基于气动肌肉全身外骨骼康复系统的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种基于气动肌肉全身外骨骼康复系统。

背景技术：

随着社会的发展和科技的进步，人的寿命得以延长，据不完全统计，全球将有10亿人口年龄处于80～100岁，多数老年人在中风之后，都会出现肢体偏瘫的现象，同时高空作业等危险作业，也导致部分劳动者出现偏瘫的情况。

很多高校和学者均对偏瘫康复进行研究，中国专利201410491075.4和201610099877.x均提出电机驱动的下肢康复训练系统，其系统工作的柔顺性受到电机的限制，中国专利201410855607.8提出一种单根气动肌肉助力的外骨骼系统，中国专利201510285576.1提出一种气动肌肉对拉驱动的上肢康复训练系统，由于气动肌肉单根或者对拉的形式存在而限制其在平面运动，中国专利201620899037.7提出一种全身的外骨骼康复系统，但是仅仅在背部康复采用了刚性较强的伺服缸，肢体训练采用电机，其训练的运动效果也局限于平面运动。

技术实现要素：

针对上述现有的技术缺陷，本发明提供一种气动肌肉全身外骨骼康复系统，本发明具有结构紧凑，干净、防爆等优点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于气动肌肉全身外骨骼康复系统，其特征在于，该系统分为左右两部分，左右两部分完全对称，其包括左臂、右臂、左腿、右腿，以及肩部气动肌肉连接件一22、胸背训练气动肌肉一23、胸背训练气动肌肉二24、胸背训练气动肌肉三25、胸背训练气动肌肉四26、肩部气动肌肉连接件二27、腰训练气动肌肉一28、腰训练气动肌肉二29、腰训练气动肌肉三30、腰训练气动肌肉四31、腰气动肌肉连接件一32、腰气动肌肉连接件二33；

左臂包括手部气动肌肉固定板1、腕关节训练气动肌肉一2、腕关节训练气动肌肉二3、腕关节训练气动肌肉三4、腕关节训练气动肌肉四5、腕关节训练气动肌肉五6、腕关节训练气动肌肉六7、腕关节训练气动肌肉七8、腕关节训练气动肌肉八9、小臂气动肌肉固定板10、肘关节训练气动肌肉一11、肘关节训练气动肌肉二12、肘关节训练气动肌肉三13、肘关节训练气动肌肉四14、大臂气动肌肉固定板15、肩关节训练气动肌肉一16、肩关节训练气动肌肉二17、肩关节训练气动肌肉三18、肩关节训练气动肌肉四19、肩关节训练气动肌肉五20、肩关节训练气动肌肉六21；

其中，腕关节训练气动肌肉一2、腕关节训练气动肌肉二3、腕关节训练气动肌肉三4、腕关节训练气动肌肉四5、腕关节训练气动肌肉五6、腕关节训练气动肌肉六7、腕关节训练气动肌肉七8、腕关节训练气动肌肉八9两端均分别与手部气动肌肉固定板1和小臂气动肌肉固定板10可转动连接；肘关节训练气动肌肉一11、肘关节训练气动肌肉二12、肘关节训练气动肌肉三13、肘关节训练气动肌肉四14两端均分别与小臂气动肌肉固定板10、大臂气动肌肉固定板15可转动连接；肩关节训练气动肌肉一16、肩关节训练气动肌肉二17、肩关节训练气动肌肉三18、肩关节训练气动肌肉四19、肩关节训练气动肌肉五20、肩关节训练气动肌肉六21的两端均分别与大臂气动肌肉固定板15、肩部气动肌肉连接件一22可转动连接；

右臂和左臂对称，且结构和连接方式均相同；腰训练气动肌肉一28的两端分别与肩部气动肌肉连接件一22的后面、腰气动肌肉连接件一32的后面可转动连接；腰训练气动肌肉三30的两端分别与肩部气动肌肉连接件一22的前面、腰气动肌肉连接件一32的前面可转动连接；腰训练气动肌肉二29的两端分别与肩部气动肌肉连接件二27的后面、腰气动肌肉连接件二33的后面可转动连接；腰训练气动肌肉四31的两端分别与肩部气动肌肉连接件二27的前面、腰气动肌肉连接件二33的前面可转动连接；

左腿包括髋关节训练气动肌肉一34、髋关节训练气动肌肉二35、髋关节训练气动肌肉三36、髋关节训练气动肌肉四37、大腿气动肌肉固定板38、膝关节训练气动肌肉一39、膝关节训练气动肌肉二40、膝关节训练气动肌肉三41、膝关节训练气动肌肉四42、膝关节训练气动肌肉五43、膝关节训练气动肌肉六44、膝关节训练气动肌肉七45、膝关节训练气动肌肉八46、小腿气动肌肉固定板47、踝关节连接杆一48、踝关节连接杆二49、踝关节连接件一50、踝关节连接件二51、踝关节训练气动肌肉一52、踝关节训练气动肌肉二53、踝关节训练气动肌肉三54、踝关节训练气动肌肉四55、脚连接板56；

