一种气动人工肌肉驱动的可穿戴式上肢康复训练装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种气动人工肌肉驱动的可穿戴式上肢康复训练装置，可用于上肢瘫 痪病人的康复训练，属于医疗康复器械领域。本发明所述装置采用气动人工肌肉驱动，并充 分考虑了装置的人机工程学问题，具有重量轻、仿生性高、安全性好等特点。
【背景技术】
[0002] 随着人口老龄化程度的加深，由于脑血管疾病造成的人体上肢运动功能障碍的人 数一直在逐年上升。除了前期的药物治疗外，借助医疗器械的后期康复训练是必不可少的。 目前已有的康复训练装置可以分为末端牵引式和式。与末端牵引式相比，式上肢康复训练 装置由于仿生性更高、康复效果更好等优点，近年来越来越受到研宄学者的关注。
[0003] 从驱动方式上看，目前式康复训练装置主要是由电机驱动的，少数装置是由气缸 或者气动人工肌肉驱动的。电机驱动的式康复训练装置主要存在着重量大、结构复杂等缺 点，不适宜穿戴；已有的气动人工肌肉驱动的式康复训练装置大都采用气动人工肌肉伸缩 带动钢丝绳以此驱动关节滑轮转动的方式，该方式存在着钢丝绳与滑轮打滑等运动可靠性 问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种气动人工肌肉驱动的可穿戴式 上肢康复训练装置，具有重量轻、仿生性高、安全性好等特点。
[0005] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是： 一种气动人工肌肉驱动的可穿戴式上肢康复训练装置，包括后背支撑组件、肩关节上 下摆机构、肩关节内外摆机构、肘关节摆动机构和腕关节摆动机构，其特征在于：所述后背 支撑组件左上端通过肩关节上下摆机构中的塑料轴承1和塑料轴承2与肩关节上下摆机构 中的第一关节轴转动连接，而左下端通过其中的底板连接件与肩关节上下摆机构中的气动 人工肌肉组件A下端转动连接；肩关节上下摆机构通过其中的肩关节连接件分别与肩关节 内外摆机构上端的气动人工肌肉组件B、气动人工肌肉组件C和肘关节摆动机构上端的关 节连接件转动连接；肩关节内外摆机构下端通过其中的直角形连接件与肘关节摆动机构的 大臂骨架固定连接；肘关节摆动机构下端通过其中的小臂上骨架与腕关节摆动机构的小臂 下骨架可调节移动连接；所述肩关节上下摆机构、肩关节内外摆机构、肘关节摆动机构和腕 关节摆动机构内均含有气动人工肌肉组件而驱动它们旋转运动。
[0006] 所述后背支撑组件包括直角形后盖、底板连接件、下背带、上背带、背靠软垫和后 背支撑件，所述直角形后盖与后背支撑件通过螺钉固定连接；底板连接件通过螺钉与后背 支撑件固定连接；下背带和上背带分别与后背支撑件的左下角和右上角固定连接；背靠软 垫与后背支撑件固定连接；直角形后盖和后背支撑件采用高强度工程塑料制成，具有重量 轻、抗挤压性能好的优点；所述的后背支撑件与人体背部曲线贴合。
[0007] 所述的肩关节上下摆机构包括气动人工肌肉组件A、开口销、圆盘连接销、塑料轴 承1、第一关节轴、肩关节连接件、第一传感器支架、第一弹性联轴器、第一角度传感器和塑 料轴承2,所述气动人工肌肉组件A上端与圆盘连接销转动连接；开口销与圆盘连接销右端 固定连接；圆盘连接销与第一关节轴的右端圆盘通过螺纹固定连接；塑料轴承1和塑料轴 承2与后背支撑件固定嵌套连接；肩关节连接件通过键与第一关节轴连接；传感器支架右 端与后背支撑件固定连接，而左端与角度传感器固定连接；联轴器左端与角度传感器固定 连接，右端与第一关节轴固定连接；气动人工肌肉组件A包括小塑料轴承1、左肌肉连接件、 气动人工肌肉1、右肌肉连接件和小塑料轴承2,小塑料轴承1和小塑料轴承2分别与左肌 肉连接件和右肌肉连接件固定连接，左肌肉连接件和右肌肉连接件分别与气动人工肌肉1 固定连接。
