检测肩关节的旋转角度。此处自由度为肩关节前后摆动自由度，由肩关节驱动电机B11驱动。其它组成及连接关系与【具体实施方式】四相同。
[0041]【具体实施方式】六:结合图7说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】五不同的是的大臂B还包括弹簧固定机构B43，弹簧固定机构B43设置在铝管固定托架B23上。弹簧固定机构B43是在安装时用于固定弹簧B25以方便安装，安装好了以后将弹簧固定机构B43卸下。其它组成及连接关系与【具体实施方式】五相同。
[0042]【具体实施方式】七:结合图10说明本实施方式，本实施方式的后背C包括脊骨Cl、固定架C2、外骨骼腰部C3、外骨骼背部C4、第一后背连杆C5、连接块C6、第三后背连杆C7、弧形连杆C18、第四后背连杆C19、弹簧C20和第二后背连杆C21，脊骨Cl的一端与固定架C2和外骨骼腰部C3固连，脊骨Cl的另一端与外骨骼背部C4连接，脊骨Cl与外骨骼背部C4可以调节连接的位置以适应不同身材的穿戴者，外骨骼背部C4和外骨骼腰部C3与穿戴者相捆绑，连接块C6与外骨骼腰部C4固连，第一后背连杆C5的一端与连接块C6铰接，第一后背连杆C5的另一端与第二后背连杆C21连接，第二后背连杆C21的另一端与弧形连杆C18铰接，第一后背连杆C5与第二后背连杆C21可以调节连接的位置长度;第三后背连杆C7与第一后背连杆C5平行设置，第三后背连杆C7的一端与连接块C6铰接，第三后背连杆C7的另一端与第四后背连杆C19连接，第四后背连杆C19的另一端与弧形连杆C18铰接，第三后背连杆C7与第四后背连杆C19可以调节连接的位置长度;连接块C6、第一后背连杆C5、第二后背连杆C21、第三后背连杆C7、第四后背连杆C19和弧形连杆C18构成第三平行四边形连杆机构，第三平行四边形连杆机构使得弧形连杆C18始终保持竖直，同时使得肩关节可以绕着锁骨关节转动，此自由度为锁骨关节自由度;弹簧C20的一端与第三后背连杆C7连接，弹簧C20的另一端与第二后背连杆C21连接，当第三后背连杆C7和第二后背连杆C21的自由度角度发生变化时，弹簧C20长度发生变化，弹性势能产生变化，补偿该角度变化所引起的重力势能的变化实现重力平衡。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、五或六相同。
[0043]【具体实施方式】八:结合图4说明本实施方式，本实施方式的小臂捆绑机构K和大臂捆绑机构L均由第一铰接座K1、第二铰接座K2、固定板K3和两个捆绑环K4组成，第一铰接座Kl和第二铰接座K2设置在固定板K3的一侧端面上，两个捆绑环K4设置在固定板K3的另一侧端面上，第一铰接座Kl与第二铰接座K2铰接，固定板K3与其中一个铰接座固连，两个捆绑环K4同轴设置，且两个捆绑环K4均与固定板K3连接。小臂捆绑机构K和大臂捆绑机构L用于与穿戴者捆绑，第一铰接座Kl与第二铰接座K2之间有转动自由度，可以调节捆绑的角度，外骨骼基板AS上和外骨骼上臂B21上均设有多个轴孔，可以调节捆绑的位置。其它组成及连接关系与【具体实施方式】七相同。
[0044]【具体实施方式】九:结合图10和图12说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】一、二、三、五、六或八不同的是外骨骼还包括后背编码器U和后背编码器托架V，后背编码器托架V与后背驱动电机座J固连，后背编码器U与后背编码器托架V固连。后背编码器U用于检测后背驱动电机I的转角。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、五、六或八相同。
[0045]【具体实施方式】十:结合图10和图12说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】九不同的是外骨骼还包括调节轴S和张紧轮T，张紧轮T固装在调节轴S上，调节轴S安装在后背驱动电机座J上。调节轴S与后背驱动电机座J的连接位置可以改变用以预紧同步带G。张紧轮T起预紧的作用，此自由度为肩关节外旋自由度，由后背驱动电机I驱动。其它组成及连接关系与【具体实施方式】九相同。
[0046]本发明的工作原理及运转过程:
[0047]第一后背连杆C5、连接块C6、第三后背连杆C7、弧形连杆C18、第四后背连杆C19、弹簧C20和第二后背连杆C21构成锁骨关节；
[0048]肩关节骨架B1、步进电机座B2、步进电机B3、大臂钢丝预紧机构B5、肩关节输入轴B7、肩关节轴承座B8、肩关节驱动电机座B9、肩关节减速器BlO、肩关节驱动电机BI 1、肩关节轴B29和、肩关节钢丝绳B31构成肩关节；
