。现有上肢康复机器人从结构形式上可分为末端牵引式和外骨骼式，末端牵引式因无法实现单关节分离运动，康复效果不佳，而外骨骼式既能实现单关节分离运动，也能实现多关节协同运动，具有较好的康复效果。但现有外骨骼式上肢康复机器人仍存在以下不足：刚性外骨骼重量大，穿戴胁迫感强，且运动惯量大，控制难度大；刚性连杆及转轴结构限制了人体关节转动中心，但又无法严格对准，长期使用易造成关节磨损，存在二次伤害隐患。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，质量轻，运动惯量小，不限制人体关节转动中心，可实现肩关节前屈及外展和肘关节屈曲/伸展三个自由度的康复运动，既能实现单关节分离运动，又能实现肩肘关节协同运动。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，包括绑缚固定人体的座椅1，座椅1前背板101和肩关节前屈/下摆驱动连接装置2连接固定，肩关节前屈/下摆驱动连接装置2的肩关节前屈内线转轴203与绑缚固定在人体的上臂正面连接件10连接，肩关节前屈/下摆驱动连接装置2的第一套索201与肩关节前屈驱动单元6连接，座椅1前背板101和肩关节外展/下摆驱动连接装置3连接固定，肩关节外展/下摆驱动连接装置3的肩关节外展内线转轴303与绑缚固定在人体上臂侧面的上臂侧面连接件11连接，肩关节外展/下摆驱动连接装置3的第二套索301与肩关节外展驱动单元7连接，绑缚在上臂正面的前臂正面连接件12和肘关节屈曲驱动连接装置4的肘关节屈曲内线转轴403连接，肘关节屈曲驱动连接装置4的第三套索401与肘关节屈曲驱动单元8连接，肘关节伸展驱动连接装置5的肘关节伸展内线固定件503与绑缚在人体前臂背面的前臂背面连接件13连接，肘关节伸展驱动连接装置5的肘关节伸展外套管固定台阶孔504与上臂背面连接件14连接，肘关节伸展驱动连接装置5的第四套索501与肘关节伸展驱动单元9连接。
所述的肩关节前屈/下摆驱动连接装置2包括肩关节前屈外套管201、肩关节前屈内线202、肩关节前屈内线转轴203、肩关节前屈外套管固定台阶孔204和肩关节前屈悬臂205；肩关节前屈外套管固定台阶孔204位于肩关节前屈悬臂205末端，肩关节前屈外套管201一端固定于肩关节前屈外套管固定孔204的大孔内，另一端与肩关节前屈驱动单元6相连接，肩关节前屈内线202穿过肩关节前屈外套管201，一端与肩关节前屈内线转轴203固结在一起，另一端与肩关节前屈驱动单元6连接，肩关节前屈内线转轴203位于上臂正面连接件10的转轴孔1001内，肩关节前屈内线转轴203能够与上臂正面连接件10相对转动，穿戴时，布置肩关节前屈内线202与人体连接点位于三角肌前束的末端肌腱处；机器人工作时，肩关节前屈驱动单元6拉动肩关节前屈内线202，模仿肩关节前屈肌群工作，提供沿肩关节前屈肌群力线方向的驱动力。
所述的肩关节外展/下摆驱动连接装置3包括肩关节外展外套管301、肩关节外展内线302、肩关节外展内线转轴303、肩关节外展外套管固定台阶孔304和肩关节外展悬臂305，肩关节外展外套管固定台阶孔304位于肩关节外展悬臂305末端，肩关节外展外套管301一端固定于肩关节外展外套管固定台阶孔304的大孔内，另一端与肩关节外展驱动单元7相连接，肩关节外展内线302穿过肩关节外展外套管301，一端与肩关节外展内线转轴303固结在一起，另一端与肩关节外展驱动单元7相连接，肩关节外展内线转轴303位于上臂侧面连接件11的转轴孔1101内，能够与上臂侧面连接件11相对转动，患者穿戴机器人时，布置肩关节外展内线302与人体连接点位于三角肌中束的末端肌腱处，机器人工作时，肩关节外展驱动单元7拉动肩关节外展内线302，模仿肩关节外展肌群工作，提供沿肩关节外展肌群力线方向的驱动力。
