CN108542627A - 符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗机器人领域，尤其涉及符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，包括上肢结构和用于固定人体背部的背部结构；上肢结构组件还包括电缆、蓄电池和用于自动跟随上肢结构行走的轮椅，蓄电池设在轮椅上，上肢结构上设有电源接口，蓄电池通过电缆与电源接口电连接。本发明提供的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，使得外骨骼机器人的使用更加实用与人性化。
Description
【技术领域】
本发明涉及医疗机器人领域，尤其涉及符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件。
【背景技术】
外骨骼机器人，是一种由钢铁的框架构成并且可让人穿上的机器装置，这个装备可以提供额外能量来供四肢运动。
对于脊髓损伤和脑卒中(中风)患者来说，站立行走似乎是一个可望而不可及的梦想，而外骨骼机器人的诞生，将使这一梦想变为现实。另外，目前我国老龄化进程加重，肢体残疾人数量增加，外骨骼机器人的作用更显凸出。需要说明的是，外骨骼机器人根据患者需要其配置也有所不同，有的患者仅需要上肢辅助因此只需要具有上肢结构组件的外骨骼机器人，有的患者仅需要下肢辅助因此只需要具有下肢结构组件的外骨骼机器人。
然而，现有的外骨骼机器人用于供电的蓄电池一般设在穿戴于人体的外骨骼结构上，不仅使得整个穿戴的外骨骼结构显得笨重，还存在着续航能力弱的问题，严重妨碍了外骨骼机器人的普及使用。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，通过所述外骨骼机器人中轮椅与穿戴在人体上的所述上肢结构的巧妙结合，将用于供电的蓄电池设置在轮椅上，大大降低了所述上肢结构的负重而使其更加轻量化，在一定程度上降低了能源损耗，另一方面设置在轮椅上的蓄电池能够制造成更大容量的蓄电池，进一步提升了整个外骨骼机器人的续航能力，为外骨骼机器人在医疗领域的普及提供了有益条件，可以想象，当人体穿戴所述上肢结构进行散步等日常应用时，遇到人体想要坐下的情况，可以很方便地选择轮椅作为坐具，使得外骨骼机器人的使用更加实用与人性化。
本发明是通过以下技术方案实现的：
符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，包括上肢结构和用于固定人体背部的背部结构，所述上肢结构包括用于固定人体肩部的肩部件、用于固定人体大臂的大臂部件和用于固定人体小臂的小臂部件，所述肩部件铰设在所述背部结构的上端，所述肩部件在远离所述背部结构一端设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与所述大臂部件的一端固定连接，所述大臂部件的另一端设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与所述小臂部件的一端固定连接；
所述上肢结构组件还包括电缆、蓄电池和用于自动跟随所述上肢结构行走的轮椅，所述蓄电池设在所述轮椅上，所述上肢结构上设有电源接口，所述蓄电池通过所述电缆与所述电源接口电连接。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述轮椅上安装有三个跟踪模块，所述三个跟踪模块包括第一模块、第二模块和第三模块，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块在水平平面内成等边三角形状安装在所述轮椅上，所述上肢结构上设有用于向所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块发送信号的发射源以得知所述发射源分别到所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块的距离，所述轮椅上设有用于与所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块电连接的主控板以根据从所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块获取的信号控制所述轮椅运动。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述上肢结构还包括手掌部件，所述手掌部件铰接在所述小臂部件在远离所述第二驱动电机的一端上。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述大臂部件设有向内侧凸起的第一固定部，所述小臂部件设有向内侧凸起的第二固定部，所述第一固定部与所述第二固定部之间设有用于承托人体肘部的托盘，所述托盘一端设有用于与所述第一固定部弹性连接的第一弹性件，所述托盘另一端设有用于与所述第二固定部弹性连接的第二弹性件。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述上肢结构上设有用于将所述外骨骼结构穿戴在人体上的穿戴装置。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述穿戴装置包括弧形连接件和柔性绑带，所述弧形连接件的内侧与所述柔性绑带相固定。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述穿戴装置为环状，所述穿戴装置内环上设有用于穿戴时环绕人体大臂或小臂的环形气囊，所述环形气囊上设有用于充气的充气口。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述上肢结构组件上还设有控制器，所述控制器上设有用于控制与所述控制器电连接的电动充气泵向所述环形气囊内充气的充气按钮，所述环形气囊内设有用于检测所述环形气囊内部气压的气压传感器，所述气压传感器与所述控制器电连接以将所述气压传感器检测到的气压数据记录在所述控制器内。