其中，髋关节训练气动肌肉一34、髋关节训练气动肌肉二35、髋关节训练气动肌肉三36、髋关节训练气动肌肉四37的两端均分别与腰气动肌肉连接件一32、腿气动肌肉固定板38可转动连接；

膝关节训练气动肌肉一39、膝关节训练气动肌肉二40、膝关节训练气动肌肉三41、膝关节训练气动肌肉四42、膝关节训练气动肌肉五43、膝关节训练气动肌肉六44、膝关节训练气动肌肉七45、膝关节训练气动肌肉八46两端均分别与大腿气动肌肉固定板38、小腿气动肌肉固定板47可转动连接；

踝关节连接杆一48一端与大腿气动肌肉固定板38固定连接，另一端与踝关节训练气动肌肉一52、踝关节训练气动肌肉二53的一端均可转动连接；踝关节连接杆二49一端与大腿气动肌肉固定板38固定连接，另一端与踝关节训练气动肌肉三54、踝关节训练气动肌肉四55的一端均可转动连接；踝关节训练气动肌肉一52、踝关节训练气动肌肉二53、踝关节训练气动肌肉三54、踝关节训练气动肌肉四55的另一端均与脚连接板56可转动连接；

右腿和左腿对称布置，且结构和连接方式均相同；

进一步地，所述的手臂气动肌肉固定板1由手部气动肌肉连接件一57、手部气动肌肉连接件二58、手部气动肌肉连接件三59、手部气动肌肉连接件四60拼接而成，连接在所述的手臂气动肌肉固定板1上的气动肌肉均匀分布连接在四个连接件上。

进一步地，所述的小腿气动肌肉固定板47由小腿气动肌肉连接件一61、小腿气动肌肉连接件二62、小腿气动肌肉连接件三63、小腿气动肌肉连接件四64拼接而成，连接在所述的小腿气动肌肉固定板47上的气动肌肉均匀分布连接在四个连接件上。

进一步地，所述的腰气动肌肉连接件一32与腰气动肌肉连接件二33为固定可拆卸连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明利用多根气动肌肉训练关节，可以实现全身各关节的同时训练；

2.本发明利用气动肌肉驱动具有较大的功率/质量比、较好的柔顺性、结构紧凑等优点；

3.本发明腕关节、肘关节、肩关节、胸背、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节、脚趾分别可以训练3、2、3、1、2、3、2、2个方向的运动。