所述的肘关节屈曲驱动连接装置4包括肘关节屈曲外套管401、肘关节屈曲内线402、肘关节屈曲内线转轴403和肘关节屈曲外套管固定台阶孔404，节屈曲外套管固定台阶孔404固定于上臂正面连接件10上，肘关节屈曲外套管401一端固定于肘关节屈曲外套管固定台阶孔404的大孔内，另一端与肘关节屈曲驱动单元8相连接，肘关节屈曲内线402穿过肘关节屈曲外套管401，一端绕过定滑轮1004，与肘关节屈曲内线转轴403固结在一起，另一端与肘关节屈曲驱动单元8相连接，肘关节屈曲内线转轴403位于前臂正面连接件12的转轴孔1201内，能够与前臂正面连接件12相对转动，患者穿戴机器人时，布置肘关节屈曲外套管401与人体连接点位于上臂肱二头肌末端两头肌腱的中间位置，布置肘关节屈曲内线402与人体连接点位于前臂肱二头肌肌腱末端，距离肘关节旋转轴8-10cm的位置，机器人工作时，肘关节屈曲驱动单元8拉动肘关节屈曲内线402，模仿肘关节屈曲肌群工作，提供沿肘关节屈曲肌群力线方向的驱动力。
所述的肘关节伸展驱动连接装置5包括肘关节伸展外套管501、肘关节伸展内线502、肘关节伸展内线固定件503、肘关节伸展外套管固定台阶孔504和前臂背面连接件13，肘关节伸展外套管501一端固定于肘关节伸展外套管固定台阶孔504的大孔内，另一端与肘关节伸展驱动单元9相连接，肘关节伸展外套管固定台阶孔504固定于上臂背面连接件14上，肘关节伸展内线502穿过肘关节伸展外套管501一端与肘关节伸展内线固定件503固结在一起，另一端与肘关节伸展驱动单元9相连接，肘关节伸展内线固定件503固结于前臂背面连接件13，前臂背面连接件13上设置有内线槽1301，肘关节伸展内线502位于内线槽1301内，患者穿戴机器人时，布置肘关节伸展外套管501与人体连接点位于肱骨中线上肱三头肌远固定点，即肱三头肌与上臂肱骨的肌腱连接处，布置肘关节伸展内线502与人体连接点位于肱三头肌与尺骨鹰嘴的肌腱连接处，机器人工作时，肘关节伸展驱动单元9拉动肘关节伸展内线502，模仿肘关节伸展肌群工作，提供沿肘关节伸展肌群力线方向的驱动力。
所述的肩关节前屈驱动单元6包括肩关节前屈驱动电机601、肩关节前屈驱动电机支架602、肩关节前屈外套管驱动端固定件603、肩关节前屈转轮604和电机驱动器605，肩关节前屈驱动电机601固定于肩关节前屈驱动电机支架602上，肩关节前屈驱动电机601的电机轴穿过肩关节前屈驱动电机支架602的安装孔与肩关节前屈转轮604固定在一起，肩关节前屈转轮604的外侧设置有环形绕线槽606，肩关节前屈外套管驱动端固定件603位于肩关节前屈转轮604一侧，并固定于肩关节前屈驱动电机支架602上，肩关节前屈外套管驱动端固定件603上设置有同轴台阶孔，台阶孔轴线与环形绕线槽606的圆形中心线位于同一平面内，肩关节前屈外套管201一端固定于肩关节前屈外套管驱动端固定件603的大孔内，肩关节前屈内线202一端穿过肩关节前屈外套管201和肩关节前屈外套管驱动端固定件603的台阶小孔，与肩关节前屈转轮604固结在一起，肩关节前屈内线202沿环形绕线槽606环绕在肩关节前屈转轮604上。
所述的肩关节前屈驱动单元6、肩关节外展驱动单元7、肘关节屈曲驱动单元8、肘关节伸展驱动单元9具有相同的结构，均采用有刷直流电机作为驱动源，且均固定于座椅1的后背板102上。
所述的肩关节前屈悬臂205和肩关节外展悬臂305均固定于肩关节外展连接件15上，肩关节外展连接件15与座椅1的前背板101固定在一起。
所述的肩关节前屈内线202的运动方向与肘关节屈曲内线402的运动方向位于同一平面内。
所述的上臂正面连接件10设计有绑带槽1002，绑带1003两端设置有魔术贴，绑带1003穿过绑带槽，将上臂正面连接件10绑缚于人体表面，绑带通过魔术贴固定。