可选地，如上所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述大臂部件和所述小臂部件的材料为铝合金。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、通过所述外骨骼机器人中轮椅与穿戴在人体上的所述上肢结构的巧妙结合，将用于供电的蓄电池设置在轮椅上，大大降低了所述上肢结构的负重而使其更加轻量化，在一定程度上降低了能源损耗，另一方面设置在轮椅上的蓄电池能够制造成更大容量的蓄电池，进一步提升了整个外骨骼机器人的续航能力，为外骨骼机器人在医疗领域的普及提供了有益条件，可以想象，当人体穿戴所述上肢结构进行散步等日常应用时，遇到人体想要坐下的情况，可以很方便地选择轮椅作为坐具，使得外骨骼机器人的使用更加实用与人性化。
2、通过增加用于承托人体肘部的托盘，所述托盘为弹性连接，使人体肘部得到一定的固定，而且由于是该托盘是弹性固定，因此又不影响肘部的动作，还可以帮助肘关节在做弯曲后的伸直复位，结构简单实用。
3、在所述穿戴装置上设置用电动气泵充气的所述环形气囊，并通过人机交互操作，使得外骨骼机器人的穿戴更加舒适、可靠与人性化。
4、所述大臂部件和所述小臂部件的材料均为轻型材料如铝合金。大大降低了上肢结构的负重，进一步减少了外骨骼机器人在工作时的负重损耗，延长了蓄电池的续航时间。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述上肢结构组件的结构示意图；
图2为本发明实施例所述上肢结构组件隐藏所述轮椅后的结构示意图；
图3为本发明实施例所述上肢结构的结构示意图；
图4为本发明实施例所述肢长伸缩结构的结构示意图；
图5为本发明实施例所述肢长伸缩结构的分解结构示意图；
图6为本发明实施例所述穿戴装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图2所示，本实施例提供符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，所述上肢结构组件包括穿戴在人体背部的背部结构3、穿戴在人体左手侧的上肢结构和穿戴在人体右手侧的上肢结构，穿戴在人体左手侧的上肢结构和穿戴在人体右手侧的上肢结构具有基本相同的结构并相对于彼此左右对称。下面就所述的上肢结构组件的其中一个上肢结构，对本实施例的上肢结构1进行说明。
符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，包括上肢结构1和用于固定人体背部的背部结构3，所述上肢结构1包括用于固定人体肩部的肩部件11、用于固定人体大臂的大臂部件12和用于固定人体小臂的小臂部件13，所述肩部件11铰设在所述背部结构3的上端，所述肩部件11在远离所述背部结构3一端设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与所述大臂部件12的一端固定连接，所述大臂部件12的另一端设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与所述小臂部件13的一端固定连接，具体地，所述第一驱动电机、所述第二驱动电机可以为伺服电机与谐波减速器配合使用。
另外，所述上肢结构组件还包括电缆4、蓄电池和用于自动跟随所述上肢结构1行走的轮椅5，所述蓄电池设在所述轮椅5上，所述上肢结构1上设有电源接口，所述蓄电池通过所述电缆4与所述电源接口电连接。通过所述外骨骼机器人中轮椅与穿戴在人体上的所述上肢结构的巧妙结合，将用于供电的蓄电池设置在轮椅上，大大降低了所述上肢结构的负重而使其更加轻量化，在一定程度上降低了能源损耗，另一方面设置在轮椅上的蓄电池能够制造成更大容量的蓄电池，进一步提升了整个外骨骼机器人的续航能力，为外骨骼机器人在医疗领域的普及提供了有益条件，可以想象，当人体穿戴所述上肢结构进行散步等日常应用时，遇到人体想要坐下的情况，可以很方便地选择轮椅作为坐具，使得外骨骼机器人的使用更加实用与人性化。
自动跟随技术在本发明的实施方式如下：所述轮椅5上安装有三个跟踪模块，所述三个跟踪模块包括第一模块、第二模块和第三模块，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块在水平平面内成等边三角形状安装在所述轮椅5上，三个模块作为基站且三个模块之间具有一定的间距。人体手握或者在所述上肢结构上设置一个向三个模块发送信号的发射源。所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块通过对比接收到发射源信号的时间差，可以计算出所述发射源的角度。通过电磁波在空中的飞行时间，可以计算出所述发射源的距离。三个模块与所述发射源之间通过无线通信，测得发射源分别到第一模块、第二模块和第三模块之间的距离，第三模块通过串口将距离信息和角度信息给到主控板，其中主控板可以设置轮椅5前部、底部或后部等位置。主控板在收到距离和角度信息后：当发射源在轮椅5左边时，轮椅5向左转。当发射源在轮椅5右边时，轮椅5向右转。当发射源在轮椅5正前方时，轮椅5向前走。当轮椅5到达设定好的跟随距离时，轮椅5停止运动。当然，本发明也可以采用其它实施方式如通过摄像进行视觉定位或通过超声波等进行定位跟随。
