【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及外骨骼，具体涉及一种多功能的灵活外骨骼装置。
技术介绍
1、外骨骼是一种可穿戴人体辅助设备，用来提高人体活动、操作等能力，在军事运用、工业生产、医疗康复、助老助残及健身运动等领域都有着广阔的应用前景。现有的无源或有源外骨骼系统的关节机构其结构随动性、关节灵活性及运动中人体贴合度较差。
2、授权公告号为cn107374907b的专利技术专利公开了一种穿戴式上肢外骨骼康复装置，包括：固定背板，作为基座；驱动模块，通过鲍登线将扭力传递至各个关节绞盘；肘关节外骨骼模块，用于上臂与外骨骼的耦合康复运动、肘部的康复训练、前臂与外骨骼的耦合康复运动；关节机械硬限位装置，对前臂连杆与上臂连杆进行机械硬限位保护；三向可调适应模块，通过调节肩内收外展关节绞盘的位置以适应不同体型的患者；肩关节模块，实现肩部内收外展自由度的康复训练、肩部前屈后伸自由度的康复训练。但是该穿戴式上肢外骨骼康复装置仅能实现肩关节的屈曲和伸展以及手臂关节的屈曲和伸展，灵活性较差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种多功能的灵活外骨骼装置。
2、本专利技术提供一种多功能的灵活外骨骼装置，包括小臂肢架、大臂肢架、上肢带肢架、脊柱外骨骼；
3、所述上肢带肢架包括肩肢架、横向肩胛骨、纵向肩胛骨；
4、所述肩肢架包括第一肩节叉和第二肩节叉，所述第一肩节叉的第一端与大臂肢架的一端轴向转动连接，用于实现手臂内旋和外旋；
5、所述第一肩节叉
6、所述纵向肩胛骨沿矢状轴布置，所述第二肩节叉的第二端与纵向肩胛骨沿冠状轴转动连接，用于实现肩关节沿冠状轴屈曲、伸展和环转；
7、所述横向肩胛骨上设置有可沿冠状轴方向滑动的肩滑块，所述横向肩胛骨的一端通过肩滑块与纵向肩胛骨沿矢状轴转动连接，所述横向肩胛骨的另一端与脊柱外骨骼沿矢状轴转动连接，用于实现肩带关节在矢状面上提和下拉并且纵向肩胛骨可随肩膀一起转动；
8、所述小臂肢架与大臂肢架沿冠状轴转动连接。
9、进一步地，所述小臂肢架通过肘肢架与大臂肢架转动连接，所述小臂肢架包括小臂主肢架和小臂副肢架，所述小臂主肢架和小臂副肢架滑动连接，用于调节小臂肢架的长度，所述大臂肢架包括大臂主肢架和大臂副肢架，所述大臂主肢架和大臂副肢架滑动连接，用于调节大臂肢架的长度，所述肘肢架包括肘节叉和肘连接板，所述肘节叉和肘连接板沿冠状轴转动连接，所述肘节叉与大臂主肢架滑动连接，所述肘连接板与小臂主肢架滑动连接。
10、进一步地，所述小臂肢架远离大臂肢架一端设置有腕肢架，所述腕肢架包括腕环以及腕滑块，所述腕滑块与腕环滑动连接，所述腕滑块用于实现腕关节的回旋，所述腕滑块远离腕环一端设置有腕限位轴套，所述腕限位轴套的第一端与腕滑块转动连接，用于实现腕关节的侧屈，所述腕限位轴套的第二端设置有手连接轴杆，所述手连接轴杆与腕限位轴套转动连接，用于实现腕关节的屈曲和伸展。
11、进一步地，所述手连接轴杆上设置有五个掌限位轴套，所述掌限位轴套的第一端与手连接轴杆转动连接，用于实现掌骨的屈曲和伸展；五个掌限位轴套中，四个相邻的掌限位轴套的第二端转动设置有掌杆，用于实现掌骨的外展和内收，剩余的一个掌限位轴套的第二端设置有拇指肢架，所述掌杆远离掌限位轴套的一端通过指限位轴套连接有指肢架，所述指肢架包括依次连接的第一指关节、第二指关节以及指套，所述指限位轴套用于实现第一指关节的外展、内收、屈曲、伸展，所述第一指关节和第二指关节转动连接，所述第二指关节和指套转动连接，以实现各个指关节的屈曲、伸展。
12、进一步地，所述脊柱外骨骼包括腰椎肢架、胸椎肢架、颈椎肢架，所述胸椎肢架包括两个胸椎连接板，两个所述胸椎连接板分别与腰椎肢架、颈椎肢架沿垂直轴转动连接，两个胸椎连接板之间通过两个对称的可伸缩的胸椎杆连接，所述胸椎杆上设置有胸椎限位轴套，所述胸椎限位轴套的一端与横向肩胛骨沿矢状轴转动连接，所述胸椎限位轴套的另一端与胸椎杆转动连接，用于实现肩带关节沿垂直轴前引和后缩。