所述的上臂正面连接件10、上臂侧面连接件11、前臂正面连接件12、前臂背面连接件13和上臂背面连接件14具有相似的绑缚固定方式。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用套索驱动的方式来传递关节运动所需驱动力，结构简单，质量轻便，同时将驱动单元远离患肢，有效减轻了机器人穿戴结构的质量，降低了患肢负担，减轻了穿戴胁迫感，同时降低了机器人关节运动惯量，从而降低了驱动负载和控制难度，并提高了康复运动的安全性。
2、本发明以套索作为人工肌肉，直接附着于人体表面，关节运动中仅提供沿肌群力线方向的力和位移，不限制人体关节转动中心，避免了传统刚性外骨骼限制人体关节转动中心的问题，从而有效降低了长期性康复运动中的关节磨损等“二次伤害”隐患。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为上臂正面连接件的结构示意图。
图3为上臂侧面连接件的结构示意图。
图4为前臂正面连接件的结构示意图。
图5为前臂背面连接件的结构示意图。
图6为上臂背面连接件的结构示意图。
图7为肩关节前屈驱动单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
参照图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，包括绑缚固定人体的座椅1，座椅1前背板101和肩关节前屈/下摆驱动连接装置2连接固定，肩关节前屈/下摆驱动连接装置2的肩关节前屈内线转轴203与绑缚固定在人体的上臂正面连接件10连接，肩关节前屈/下摆驱动连接装置2的第一套索201与肩关节前屈驱动单元6连接，座椅1前背板101和肩关节外展/下摆驱动连接装置3连接固定，肩关节外展/下摆驱动连接装置3的肩关节外展内线转轴303与绑缚固定在人体上臂侧面的上臂侧面连接件11连接，肩关节外展/下摆驱动连接装置3的第二套索301与肩关节外展驱动单元7连接，绑缚在上臂正面的前臂正面连接件12和肘关节屈曲驱动连接装置4的肘关节屈曲内线转轴403连接，肘关节屈曲驱动连接装置4的第三套索401与肘关节屈曲驱动单元8连接，肘关节伸展驱动连接装置5的肘关节伸展内线固定件503与绑缚在人体前臂背面的前臂背面连接件13连接，肘关节伸展驱动连接装置5的肘关节伸展外套管固定台阶孔504与上臂背面连接件14连接，肘关节伸展驱动连接装置5的第四套索501与肘关节伸展驱动单元9连接。
参照图1和图2，所述的肩关节前屈/下摆驱动连接装置2包括肩关节前屈外套管201、肩关节前屈内线202、肩关节前屈内线转轴203、肩关节前屈外套管固定台阶孔204和肩关节前屈悬臂205；肩关节前屈外套管固定台阶孔204位于肩关节前屈悬臂205末端，肩关节前屈外套管201一端固定于肩关节前屈外套管固定孔204的大孔内，另一端与肩关节前屈驱动单元6相连接，肩关节前屈内线202穿过肩关节前屈外套管201，一端与肩关节前屈内线转轴203固结在一起，另一端与肩关节前屈驱动单元6连接，肩关节前屈内线转轴203位于上臂正面连接件10的转轴孔1001内，肩关节前屈内线转轴203能够与上臂正面连接件10相对转动，穿戴时，布置肩关节前屈内线202与人体连接点位于三角肌前束的末端肌腱处；机器人工作时，肩关节前屈驱动单元6拉动肩关节前屈内线202，模仿肩关节前屈肌群工作，提供沿肩关节前屈肌群力线方向的驱动力。