较佳地，所述大臂部件12上设有用于调节所述大臂部件12长度的肢长伸缩结构如图4和图5所示，所述肢长伸缩结构包括第一肢件122和第二肢件123，所述第一肢件122上设有与所述第二肢件123连接的第一连接端，所述第二肢件123上设有与所述第一肢件122连接的第二连接端，所述第一连接端上设有与所述第二连接端螺纹连接的丝杆124、驱动所述丝杆124转动的调节电机125以及固定所述调节电机125的电机座126，所述电机座126向所述第一肢件122和所述第二肢件123连接方向伸出至少一根用于引导所述第二肢件123向所述大臂部件12长度方向运动的导柱127，所述第一连接端在末端还设有用于限制所述第二连接端运动行程的挡块128。当然，所述肢长伸缩结构也适用于小臂部件13、大腿部件22和小腿部件23，使用时，所述调节电机125驱动与所述第二连接端螺纹连接的丝杆124转动，所述第二连接端在导柱127的导引下做直线运动，从而带动第二肢件123在朝第一肢件122远离或靠近的方向移动，实现肢长的伸缩，可以使得使用该肢长伸缩结构的大臂部件12、小臂部件13、大腿部件22或小腿部件23能够通过无级调节伸缩来适应不同肢长的个人。其中一种实施方式是，所述外骨骼机器人上设有与所述调节电机125电连接的控制器，操作员通过在控制器上输入参数如人体不同部位的肢长，所述调节电机125根据输入的参数自动调节大臂部件12、小臂部件13、大腿部件22或小腿部件23的长度。另一种实施方式是，所述外骨骼机器人上设有与所述调节电机125电连接的控制器，操作员通过在控制器上设置的“加”、“减”按钮来控制所述调节电机125的正反转，微调所述肢长伸缩结构的伸长或缩短以适应不同肢长的人群。肢长伸缩结构大大加强了外骨骼机器人的通用性和智能化。
较佳地，所述上肢结构1还包括用于固定人体手掌的手掌部件14，所述手掌部件14铰接在所述小臂部件13在远离所述第二驱动电机的一端上。
如图3所示，所述大臂部件12设有向内侧凸起的第一固定部121，所述小臂部件13设有向内侧凸起的第二固定部132，所述第一固定部121与所述第二固定部132之间设有用于承托人体肘部的托盘6，所述托盘6一端设有用于与所述第一固定部121弹性连接的第一弹性件61，所述托盘6另一端设有用于与所述第二固定部132弹性连接的第二弹性件62。具体地，所述第一弹性件61和所述第二弹性件62为拉伸弹簧。在现有技术中，将所述上肢结构1穿戴在人体手臂上时，一般只对人体大臂和小臂进行固定，而考虑到人体舒适性，所以并不会将人体大臂和小臂束缚过紧，因此人体在运动时容易出现人体与所述上肢结构1的相对滑动而产生错位，导致外骨骼结构难以带动人体做出更为准确的动作，夏天由于天气热，人体出汗导致出现这种情况的可能性更高。所述托盘6安装在人体的关节位置则是将关节位置也贴近所述上肢结构1的转动位置，为了使得所述托盘6与人体的运动张力更加符合，还设置了与其连接的第一弹性件61和第二弹性件62复位。通过增加用于承托人体肘部的托盘，所述托盘为弹性连接，使人体肘部得到一定的固定，而且由于是该托盘是弹性固定，因此又不影响肘部的动作，还可以帮助肘关节在做弯曲后的伸直复位，结构简单实用。当然，所述托盘6上还可以设置用于使所述托盘6贴近人体皮肤的吸盘。
如图6所示为本发明实施例所述穿戴装置的结构示意图，所述大臂部件12和所述小臂部件13分别设有至少一个用于将所述上肢结构穿戴在人体上的穿戴装置7。具体地，所述穿戴装置7包括弧形连接件71和柔性绑带72，所述弧形连接件71的内侧固定所述柔性绑带72，所述弧形连接件71的外侧与所述大臂部件12或所述小臂部件13相固定。优选地，所述柔性绑带72为魔术贴又叫粘扣带或日字扣，甚至可以是宽状绳子，且所述柔性绑带具有弹性，穿戴更加可靠舒适。
较佳地，所述穿戴装置7为环状，所述穿戴装置7内环上设有用于穿戴时环绕人体大臂或小臂的环形气囊73，所述环形气囊73内设有用于检测所述环形气囊73内部气压的气压传感器，所述环形气囊73上设有用于充气的充气口和用于放气的放气口。当然，所述环形气囊73并非全封闭的环形结构，所述环形气囊73上设有便于放进人体上肢的缺口。所述环形气囊73外表面以粘接等方式固定在所述穿戴装置7上，使用时气囊呈环形包围人体大臂或小臂，可以使穿戴装置7与人体之间的包覆面更大、压强更小，穿戴更加舒适。充气时使用电动气泵并且将外骨骼机器人穿戴后再进行充气操作。
一种实施方式是，所述外骨骼机器人上还设有控制器，所述控制器上设有用于控制与所述控制器电连接的电动充气泵向所述环形气囊73内充气的充气按钮，所述环形气囊73内设有用于检测所述环形气囊73内部气压的气压传感器，所述气压传感器与所述控制器电连接以将所述气压传感器检测到的气压数据记录在所述控制器内。与外骨骼机器人上设置的控制器电连接的电动气泵的出气口与所述环形气囊73上的充气口连接，操作者通过按下控制器上的充气按钮控制电动气泵向所述环形气囊73充气，所述充气按钮为点动式，操作者一边按动按钮，穿戴者通过自身感应环形气囊73的压力大小来确定是否充气完成，当感觉到环形气囊73内的气压达到一定舒适度时停止充气，所述气压传感器感应该舒适度的气压并将该数据传输记录在控制器上，所述外骨骼机器人上还设有显示屏幕，所述气压传感器感应到的气压会即时显示在显示屏幕上，当然，所述控制器也可以记忆该气压数据，当下次充气时可以控制电动气泵充气到该气压时即停止充气。通过这种人机交互，使得外骨骼机器人的穿戴更加舒适、可靠与人性化。
优选地，所述大臂部件12和所述小臂部件13均为空心杆状结构。且所述大臂部件12和所述小臂部件13的材料均为铝合金。大大降低了上肢结构的负重，进一步减少了外骨骼机器人在工作时的负重损耗，延长了蓄电池的续航时间。
需要说明的是，所述外骨骼机器人既可以按计划设定的路线进行动作，也可以采用肌电传感器感应人体的运动趋势，从而控制所述外骨骼机器人上的驱动元件如第一驱动电机、第二驱动电机等进行动作，实现良好的人机交互，帮助肢体不便的人群实现行走、抬手等动作，并协助康复治疗。
综上所述，本发明通过结构上的改善，具有以下有益效果：
1、通过所述外骨骼机器人中轮椅与穿戴在人体上的所述上肢结构的巧妙结合，将用于供电的蓄电池设置在轮椅上，大大降低了所述上肢结构的负重而使其更加轻量化，在一定程度上降低了能源损耗，另一方面设置在轮椅上的蓄电池能够制造成更大容量的蓄电池，进一步提升了整个外骨骼机器人的续航能力，为外骨骼机器人在医疗领域的普及提供了有益条件，可以想象，当人体穿戴所述上肢结构进行散步等日常应用时，遇到人体想要坐下的情况，可以很方便地选择轮椅作为坐具，使得外骨骼机器人的使用更加实用与人性化。