13、进一步地，所述颈椎肢架包括颈椎限位轴套、颈椎链板，所述颈椎链板至少设置一个，相邻颈椎链板之间，所述颈椎链板包括颈椎内链板、颈椎外链板；所述颈椎限位轴套的上端设置有头部连接板，所述头部连接板用于将颈椎肢架与头部连接；所述头部连接板与颈椎限位轴套的第一端沿矢状轴转动连接，用于实现头部的侧倾；所述颈椎限位轴套的第二端与颈椎内链板的第一端沿冠状轴和垂直轴转动连接，用于实现头部的俯仰和回旋；所述颈椎内链板和颈椎外链板滑动转动连接，用于实现颈关节的屈曲和伸展；所述颈椎外链板远离颈椎内链板一端与胸椎肢架沿矢状轴和垂直轴转动连接，用于实现颈关节的侧屈以及回旋。
14、进一步地，所述颈椎内链板上设置颈椎转轴，所述颈椎外链板的两侧设置滑槽和链板加厚部，所述链板加厚部的厚度大于颈椎外链板两侧其他部分的厚度，所述颈椎转轴的两端分别伸出滑槽并与滑槽滑动转动连接，所述颈椎转轴的两端设置颈椎限位盘，所述颈椎限位盘上开设限位孔，所述颈椎限位盘仅与链板加厚部贴合，所述链板加厚部沿滑槽长度方向开设限位孔，所述颈椎限位盘的限位孔用于限制颈椎转轴的转动范围，所述链板加厚部的限位孔用于限制颈椎转轴的滑动范围。
15、进一步地，所述腰椎肢架的上端与胸椎肢架的胸椎连接板沿矢状轴和垂直轴转动连接，用于实现胸椎的回旋和胸椎的矢状轴侧屈，所述腰椎肢架的下端设置有下肢带肢架，所述下肢带肢架与腰椎肢架的下端沿矢状轴和垂直轴转动连接，用于实现腰椎的冠状轴回旋和脊椎的冠状轴侧屈；所述腰椎肢架包括腰椎上端转动肢架、腰椎下端转动肢架以及多个腰椎中间肢架，所述腰椎中间肢架与腰椎上端转动肢架沿冠状轴转动连接，所述腰椎中间肢架与腰椎下端转动肢架沿冠状轴转动连接，相邻两个腰椎中间肢架滑动转动连接并且沿冠状轴转动连接，用于实现腰椎沿冠状轴的屈曲和伸展并供伸缩余量。
16、进一步地，所述下肢带肢架包括髋肢架、横向髂骨、纵向髂骨；所述髋肢架连接有大腿肢架和小腿肢架；
17、所述髋肢架包括第一腿节叉和第二腿节叉，所述第一腿节叉的第一端与大腿肢架的一端轴向转动连接，用于实现大腿沿垂直轴内旋和外旋；
18、所述第一腿节叉的第二端与第二腿节叉的第一端转动连接，所述第一腿节叉的第二端的转轴与第二腿节叉的第一端的转轴相互垂直，用于实现髋关节沿矢状轴的外展和内收以及沿冠状轴的屈曲和伸展；
19、所述纵向髂骨沿矢状轴布置，所述第二腿节叉的第二端与纵向髂骨轴向转动连接，用于实现髋关节沿矢状轴的水平外展和水平内收以及沿垂直轴的内旋、外旋、环转。
20、所述横向髂骨上设置有可沿冠状轴方向滑动的髋滑块，所述横向髂骨的一端通过髋滑块与纵向髂骨沿矢状轴转动连接，用于实现髋部的上提和下降；所述横向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：包括小臂肢架(11)、大臂肢架(12)、上肢带肢架(2)、脊柱外骨骼；
2.根据权利要求1所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述小臂肢架(11)通过肘肢架(13)与大臂肢架(12)转动连接，所述小臂肢架(11)包括小臂主肢架(111)和小臂副肢架(112)，所述小臂主肢架(111)和小臂副肢架(112)滑动连接，用于调节小臂肢架(11)的长度，所述大臂肢架(12)包括大臂主肢架(121)和大臂副肢架(122)，所述大臂主肢架(121)和大臂副肢架(122)滑动连接，用于调节大臂肢架(12)的长度，所述肘肢架(13)包括肘节叉(131)和肘连接板(132)，所述肘节叉(131)和肘连接板(132)沿冠状轴转动连接，所述肘节叉(131)与大臂主肢架(121)滑动连接，所述肘连接板(132)与小臂主肢架(111)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述小臂肢架(11)远离大臂肢架(12)一端设置有腕肢架(3)，所述腕肢架(3)包括腕环(35)以及腕滑块(32)，所述腕滑块(3