参照图1和图3，所述的肩关节外展/下摆驱动连接装置3包括肩关节外展外套管301、肩关节外展内线302、肩关节外展内线转轴303、肩关节外展外套管固定台阶孔304和肩关节外展悬臂305，肩关节外展外套管固定台阶孔304位于肩关节外展悬臂305末端，肩关节外展外套管301一端固定于肩关节外展外套管固定台阶孔304的大孔内，另一端与肩关节外展驱动单元7相连接，肩关节外展内线302穿过肩关节外展外套管301，一端与肩关节外展内线转轴303固结在一起，另一端与肩关节外展驱动单元7相连接，肩关节外展内线转轴303位于上臂侧面连接件11的转轴孔1101内，能够与上臂侧面连接件11相对转动，患者穿戴机器人时，布置肩关节外展内线302与人体连接点位于三角肌中束的末端肌腱处，机器人工作时，肩关节外展驱动单元7拉动肩关节外展内线302，模仿肩关节外展肌群工作，提供沿肩关节外展肌群力线方向的驱动力。
参照图1、图2和图4，所述的肘关节屈曲驱动连接装置4包括肘关节屈曲外套管401、肘关节屈曲内线402、肘关节屈曲内线转轴403和肘关节屈曲外套管固定台阶孔404，节屈曲外套管固定台阶孔404固定于上臂正面连接件10上，肘关节屈曲外套管401一端固定于肘关节屈曲外套管固定台阶孔404的大孔内，另一端与肘关节屈曲驱动单元8相连接，肘关节屈曲内线402穿过肘关节屈曲外套管401，一端绕过定滑轮1004，与肘关节屈曲内线转轴403固结在一起，另一端与肘关节屈曲驱动单元8相连接，肘关节屈曲内线转轴403位于前臂正面连接件12的转轴孔1201内，能够与前臂正面连接件12相对转动，患者穿戴机器人时，布置肘关节屈曲外套管401与人体连接点位于上臂肱二头肌末端两头肌腱的中间位置，布置肘关节屈曲内线402与人体连接点位于前臂肱二头肌肌腱末端，距离肘关节旋转轴8-10cm的位置，机器人工作时，肘关节屈曲驱动单元8拉动肘关节屈曲内线402，模仿肘关节屈曲肌群工作，提供沿肘关节屈曲肌群力线方向的驱动力。
参照图1、图5和图6，所述的肘关节伸展驱动连接装置5包括肘关节伸展外套管501、肘关节伸展内线502、肘关节伸展内线固定件503、肘关节伸展外套管固定台阶孔504和前臂背面连接件13，肘关节伸展外套管501一端固定于肘关节伸展外套管固定台阶孔504的大孔内，另一端与肘关节伸展驱动单元9相连接，肘关节伸展外套管固定台阶孔504固定于上臂背面连接件14上，肘关节伸展内线502穿过肘关节伸展外套管501一端与肘关节伸展内线固定件503固结在一起，另一端与肘关节伸展驱动单元9相连接，肘关节伸展内线固定件503固结于前臂背面连接件13，前臂背面连接件13上设置有内线槽1301，肘关节伸展内线502位于内线槽1301内，患者穿戴机器人时，布置肘关节伸展外套管501与人体连接点位于肱骨中线上肱三头肌远固定点，即肱三头肌与上臂肱骨的肌腱连接处，布置肘关节伸展内线502与人体连接点位于肱三头肌与尺骨鹰嘴的肌腱连接处，机器人工作时，肘关节伸展驱动单元9拉动肘关节伸展内线502，模仿肘关节伸展肌群工作，提供沿肘关节伸展肌群力线方向的驱动力。
参照图1和图7，所述的肩关节前屈驱动单元6包括肩关节前屈驱动电机601、肩关节前屈驱动电机支架602、肩关节前屈外套管驱动端固定件603、肩关节前屈转轮604和电机驱动器605，肩关节前屈驱动电机601固定于肩关节前屈驱动电机支架602上，肩关节前屈驱动电机601的电机轴穿过肩关节前屈驱动电机支架602的安装孔与肩关节前屈转轮604固定在一起，肩关节前屈转轮604的外侧设置有环形绕线槽606，肩关节前屈外套管驱动端固定件603位于肩关节前屈转轮604一侧，并固定于肩关节前屈驱动电机支架602上，肩关节前屈外套管驱动端固定件603上设置有同轴台阶孔，台阶孔轴线与环形绕线槽606的圆形中心线位于同一平面内，肩关节前屈外套管201一端固定于肩关节前屈外套管驱动端固定件603的大孔内，肩关节前屈内线202一端穿过肩关节前屈外套管201和肩关节前屈外套管驱动端固定件603的台阶小孔，与肩关节前屈转轮604固结在一起，肩关节前屈内线202沿环形绕线槽606环绕在肩关节前屈转轮604上。