2、通过增加用于承托人体肘部的托盘，所述托盘为弹性连接，使人体肘部得到一定的固定，而且由于是该托盘是弹性固定，因此又不影响肘部的动作，还可以帮助肘关节在做弯曲后的伸直复位，结构简单实用。
3、在所述穿戴装置上设置用电动气泵充气的所述环形气囊，并通过人机交互操作，使得外骨骼机器人的穿戴更加舒适、可靠与人性化。
4、所述大臂部件和所述小臂部件的材料均为轻型材料如铝合金。大大降低了上肢结构的负重，进一步减少了外骨骼机器人在工作时的负重损耗，延长了蓄电池的续航时间。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，包括上肢结构(1)和用于固定人体背部的背部结构(3)，所述上肢结构(1)包括用于固定人体肩部的肩部件(11)、用于固定人体大臂的大臂部件(12)和用于固定人体小臂的小臂部件(13)，所述肩部件(11)铰设在所述背部结构(3)的上端，所述肩部件(11)在远离所述背部结构(3)一端设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与所述大臂部件(12)的一端固定连接，所述大臂部件(12)的另一端设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与所述小臂部件(13)的一端固定连接；
所述上肢结构组件还包括电缆(4)、蓄电池和用于自动跟随所述上肢结构(1)行走的轮椅(5)，所述蓄电池设在所述轮椅(5)上，所述上肢结构(1)上设有电源接口，所述蓄电池通过所述电缆(4)与所述电源接口电连接。
2.根据权利要求1所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，所述轮椅(5)上安装有三个跟踪模块，所述三个跟踪模块包括第一模块、第二模块和第三模块，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块在水平平面内成等边三角形状安装在所述轮椅(5)上，所述上肢结构(1)上设有用于向所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块发送信号的发射源以得知所述发射源分别到所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块的距离，所述轮椅(5)上设有用于与所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块电连接的主控板以根据从所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块获取的信号控制所述轮椅(5)运动。
3.根据权利要求1所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，所述上肢结构(1)还包括手掌部件(14)，所述手掌部件(14)铰接在所述小臂部件(13)在远离所述第二驱动电机的一端上。
4.根据权利要求1所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，所述大臂部件(12)设有向内侧凸起的第一固定部(121)，所述小臂部件(13)设有向内侧凸起的第二固定部(132)，所述第一固定部(121)与所述第二固定部(132)之间设有用于承托人体肘部的托盘(6)，所述托盘(6)一端设有用于与所述第一固定部(121)弹性连接的第一弹性件(61)，所述托盘(6)另一端设有用于与所述第二固定部(132)弹性连接的第二弹性件(62)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，所述上肢结构(1)上设有用于将所述外骨骼结构穿戴在人体上的穿戴装置(7)。
6.根据权利要求5所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，所述穿戴装置(7)包括弧形连接件(71)和柔性绑带(72)，所述弧形连接件(71)的内侧与所述柔性绑带(72)相固定。
7.根据权利要求5所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，所述穿戴装置(7)为环状，所述穿戴装置(7)内环上设有用于穿戴时环绕人体大臂或小臂的环形气囊(73)，所述环形气囊(73)上设有用于充气的充气口。
8.根据权利要求7所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，还设有控制器，所述控制器上设有用于控制与所述控制器电连接的电动充气泵向所述环形气囊(73)内充气的充气按钮，所述环形气囊(73)内设有用于检测所述环形气囊(73)内部气压的气压传感器，所述气压传感器与所述控制器电连接以将所述气压传感器检测到的气压数据记录在所述控制器内。
9.根据权利要求1所述的符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件，其特征在于，所述大臂部件(12)和所述小臂部件(13)的材料为铝合金。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103006414A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-03 | 华南理工大学 | 一种上肢康复机器人 |
| CN105252522A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-01-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人 |
