【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于助力機械臂，具體是指一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂。
技術介紹
1、靜止性震顫是帕金森綜合征常見的患病核心癥狀，通常表現為手部、腳部或下巴的不自主、節律性的運動。這種震顫在患者靜止、不進行主動運動時最為明顯，在主動進行運動時就會減弱甚至消失。
2、以目前的醫療水平，還沒有能夠完全治療帕金森綜合征的方案，為了提高患者肢體靜止時的穩定性、緩解病人的癥狀表現和焦慮情緒、減緩病情的惡化速度，目前多采用施加反向力的方式來抑制患者的靜止性震顫；此過程中并不會產生任何的副作用，也不會對患者造成二次傷害。
3、此類醫療器械大多價格高昂，對于患者來說過高的成本會對其造成明顯的負擔，想要讓普通人以更低的價格享受到科技帶來的便利，關于外骨骼機械臂的降本方案，是本領域需要考慮的重點問題。
4、除此之外，響應速度和控制精度，也一直是導致此類醫療器械成本居高不下的主要原因，因為靜止性震顫本就是小幅度的高頻運動，因此如果響應速度和控制精度不足，幾乎起不到明顯的抑制效果，而想要達到良好的效果，不僅軟件控制方面要求較高，對基礎硬件的精度也有較高要求。
技術實現思路
1、針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本專利技術提出了一種基于液壓和電控雙重控制的抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂；本專利技術通過液壓抑制和電機抑制兩種方式相結合的技術方案，在高頻震顫動作的初期，通過液壓抑制的方式進行高速響應，隨后再輔以精度一般的電控機構，以較低的成本就能實現較為優良的技術效果；而在緩慢
2、本專利技術采取的技術方案如下：本專利技術提出了一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，包括自適應阻尼式防震顫機構、阻尼手動預載組件、手掌固定機構、小臂固定機構和大臂固定機構，所述自適應阻尼式防震顫機構設有兩組，所述手掌固定機構和小臂固定機構之間通過自適應阻尼式防震顫機構轉動連接，所述小臂固定機構和大臂固定機構之間通過自適應阻尼式防震顫機構轉動連接，所述阻尼手動預載組件設有兩組，所述阻尼手動預載組件的其中一組設于手掌固定機構上，所述阻尼手動預載組件的另外一組設于大臂固定機構上，所述自適應阻尼式防震顫機構和阻尼手動預載組件之間通過液壓管道貫通連接；
3、進一步地，所述自適應阻尼式防震顫機構包括環形液壓腔體組件和自適應阻尼組件，所述自適應阻尼組件轉動設于環形液壓腔體組件中。
4、自適應阻尼式防震顫機構能夠根據患者的關節運動速度自適應地調節運動阻尼，從而通過阻礙運動的方式對患者的靜止性震顫進行抑制，起到穩定肢體的技術目的。
5、作為優選地，所述環形液壓腔體組件包括環形腔體、環形旋轉封蓋和固定堵頭，所述環形旋轉封蓋轉動設于環形腔體上，所述固定堵頭對稱固接于環形腔體的內部，所述環形腔體和環形旋轉封蓋組成的空腔中充滿液體；
6、作為本專利技術的進一步優選，所述自適應阻尼組件包括中空環形滑塊，所述中空環形滑塊固接于環形旋轉封蓋上，所述中空環形滑塊卡合滑動設于環形腔體中。
7、中空環形滑塊的中心有圓孔，中空環形滑塊在環形腔體中旋轉時會受到來自液體的阻力，這個阻力會阻止人的肢體進行活動，并且這個阻力的大小將會隨著運動速度的增大而增大，進而在低速度的正常運動時減小自適應阻尼式防震顫機構的阻力，在高速度的震顫運動時增大自適應阻尼式防震顫機構的阻力。
8、作為本專利技術的進一步優選，所述自適應阻尼組件還包括彈性擋板，所述彈性擋板對稱設有中空環形滑塊的兩側，所述彈性擋板的一端固接于中空環形滑塊上，所述彈性擋板圍成一個中心帶有孔洞的圓環，隨著彈性擋板角度的變化，中心圓環的大小也隨之變化。
9、彈性擋板對中空環形滑塊自身的中心孔進行了進一步的限制和約束，使得中空環形滑塊的滑動速度增加時，不僅流動阻力增加，中空環形滑塊中心孔的直徑也會進一步縮小，從而進一步提高速度增加時阻力增加的幅度，進而使得相應速度和阻尼效果更加明顯、實現更好的抑制震顫的技術效果。
10、作為本專利技術的進一步優選，所述中空環形滑塊由非彈性部、硬橡膠部和軟橡膠部組成，所述非彈性部上設有第一接頭，所述自適應阻尼組件還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器位于硬橡膠部中。
11、通過對中空環形滑塊不同部位的材料或厚度設計，能夠改變各個位置的柔軟程度，進而在快速運動時，依然能夠通過流體的擠壓使得軟橡膠部發生形變，進而實現速度增加時縮小流道的技術目的。