所述的肩关节前屈驱动单元6、肩关节外展驱动单元7、肘关节屈曲驱动单元8、肘关节伸展驱动单元9具有相同的结构，均采用有刷直流电机作为驱动源，且均固定于座椅1的后背板102上。
所述的肩关节前屈悬臂205和肩关节外展悬臂305均固定于肩关节外展连接件15上，肩关节外展连接件15与座椅1的前背板101固定在一起。
所述的肩关节前屈内线202的运动方向与肘关节屈曲内线402的运动方向位于同一平面内。
所述的上臂正面连接件10设计有绑带槽1002，绑带1003两端设置有魔术贴，绑带1003穿过绑带槽，将上臂正面连接件10绑缚于人体表面，绑带通过魔术贴固定。
所述的上臂正面连接件10、上臂侧面连接件11、前臂正面连接件12、前臂背面连接件13和上臂背面连接件14具有相似的绑缚固定方式。
本发明的工作原理为：肩关节前屈驱动电机601带动缠绕于环形绕线槽606上的肩关节前屈内线202，从而拉动肩关节前屈/下摆驱动连接装置2带动上臂完成肩关节前屈运动，电机肩关节前屈驱动电机601反转时，上臂在重力作用下完成下摆运动；肩关节外展驱动单元7带动肩关节外展内线302，从而拉动肩关节外展/下摆驱动连接装置3带动上臂完成肩关节外展运动，肩关节外展驱动单元7反转时，上臂在重力作用下完成下摆运动；肘关节屈曲驱动单元8带动肘关节屈曲内线402，从而拉动肘关节屈曲驱动连接装置4带动上臂完成肘关节屈曲运动，此时肘关节伸展驱动单元9处于放松状态；肘关节伸展驱动单元9带动肘关节伸展内线502，从而拉动肘关节伸展驱动连接装置5带动上臂完成肘关节伸展运动，此时肘关节屈曲驱动单元8同步反转。
以上实例只为说明本发明的技术构思和特点，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，凡是根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，包括绑缚固定人体的座椅(1)，其特征在于：座椅(1)前背板(101)和肩关节前屈/下摆驱动连接装置(2)连接固定，肩关节前屈/下摆驱动连接装置(2)的肩关节前屈内线转轴(203)与绑缚固定在人体的上臂正面连接件(10)连接，肩关节前屈/下摆驱动连接装置(2)的第一套索(201)与肩关节前屈驱动单元(6)连接，座椅(1)前背板(101)和肩关节外展/下摆驱动连接装置(3)连接固定，肩关节外展/下摆驱动连接装置(3)的肩关节外展内线转轴(303)与绑缚固定在人体上臂侧面的上臂侧面连接件(11)连接，肩关节外展/下摆驱动连接装置(3)的第二套索(301)与肩关节外展驱动单元(7)连接，绑缚在上臂正面的前臂正面连接件(12)和肘关节屈曲驱动连接装置(4)的肘关节屈曲内线转轴(403)连接，肘关节屈曲驱动连接装置(4)的第三套索(401)与肘关节屈曲驱动单元(8)连接，肘关节伸展驱动连接装置(5)的肘关节伸展内线固定件(503)与绑缚在人体前臂背面的前臂背面连接件(13)连接，肘关节伸展驱动连接装置(5)的肘关节伸展外套管固定台阶孔(504)与上臂背面连接件(14)连接，肘关节伸展驱动连接装置(5)的第四套索(501)与肘关节伸展驱动单元(9)连接；