| CN105437209A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-30 | 东北大学 | 一种具有人机交互动力学模型的外骨骼式上肢康复机器人 |
| CN106493714A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-03-15 | 江苏大学 | 一种外骨骼搬运助力机器人 |
| CN106695760A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-24 | 江苏大学 | 一种用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人 |
| US20170296418A1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Lunghwa University Of Science And Technology | Exoskeleton apparatus driven by pneumatic artificial muscle with functions of upper limb assist and rehabilitation training |
| CN107283391A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-24 | 深圳光启合众科技有限公司 | 外骨骼机器人 |
| CN107283392A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-24 | 深圳光启合众科技有限公司 | 外骨骼机器人的上肢结构及上肢结构组件 |
| CN107351057A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-11-17 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种基于移动平台的辅助外骨骼机器人 |
| CN208926848U (zh) * | 2018-02-13 | 2019-06-04 | 中山市沃倍特智能医疗机器人股份有限公司 | 符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件 |
-
2018
- 2018-02-13 CN CN201810149969.3A patent/CN108542627B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103006414A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-03 | 华南理工大学 | 一种上肢康复机器人 |
| CN105252522A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-01-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人 |
| CN105437209A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-30 | 东北大学 | 一种具有人机交互动力学模型的外骨骼式上肢康复机器人 |
| CN107283391A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-24 | 深圳光启合众科技有限公司 | 外骨骼机器人 |
| CN107283392A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-24 | 深圳光启合众科技有限公司 | 外骨骼机器人的上肢结构及上肢结构组件 |
| US20170296418A1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Lunghwa University Of Science And Technology | Exoskeleton apparatus driven by pneumatic artificial muscle with functions of upper limb assist and rehabilitation training |
| CN106493714A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-03-15 | 江苏大学 | 一种外骨骼搬运助力机器人 |
| CN106695760A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-24 | 江苏大学 | 一种用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人 |
| CN107351057A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-11-17 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种基于移动平台的辅助外骨骼机器人 |
| CN208926848U (zh) * | 2018-02-13 | 2019-06-04 | 中山市沃倍特智能医疗机器人股份有限公司 | 符合人体仿生学设计的外骨骼机器人的上肢结构组件 |
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| Publication number | Publication date |
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