12、進一步地，所述阻尼手動預載組件包括預載缸支架、預載缸本體、預載調節螺母和預載調節螺桿，所述預載缸本體卡合設于預載缸支架中，所述預載缸本體上設有第二接頭，所述第二接頭和第一接頭之間通過液壓管道連接，所述預載調節螺母固接于預載缸本體的端部，所述預載調節螺桿和預載調節螺母之間螺紋傳動，所述預載調節螺桿上設有調節活塞部，所述調節活塞部卡合滑動設于預載缸本體中。
13、通過阻尼手動預載組件能夠對自適應阻尼式防震顫機構的阻力進行手動的預設和調整，從而使其能夠適應不同的使用人員以及同一使用者的不同階段。
14、進一步地，所述手掌固定機構包括手掌助力組件和手掌固定組件，所述手掌固定組件轉動設于手掌助力組件上；
15、作為優選地，所述手掌助力組件包括手掌鉸接座、助力推桿鉸接座和助力推桿本體，所述手掌鉸接座和助力推桿鉸接座設于環形旋轉封蓋上，所述手掌鉸接座和助力推桿鉸接座分別位于環形旋轉封蓋的兩側，所述助力推桿本體轉動設于助力推桿鉸接座上。
16、手掌固定機構能夠通過助力推桿本體的主動伸縮，實現對患者手腕部的內扣和外翻的輔助，由于患者的靜止性震顫主要集中在腕部的旋轉和肘部的旋轉，因此手掌的內扣和外翻部分，只設置了助力機構（通過傳感器感應控制），沒有設置阻尼機構，在實際應用時若有需要依然可以依據自適應阻尼式防震顫機構和阻尼手動預載組件的原理對此部分進行適應性的加裝。
17、作為本專利技術的進一步優選，所述手掌固定組件包括手掌固定件和手掌固定綁帶，所述手掌固定件上設有安裝圓環部一，所述安裝圓環部一的一端和手掌鉸接座鉸接，所述安裝圓環部一的另一端和助力推桿本體鉸接，所述手掌固定綁帶設于手掌固定件上，所述阻尼手動預載組件的其中一組通過預載缸支架固接于手掌固定件上。
18、進一步地，所述小臂固定機構包括小臂固定組件和小臂助力組件，所述小臂固定組件包括小臂支架和小臂固定綁帶，所述小臂支架上設有安裝圓環部二，所述小臂支架通過安裝圓環部二和環形腔體固接，所述自適應阻尼式防震顫機構的其中一組設于安裝圓環部二和手掌助力組件之間；
19、作為本專利技術的進一步優選，所述小臂助力組件包括小臂助力電機和小臂助力齒輪，所述小臂助力電機固接于小臂支架上，所述小臂助力齒輪設于小臂助力電機的輸出軸上，所述環形旋轉封蓋上設有邊緣齒輪部，所述小臂助力齒輪和邊緣齒輪部嚙合傳動。
20、小臂固定機構和大臂固定機構分別本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，包括手掌固定機構（3）、小臂固定機構（4）和大臂固定機構（5），其特征在于：還包括自適應阻尼式防震顫機構（1）和阻尼手動預載組件（2），所述自適應阻尼式防震顫機構（1）設有兩組，所述手掌固定機構（3）和小臂固定機構（4）之間通過自適應阻尼式防震顫機構（1）轉動連接，所述小臂固定機構（4）和大臂固定機構（5）之間通過自適應阻尼式防震顫機構（1）轉動連接，所述阻尼手動預載組件（2）設有兩組，所述阻尼手動預載組件（2）的其中一組設于手掌固定機構（3）上，所述阻尼手動預載組件（2）的另外一組設于大臂固定機構（5）上，所述自適應阻尼式防震顫機構（1）和阻尼手動預載組件（2）之間通過液壓管道貫通連接；
2.根據權利要求1所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述環形液壓腔體組件（6）包括環形腔體（8）、環形旋轉封蓋（9）和固定堵頭（10），所述環形旋轉封蓋（9）轉動設于環形腔體（8）上，所述固定堵頭（10）對稱固接于環形腔體（8）的內部，所述環形腔體（8）和環形旋轉封蓋（9）組成的空腔中充滿液體；
3.根據權利要求2
4.根據權利要求2所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述中空環形滑塊（11）由非彈性部（15）、硬橡膠部（17）和軟橡膠部（18）組成，所述非彈性部（15）上設有第一接頭（16），所述自適應阻尼組件（7）還包括壓力傳感器（13），所述壓力傳感器（13）位于硬橡膠部（17）中。
5.根據權利要求4所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述阻尼手動預載組件（2）包括預載缸支架（19）、預載缸本體（20）、預載調節螺母（21）和預載調節螺桿（22），所述預載缸本體（20）卡合設于預載缸支架（19）中，所述預載缸本體（20）上設有第二接頭（23），所述第二接頭（23）和第一接頭（16）之間通過液壓管道連接，所述預載調節螺母（21）固接于預載缸本體（20）的端部，所述預載調節螺桿（22）和預載調節螺母（21）之間螺紋傳動，所述預載調節螺桿（22）上設有調節活塞部（24），所述調節活塞部（24）卡合滑動設于預載缸本體（20）中。