所述的肩关节前屈/下摆驱动连接装置(2)包括肩关节前屈外套管(201)、肩关节前屈内线(202)、肩关节前屈内线转轴(203)、肩关节前屈外套管固定台阶孔(204)和肩关节前屈悬臂(205)；肩关节前屈外套管固定台阶孔(204)位于肩关节前屈悬臂(205)末端，肩关节前屈外套管(201)一端固定于肩关节前屈外套管固定孔(204)的大孔内，另一端与肩关节前屈驱动单元(6)相连接，肩关节前屈内线(202)穿过肩关节前屈外套管(201)，一端与肩关节前屈内线转轴(203)固结在一起，另一端与肩关节前屈驱动单元(6)连接，肩关节前屈内线转轴(203)位于上臂正面连接件(10)的转轴孔(1001)内，肩关节前屈内线转轴(203)能够与上臂正面连接件(10)相对转动，穿戴时，布置肩关节前屈内线(202)与人体连接点位于三角肌前束的末端肌腱处；机器人工作时，肩关节前屈驱动单元(6)拉动肩关节前屈内线(202)，模仿肩关节前屈肌群工作，提供沿肩关节前屈肌群力线方向的驱动力。
2.根据权利要求1所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的肩关节外展/下摆驱动连接装置(3)包括肩关节外展外套管(301)、肩关节外展内线(302)、肩关节外展内线转轴(303)、肩关节外展外套管固定台阶孔(304)和肩关节外展悬臂(305)，肩关节外展外套管固定台阶孔(304)位于肩关节外展悬臂(305)末端，肩关节外展外套管(301)一端固定于肩关节外展外套管固定台阶孔(304)的大孔内，另一端与肩关节外展驱动单元(7)相连接，肩关节外展内线(302)穿过肩关节外展外套管(301)，一端与肩关节外展内线转轴(303)固结在一起，另一端与肩关节外展驱动单元(7)相连接，肩关节外展内线转轴(303)位于上臂侧面连接件(11)的转轴孔(1101)内，能够与上臂侧面连接件(11)相对转动，患者穿戴机器人时，布置肩关节外展内线(302)与人体连接点位于三角肌中束的末端肌腱处，机器人工作时，肩关节外展驱动单元(7)拉动肩关节外展内线(302)，模仿肩关节外展肌群工作，提供沿肩关节外展肌群力线方向的驱动力。
3.根据权利要求1所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的肘关节屈曲驱动连接装置(4)包括肘关节屈曲外套管(401)、肘关节屈曲内线(402)、肘关节屈曲内线转轴(403)和肘关节屈曲外套管固定台阶孔(404)，节屈曲外套管固定台阶孔(404)固定于上臂正面连接件(10)上，肘关节屈曲外套管(401)一端固定于肘关节屈曲外套管固定台阶孔(404)的大孔内，另一端与肘关节屈曲驱动单元(8)相连接，肘关节屈曲内线(402)穿过肘关节屈曲外套管(401)，一端绕过定滑轮(1004)，与肘关节屈曲内线转轴(403)固结在一起，另一端与肘关节屈曲驱动单元(8)相连接，肘关节屈曲内线转轴(403)位于前臂正面连接件(12)的转轴孔(1201)内，能够与前臂正面连接件(12)相对转动，患者穿戴机器人时，布置肘关节屈曲外套管(401)与人体连接点位于上臂肱二头肌末端两头肌腱的中间位置，布置肘关节屈曲内线(402)与人体连接点位于前臂肱二头肌肌腱末端，距离肘关节旋转轴8-10cm的位置，机器人工作时，肘关节屈曲驱动单元(8)拉动肘关节屈曲内线(402)，模仿肘关节屈曲肌群工作，提供沿肘关节屈曲肌群力线方向的驱动力。
4.根据权利要求1所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的肘关节伸展驱动连接装置(5)包括肘关节伸展外套管(501)、肘关节伸展内线(502)、肘关节伸展内线固定件(503)、肘关节伸展外套管固定台阶孔(504)和前臂背面连接件(13)，肘关节伸展外套管(501)一端固定于肘关节伸展外套管固定台阶孔(504)的大孔内，另一端与肘关节伸展驱动单元(9)相连接，肘关节伸展外套管固定台阶孔(504)固定于上臂背面连接件(14)上，肘关节伸展内线(502)穿过肘关节伸展外套管(501)一端与肘关节伸展内线固定件(503)固结在一起，另一