[0008] 所述的肩关节内外摆机构包括气动人工肌肉组件B、气动人工肌肉组件C、第二关 节轴、第二传感器支架、第二角度传感器、第二弹性联轴器、直角形连接件、工形连接件、小 塑料轴承3和小塑料轴承4,所述气动人工肌肉组件B和气动人工肌肉组件C的结构完全相 同，并且气动人工肌肉组件B和气动人工肌肉组件C平行排列于一个大臂骨架的两侧；气动 人工肌肉组件B和气动人工肌肉组件C的下端分别通过两个移动副连接件与小塑料轴承3、 小塑料轴承4转动连接；第二关节轴左端与肩关节连接件转动连接，右端与第二弹性联轴 器固定连接；第二传感器支架右端与肩关节连接件固定连接，左端与第二角度传感器固定 连接；第二弹性联轴器左端与第二角度传感器固定连接；工形连接件通过螺钉与直角形连 接件固定连接；气动人工肌肉组件B包括小塑料轴承5、转动副连接件、气动人工肌肉2、移 动副连接件、小塑料轴承6和圆筒，气动人工肌肉2左右两端分别与转动副连接件和圆筒固 定连接；小塑料轴承5和小塑料轴承6分别与转动副连接件和移动副连接件固定连接；移 动副连接件通过小塑料轴承6与圆筒移动连接。
[0009] 所述的肘关节摆动机构包括气动人工肌肉组件D、气动人工肌肉组件E、关节连接 件、大臂上连接件、小塑料轴承7、大臂贴合件、外塑料包裹件、内塑料包裹件、大臂下连接 件、小臂上骨架、上滑块、弹簧、下滑块、第三传感器支架、第三弹性联轴器、第三角度传感 器、大臂骨架和小塑料轴承8,所述气动人工肌肉组件D和气动人工肌肉组件E结构与气动 人工肌肉组件B和气动人工肌肉组件C相同，且平行排列于大臂骨架的两侧，气动人工肌肉 组件D上端和气动人工肌肉组件E上端分别通过一个移动副连接件与小塑料轴承8、小塑 料轴承7转动连接，气动人工肌肉组件D下端和气动人工肌肉组件E下端分别通过一个转 动副连接件与小臂上骨架转动连接；大臂骨架上端分别与关节连接件、大臂上连接件固定 连接，下端与大臂下连接件固定连接，与小臂上骨架转动连接；大臂贴合件通过螺钉与大臂 骨架中部固定连接；外塑料包裹件和内塑料包裹件分别与大臂贴合件的外侧和内侧固定连 接；上滑块分别与小臂上骨架下端、下滑块移动连接；下滑块与小臂上骨架下端移动连接； 上滑块与下滑块之间通过弹簧连接；第三传感器支架右端与小臂上骨架固定连接，左端与 第三角度传感器固定连接；第三弹性联轴器右端与小臂上骨架固定连接，左端与第三角度 传感器固定连接。
[0010] 所述的腕关节摆动机构包括气动人工肌肉组件F、气动人工肌肉组件G、小塑料轴 承9、小臂贴合件、内塑料包裹件、外塑料包裹件、手套、手腕转动件、第四角度传感器、第四 弹性联轴器、第四传感器支架、小臂下骨架、小塑料轴承10、肌肉支撑件甲和肌肉支撑件乙， 所述气动人工肌肉组件F和气动人工肌肉组件G结构与气动人工肌肉组件B和气动人工肌 肉组件C相同，且平行排列于小臂下骨架的两侧，气动人工肌肉组件F上端和气动人工肌肉 组件G上端分别通过一个移动副连接件与小塑料轴承9、小塑料轴承10转动连接，气动人 工肌肉组件F下端和气动人工肌肉组件G下端分别通过一个转动副连接件与手腕转动件转 动连接；小臂贴合件通过螺钉与小臂下骨架固定连接；外塑料包裹件和内塑料包裹件分别 与小臂贴合件的外侧和内侧固定连接；手套与手腕转动件固定连接；第四弹性联轴器后端 与手腕转动件转动连接，前端与第四角度传感器固定连接；第四传感器支架后端与小臂下 骨架固定连接，前端与第四角度传感器固定连接；小臂下骨架下端与手腕转动件转动连接； 肌肉支撑件甲分别与小塑料轴承9和小塑料轴承10固定连接；肌肉支撑件乙的结构与肌肉 支撑件甲完全相同，且对称布置；肌肉支撑件甲和肌肉支撑件乙与小臂下骨架上端固定连