6.根據權利要求5所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述手掌固定機構（3）包括手掌助力組件（25）和手掌固定組件（26），所述手掌固定組件（26）轉動設于手掌助力組件（25）上；
7.根據權利要求6所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述手掌固定組件（26）包括手掌固定件（30）和手掌固定綁帶（31），所述手掌固定件（30）上設有安裝圓環部一（32），所述安裝圓環部一（32）的一端和手掌鉸接座（27）鉸接，所述安裝圓環部一（32）的另一端和助力推桿本體（29）鉸接，所述手掌固定綁帶（31）設于手掌固定件（30）上，所述阻尼手動預載組件（2）的其中一組通過預載缸支架（19）固接于手掌固定件（30）上。
8.根據權利要求7所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述小臂固定機構（4）包括小臂固定組件（33）和小臂助力組件（34），所述小臂固定組件（33）包括小臂支架（35）和小臂固定綁帶（36），所述小臂支架（35）上設有安裝圓環部二（39），所述小臂支架（35）通過安裝圓環部二（39）和環形腔體（8）固接，所述自適應阻尼式防震顫機構（1）的其中一組設于安裝圓環部二（39）和手掌助力組件（25）之間；
9.根據權利要求8所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述大臂固定機構（5）包括大臂固定組件（40）和大臂助力組件（41），所述大臂固定組件（40）包括大臂支架（42）和大臂固定綁帶（43），所述自適應阻尼式防震顫機構（1）的另外一組設于小臂支架（35）和大臂支架（42）之間，其中，小臂支架（35）和環形腔體（8）固接，大臂支架（42）和環形旋轉封蓋（9）固接，所述大臂固定綁帶（43）設于大臂支架（42）上，所述阻尼手動預載組件（2）的另外一組通過預載缸支架（19）固接于大臂支架（42）上；
...【技術特征摘要】
1.一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，包括手掌固定機構（3）、小臂固定機構（4）和大臂固定機構（5），其特征在于：還包括自適應阻尼式防震顫機構（1）和阻尼手動預載組件（2），所述自適應阻尼式防震顫機構（1）設有兩組，所述手掌固定機構（3）和小臂固定機構（4）之間通過自適應阻尼式防震顫機構（1）轉動連接，所述小臂固定機構（4）和大臂固定機構（5）之間通過自適應阻尼式防震顫機構（1）轉動連接，所述阻尼手動預載組件（2）設有兩組，所述阻尼手動預載組件（2）的其中一組設于手掌固定機構（3）上，所述阻尼手動預載組件（2）的另外一組設于大臂固定機構（5）上，所述自適應阻尼式防震顫機構（1）和阻尼手動預載組件（2）之間通過液壓管道貫通連接；
2.根據權利要求1所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述環形液壓腔體組件（6）包括環形腔體（8）、環形旋轉封蓋（9）和固定堵頭（10），所述環形旋轉封蓋（9）轉動設于環形腔體（8）上，所述固定堵頭（10）對稱固接于環形腔體（8）的內部，所述環形腔體（8）和環形旋轉封蓋（9）組成的空腔中充滿液體；
3.根據權利要求2所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述自適應阻尼組件（7）還包括彈性擋板（12），所述彈性擋板（12）對稱設有中空環形滑塊（11）的兩側，所述彈性擋板（12）的一端固接于中空環形滑塊（11）上，所述彈性擋板（12）圍成一個中心帶有孔洞的圓環，隨著彈性擋板（12）角度的變化，中心圓環的大小也隨之變化。
4.根據權利要求2所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述中空環形滑塊（11）由非彈性部（15）、硬橡膠部（17）和軟橡膠部（18）組成，所述非彈性部（15）上設有第一接頭（16），所述自適應阻尼組件（7）還包括壓力傳感器（13），所述壓力傳感器（13）位于硬橡膠部（17）中。
5.根據權利要求4所述的一種抑制靜止性震顫的外骨骼機械臂，其特征在于：所述阻尼手動預載組件（2）包括預載缸支架（19）、預載缸本體（20）、預載調節螺母（21）和預載調節螺桿（22），所述預載缸本體（20）卡合設于預載缸支架（19）中，所述預載缸本體（20）上設有第二接頭（2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張琛，杜奕，李連杰，賀呈鵬，王雪穎，劉義清，周寅龍，陳和平，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。