端与肘关节伸展驱动单元(9)相连接，肘关节伸展内线固定件(503)固结于前臂背面连接件(13)，前臂背面连接件(13)上设置有内线槽(1301)，肘关节伸展内线(502)位于内线槽(1301)内，患者穿戴机器人时，布置肘关节伸展外套管(501)与人体连接点位于肱骨中线上肱三头肌远固定点，即肱三头肌与上臂肱骨的肌腱连接处，布置肘关节伸展内线(502)与人体连接点位于肱三头肌与尺骨鹰嘴的肌腱连接处，机器人工作时，肘关节伸展驱动单元(9)拉动肘关节伸展内线(502)，模仿肘关节伸展肌群工作，提供沿肘关节伸展肌群力线方向的驱动力。
5.根据权利要求1所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的肩关节前屈驱动单元(6)包括肩关节前屈驱动电机(601)、肩关节前屈驱动电机支架(602)、肩关节前屈外套管驱动端固定件(603)、肩关节前屈转轮(604)和电机驱动器(605)，肩关节前屈驱动电机(601)固定于肩关节前屈驱动电机支架(602)上，肩关节前屈驱动电机(601)的电机轴穿过肩关节前屈驱动电机支架(602)的安装孔与肩关节前屈转轮(604)固定在一起，肩关节前屈转轮(604)的外侧设置有环形绕线槽(606)，肩关节前屈外套管驱动端固定件(603)位于肩关节前屈转轮(604)一侧，并固定于肩关节前屈驱动电机支架(602)上，肩关节前屈外套管驱动端固定件(603)上设置有同轴台阶孔，台阶孔轴线与环形绕线槽(606)的圆形中心线位于同一平面内，肩关节前屈外套管(201)一端固定于肩关节前屈外套管驱动端固定件(603)的大孔内，肩关节前屈内线(202)一端穿过肩关节前屈外套管(201)和肩关节前屈外套管驱动端固定件(603)的台阶小孔，与肩关节前屈转轮(604)固结在一起，肩关节前屈内线(202)沿环形绕线槽(606)环绕在肩关节前屈转轮(604)上。
6.根据权利要求1所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的肩关节前屈驱动单元(6)、肩关节外展驱动单元(7)、肘关节屈曲驱动单元(8)、肘关节伸展驱动单元(9)具有相同的结构，均采用有刷直流电机作为驱动源，且均固定于座椅(1)的后背板(102)上。
7.根据权利要求2所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的肩关节前屈悬臂(205)和肩关节外展悬臂(305)均固定于肩关节外展连接件(15)上，肩关节外展连接件(15)与座椅(1)的前背板(101)固定在一起。
8.根据权利要求3所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的肩关节前屈内线(202)的运动方向与肘关节屈曲内线(402)的运动方向位于同一平面内。
9.根据权利要求1所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的上臂正面连接件(10)设计有绑带槽(1002)，绑带(1003)两端设置有魔术贴，绑带(1003)穿过绑带槽，将上臂正面连接件(10)绑缚于人体表面，绑带通过魔术贴固定。
10.根据权利要求1所述的一种套索驱动的柔性上肢康复机器人，其特征在于：所述的上臂正面连接件(10)、上臂侧面连接件(11)、前臂正面连接件(12)、前臂背面连接件(13)和上臂背面连接件(14)具有相似的绑缚固定方式。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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