[0049]肘关节输出轮A4、小臂钢丝预紧机构A5、外骨骼基板AS、小臂驱动电机座A9、小臂减速器A10、肘关节输入轴AU、小臂钢丝绳固定装置A13、肘关节旋转轴A16和小臂钢丝绳Al 7构成肘关节；
[0050]当小臂驱动电机A2转动带动肘关节输入轴All转动时，拉动小臂钢丝绳A17，从而带动肘关节输出轮A4转动，转向电机B20通过双平行四边形连杆机构驱动肘关节绕着大臂捆绑机构L的上臂轴线Zl转动(也是穿戴者上臂的骨骼轴线，见图5和图7)，肩关节驱动电机B11驱动肩关节前后摆动自由度，后背驱动电机I驱动肩关节内旋外旋自由度。锁骨关节自由度没有电机驱动。
[0051 ]当肩关节前后自由度摆动时，肩关节角度(肩关节骨架BI与外骨骼上臂B21的夹角)引发弹簧B25长度改变，进而引起弹簧B25弹性势能改变，刚好补偿肩关节前后摆动角度变化引起的穿戴者上肢及外骨骼构成的系统的重力势能的改变，实现重力平衡；当肩关节内外旋转自由度转动时(即肩关节骨架BI绕着后背驱动电机驱动器P旋转时)，外骨骼重力势能不发生改变。
[0052]当锁骨关节转动时，外骨骼的位置发生变化，引起重力势能的改变，此时弹簧B25长度也相应发生变化，弹簧B25弹性势能改变，刚好补偿重力势能发生的改变，实现重力平衡。
[0053]所以本发明可以实现被动的重力平衡，使得穿戴者上肢与外骨骼构成的系统在运动时重力势能不发生改变，从而不用克服重力势能做功，但是由于运动过程中有速度的改变，造成加速度，引起惯性力，所以，小臂驱动电机A2、肩关节驱动电机B11、转向电机B20和后背驱动电机I的作用可以起到补偿惯性力的作用，同时，如果负载范围超过外骨骼弹簧系统所能平衡的范围，可以利用电机出力辅助平衡，达到重力平衡的效果。
[0054]当外骨骼系统运动时，各个关节编码器检测角度值，通过差分滤波得到加速度信号，计算惯性力，通过电机施加惯性力，从而使得穿戴者不用出惯性力即可轻盈的带动外骨骼运动，达到康复训练的效果。
【主权项】
1.一种主被动混合上肢康复训练外骨骼，其特征在于:所述外骨骼包括小臂(A)、大臂(B)、后背(C)、外旋轴(D)、轴承(E)、主动带轮(F)、同步带(G)、被动带轮(H)、后背驱动电机(I)、后背驱动电机座(J)、小臂捆绑机构(K)、大臂捆绑机构(L)、后背驱动电机驱动器(P)和后背驱动电机驱动器托架(Q)，大臂(B)上的肘关节连接座(B45)与小臂(A)上的肘关节输出轮(A4)固连，外旋轴(D)的一端铰接在肩关节骨架(BI)的横架(B1-2)中，外旋轴(D)的另一端与轴承(E)内环连接，主动带轮(F)固装在外旋轴(D)上，同步带(G)的一端套装在主动带轮(F)上，同步带(G)的另一端套装在被动带轮(H)上，被动带轮(H)固装在后背驱动电机(I)的输出轴上，后背驱动电机(I)与后背驱动电机座(J)固连，后背驱动电机座(J)与后背(C)上的弧形连杆(C18)固连，后背驱动电机驱动器(P)通过后背驱动电机驱动器托架(Q)与后背驱动电机座(J)固连，后背驱动电机驱动器(P)与后背驱动电机(I)电性连接，小臂捆绑机构(K)与小臂(A)上的外骨骼基板(AS)铰接，大臂捆绑机构(L)与大臂(B)上的外骨骼上臂(B21)铰接。2.根据权利要求1所述一种主被动混合上肢康复训练外骨骼，其特征在于:所述小臂(A)包括小臂驱动器(Al)、小臂驱动电机(A2)、小臂轴承座(A3)、肘关节输出轮(A4)、小臂钢丝预紧机构(A5)、小臂滑槽(A7)、外骨骼基板(AS)、小臂驱动电机座(A9)、小臂减速器(A10)、肘关节输入轴(All)、小臂钢丝绳固定装置(A13)、肘关节旋转轴(A16)和小臂钢丝绳(A17)，小臂驱动器(Al)固连在外骨骼基板(AS)的一侧端面上，小臂捆绑机构(K)铰接在外骨骼基板(AS)的另一侧端面上，小臂驱动器(Al)与外骨骼基板(AS)固连，小臂驱动器(Al)与小臂驱动电机(A2)电性连接，小臂驱动电机(A2)与小臂减速器(AlO)连接，小臂减速器(AlO)通过小臂驱动电机座(A9)与外骨骼基板(AS)固连，肘关节输入轴(All)支撑在小臂轴承座(A3)中，小臂轴承座(A3)与外骨骼基板(AS)固连，肘关节输入轴(All)的输入端与小臂减速器(AlO)的输出端相连，肘关节输入轴(AU)的输出端与肘关节旋转轴(A16)铰接，肘关节旋转轴(A16)与外骨骼基板(A8)固连，肘关节输出轮(A4)与肘关节旋转轴(A16)铰接，肘关节输出轮(A4)的上端面设有数个第一钢丝绳槽(A4-1)，肘关节输入轴(All)上设有第一螺旋槽(All-1)，小臂钢丝绳(A17)的一端由小臂钢丝绳固定装置(A13)固定，小臂钢丝绳固定装置(A13)固定在肘关节输出轮(A4)上，小臂钢丝绳(A17)的另一端缠入肘关节输出轮(A4)上的第一钢丝绳槽(A4-1)内，缠至肘关节输出轮(A4)与肘关节输入轴(All)的交接处时缠入第一螺旋槽(All-1)中，缠绕三周后再缠回肘关节输出轮(A4)的另一条第一钢丝