附图说明

图1是全身外骨骼康复系统结构图；

图2是上肢外骨骼康复结构图；

图3是单臂外骨骼康复结构图；

图4是下肢外骨骼康复结构图；

图5是单腿外骨骼康复结构图。

图中：手部气动肌肉固定板1、腕关节训练气动肌肉一2、腕关节训练气动肌肉二3、腕关节训练气动肌肉三4、腕关节训练气动肌肉四5、腕关节训练气动肌肉五6、腕关节训练气动肌肉六7、腕关节训练气动肌肉七8、腕关节训练气动肌肉八9、小臂气动肌肉固定板10、肘关节训练气动肌肉一11、肘关节训练气动肌肉二12、肘关节训练气动肌肉三13、肘关节训练气动肌肉四14、大臂气动肌肉固定板15、肩关节训练气动肌肉一16、肩关节训练气动肌肉二17、肩关节训练气动肌肉三18、肩关节训练气动肌肉四19、肩关节训练气动肌肉五20、肩关节训练气动肌肉六21、肩部气动肌肉连接件一22、胸背训练气动肌肉一23、胸背训练气动肌肉二24、胸背训练气动肌肉三25、胸背训练气动肌肉四26、肩部气动肌肉连接件二27、腰训练气动肌肉一28、腰训练气动肌肉二29、腰训练气动肌肉三30、腰训练气动肌肉四31、腰气动肌肉连接件一32、腰气动肌肉连接件二33、髋关节训练气动肌肉一34、髋关节训练气动肌肉二35、髋关节训练气动肌肉三36、髋关节训练气动肌肉四37、大腿气动肌肉固定板38、膝关节训练气动肌肉一39、膝关节训练气动肌肉二40、膝关节训练气动肌肉三41、膝关节训练气动肌肉四42、膝关节训练气动肌肉五43、膝关节训练气动肌肉六44、膝关节训练气动肌肉七45、膝关节训练气动肌肉八46、小腿气动肌肉固定板47、踝关节连接杆一48、踝关节连接杆二49、踝关节连接件一50、踝关节连接件二51、踝关节训练气动肌肉一52、踝关节训练气动肌肉二53、踝关节训练气动肌肉三54、踝关节训练气动肌肉四55、脚连接板56、手部气动肌肉连接件一57、手部气动肌肉连接件二58、手部气动肌肉连接件三59、手部气动肌肉连接件四60、小腿气动肌肉连接件一61、小腿气动肌肉连接件二62、小腿气动肌肉连接件三63、小腿气动肌肉连接件四64、踝关节连接件三65、踝关节连接件四66。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，本发明基于气动肌肉全身外骨骼康复系统包括手部气动肌肉固定板1、腕关节训练气动肌肉一2、腕关节训练气动肌肉二3、腕关节训练气动肌肉三4、腕关节训练气动肌肉四5、腕关节训练气动肌肉五6、腕关节训练气动肌肉六7、腕关节训练气动肌肉七8、腕关节训练气动肌肉八9、小臂气动肌肉固定板10、肘关节训练气动肌肉一11、肘关节训练气动肌肉二12、肘关节训练气动肌肉三13、肘关节训练气动肌肉四14、大臂气动肌肉固定板15、肩关节训练气动肌肉一16、肩关节训练气动肌肉二17、肩关节训练气动肌肉三18、肩关节训练气动肌肉四19、肩关节训练气动肌肉五20、肩关节训练气动肌肉六21、肩部气动肌肉连接件一22、胸背训练气动肌肉一23、胸背训练气动肌肉二24、胸背训练气动肌肉三25、胸背训练气动肌肉四26、肩部气动肌肉连接件二27、腰训练气动肌肉一28、腰训练气动肌肉二29、腰训练气动肌肉三30、腰训练气动肌肉四31、腰气动肌肉连接件一32、腰气动肌肉连接件二33、髋关节训练气动肌肉一34、髋关节训练气动肌肉二35、髋关节训练气动肌肉三36、髋关节训练气动肌肉四37、大腿气动肌肉固定板38、膝关节训练气动肌肉一39、膝关节训练气动肌肉二40、膝关节训练气动肌肉三41、膝关节训练气动肌肉四42、膝关节训练气动肌肉五43、膝关节训练气动肌肉六44、膝关节训练气动肌肉七45、膝关节训练气动肌肉八46、小腿气动肌肉固定板47、踝关节连接杆一48、踝关节连接杆二49、踝关节连接件一50、踝关节连接件二51、踝关节训练气动肌肉一52、踝关节训练气动肌肉二53、踝关节训练气动肌肉三54、踝关节训练气动肌肉四55、脚连接板56、踝关节连接件三65、踝关节连接件四66。

其中，腕关节训练气动肌肉一2、腕关节训练气动肌肉二3、腕关节训练气动肌肉三4、腕关节训练气动肌肉四5、腕关节训练气动肌肉五6、腕关节训练气动肌肉六7、腕关节训练气动肌肉七8、腕关节训练气动肌肉八9两端通过球铰分别与手部气动肌肉固定板1和小臂气动肌肉固定板10可转动连接，同样肘关节训练气动肌肉一11、肘关节训练气动肌肉二12、肘关节训练气动肌肉三13、肘关节训练气动肌肉四14两端通过球铰分别与小臂气动肌肉固定板10、大臂气动肌肉固定板15可转动连接，肩关节训练气动肌肉一16、肩关节训练气动肌肉二17、肩关节训练气动肌肉三18、肩关节训练气动肌肉四19、肩关节训练气动肌肉五20、肩关节训练气动肌肉六21一端通过球铰与大臂气动肌肉固定板15可转动连接，另一端通过钢丝绳、螺栓与肩部气动肌肉连接件一22可转动连接。

胸背训练气动肌肉一23、胸背训练气动肌肉二24两端分别通过钢丝绳、螺栓与肩部气动肌肉连接件一22、肩部气动肌肉连接件二27后面可转动连接，胸背训练气动肌肉三25、胸背训练气动肌肉四26两端分别通过钢丝绳、螺栓与肩部气动肌肉连接件一22、肩部气动肌肉连接件二27前面可转动连接。

腰训练气动肌肉一28的两端分别通过钢丝绳、螺栓与肩部气动肌肉连接件一22的后面、腰气动肌肉连接件一32的后面可转动连接；腰训练气动肌肉三30的两端分别通过钢丝绳、螺栓与肩部气动肌肉连接件一22的前面、腰气动肌肉连接件一32的前面可转动连接；腰训练气动肌肉二29的两端分别通过钢丝绳、螺栓与肩部气动肌肉连接件二27的后面、腰气动肌肉连接件二33的后面可转动连接；腰训练气动肌肉四31的两端分别通过钢丝绳、螺栓与肩部气动肌肉连接件二27的前面、腰气动肌肉连接件二33的前面可转动连接；

腰气动肌肉连接件一32与腰气动肌肉连接件二33通过螺栓固定连接其相互之间的距离可调。髋关节训练气动肌肉一34、髋关节训练气动肌肉二35、髋关节训练气动肌肉三36、髋关节训练气动肌肉四37一端通过钢丝绳、螺纹与腰气动肌肉连接件一32可转动连接，另一端通过球铰与大腿气动肌肉固定板38可转动连接。

膝关节训练气动肌肉一39、膝关节训练气动肌肉二40、膝关节训练气动肌肉三41、膝关节训练气动肌肉四42、膝关节训练气动肌肉五43、膝关节训练气动肌肉六44、膝关节训练气动肌肉七45、膝关节训练气动肌肉八46两端通过球铰分别与大腿气动肌肉固定板38、小腿气动肌肉固定板47可转动连接。

踝关节连接件三65、踝关节连接件四66均通过螺栓与大腿气动肌肉固定板38固定连接，踝关节连接杆一48通过螺栓与踝关节连接件三65固定连接，踝关节连接杆二49通过螺栓与踝关节连接件四66固定连接，踝关节连接件一50通过球铰与踝关节连接杆一48可转动连接，踝关节连接件二51通过球铰与踝关节连接杆二49可转动连接，踝关节训练气动肌肉一52、踝关节训练气动肌肉二53两端分别通过球铰与踝关节连接杆一48、脚连接板56可转动连接，踝关节训练气动肌肉三54、踝关节训练气动肌肉四55两端分别通过球铰与踝关节连接杆二49、脚连接板56可转动连接。

手部气动肌肉固定板1又由手部气动肌肉连接件一57、手部气动肌肉连接件二58、手部气动肌肉连接件三59、手部气动肌肉连接件四60通过螺栓固定连接而成，它们之间的距离可以根据手腕实际的粗细调节，大臂气动肌肉固定板15也是由四块连接件组成，大小可以调节。

在下肢固定板中，小腿气动肌肉固定板47又由小腿气动肌肉连接件一61、小腿气动肌肉连接件二62、小腿气动肌肉连接件三63、小腿气动肌肉连接件四64通过螺栓固定连接而成，它们之间的距离可以根据小腿实际的粗细调节。本系统分为左右两部分，两部分结构完全一致对称。

手握住手部气动肌肉固定板1、小臂气动肌肉固定板10固定在小臂上、大臂气动肌肉固定板15固定在大臂上、肩部气动肌肉连接件一22固定在肩膀上，通过阀开关阀、比例压力阀控制腕关节训练气动肌肉一2、腕关节训练气动肌肉二3、腕关节训练气动肌肉三4、腕关节训练气动肌肉四5、腕关节训练气动肌肉五6、腕关节训练气动肌肉六7、腕关节训练气动肌肉七8、腕关节训练气动肌肉八9训练腕关节屈伸、收展、环转运动，肘关节训练气动肌肉一11、肘关节训练气动肌肉二12、肘关节训练气动肌肉三13、肘关节训练气动肌肉四14训练肘关节屈伸、收展运动，肩关节训练气动肌肉一16、肩关节训练气动肌肉二17、肩关节训练气动肌肉三18、肩关节训练气动肌肉四19、肩关节训练气动肌肉五20、肩关节训练气动肌肉六21训练肩关节屈伸、收展、环转运动和肘关节的环转运动，胸背训练气动肌肉一23、胸背训练气动肌肉二24、胸背训练气动肌肉三25、胸背训练气动肌肉四26训练胸部、背部的扩展和收缩运动。

腰气动肌肉连接件一32、腰气动肌肉连接件二33、大腿气动肌肉固定板38、小腿气动肌肉固定板47、脚连接板56分别与腰、大腿、小腿、脚连接，通过阀开关阀、比例压力阀控制腰训练气动肌肉一28、腰训练气动肌肉二29、腰训练气动肌肉三30、腰训练气动肌肉四31训练腰关节屈伸、收展运动，髋关节训练气动肌肉一34、髋关节训练气动肌肉二35、髋关节训练气动肌肉三36、髋关节训练气动肌肉四37训练髋关节屈伸、收展运动，膝关节训练气动肌肉一39、膝关节训练气动肌肉二40、膝关节训练气动肌肉三41、膝关节训练气动肌肉四42、膝关节训练气动肌肉五43、膝关节训练气动肌肉六44、膝关节训练气动肌肉七45、膝关节训练气动肌肉八46训练膝关节屈伸、环转运动和髋关节环转运动，踝关节训练气动肌肉一52、踝关节训练气动肌肉二53、踝关节训练气动肌肉三54、踝关节训练气动肌肉四55训练踝关节屈伸、收展运动。

本发明，通过控制各康复训练关节的气动肌肉，实现人体全身康复训练位姿的控制，并且可以实现精确的轨迹控制，本发明拥有其他气动肌肉康复系统无法比拟的优势。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式中的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。