4.根据权利要求3所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述手连接轴杆(34)上设置有五个掌限位轴套(41)，所述掌限位轴套(41)的第一端与手连接轴杆(34)转动连接，用于实现掌骨的屈曲和伸展；五个掌限位轴套(41)中，四个相邻的掌限位轴套(41)的第二端转动设置有掌杆(42)，用于实现掌骨的外展和内收，剩余的一个掌限位轴套(41)的第二端设置有拇指肢架(43)，所述掌杆(42)远离掌限位轴套(41)的一端通过指限位轴套(45)连接有指肢架(44)，所述指肢架(44)包括依次连接的第一指关节、第二指关节以及指套(46)，所述指限位轴套(45)用于实现第一指关节的外展、内收、屈曲、伸展，所述第一指关节和第二指关节转动连接，所述第二指关节和指套(46)转动连接，以实现各个指关节的屈曲、伸展。
5.根据权利要求1所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述脊柱外骨骼包括腰椎肢架(6)、胸椎肢架(5)、颈椎肢架(7)，所述胸椎肢架(5)包括两个胸椎连接板(51)，两个所述胸椎连接板(51)分别与腰椎肢架(6)、颈椎肢架(7)沿垂直轴转动连接，两个胸椎连接板(51)之间通过两个对称的可伸缩的胸椎杆(52)连接，所述胸椎杆(52)上设置有胸椎限位轴套(53)，所述胸椎限位轴套(53)的一端与横向肩胛骨(22)沿矢状轴转动连接，所述胸椎限位轴套(53)的另一端与胸椎杆(52)转动连接，用于实现肩带关节沿垂直轴前引和后缩。
6.根据权利要求5所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述颈椎肢架(7)包括颈椎限位轴套(71)、颈椎链板，所述颈椎链板至少设置一个，相邻颈椎链板之间，所述颈椎链板包括颈椎内链板(72)、颈椎外链板(73)；所述颈椎限位轴套(71)的上端设置有头部连接板(74)，所述头部连接板(74)用于将颈椎肢架(7)与头部连接；所述头部连接板(74)与颈椎限位轴套(71)的第一端沿矢状轴转动连接，用于实现头部的侧倾；所述颈椎限位轴套(71)的第二端与颈椎内链板(72)的第一端沿冠状轴和垂直轴转动连接，用于实现头部的俯仰和回旋；所述颈椎内链板(72)和颈椎外链板(73)滑动转动连接，用于实现颈关节的屈曲和伸展；所述颈椎外链板(73)远离颈椎内链板(72)一端与胸椎肢架(5)沿矢状轴和垂直轴转动连接，用于实现颈关节的侧屈以及回旋。
7.根据权利要求6所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述颈椎内链板(72)上设置颈椎转轴(75)，所述颈椎外链板(73)的两侧设置滑槽和链板加厚部(76)，所述链板加厚部(76)的厚度大于颈椎外链板(73)两侧其他部分的厚度，所述颈椎转轴(75)的两端分别伸出滑槽并与滑槽滑动转动连接，所述颈椎转轴(75)的两端设置颈椎限位盘(77)，所述颈椎限位盘(77)上开设限位孔，所述颈椎限位盘(77)仅与链板加厚部(76)贴合，所述链板加厚部(76)沿滑槽长度方向开设限位孔，所述颈椎限位盘(77)的限位孔用于限制颈椎转轴(75)的转动范围，所述链板加厚部(76)的限位孔用于限制颈椎转轴(75)的滑动范围。
8.根据权利...
【技术特征摘要】
1.一种多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：包括小臂肢架(11)、大臂肢架(12)、上肢带肢架(2)、脊柱外骨骼；
2.根据权利要求1所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述小臂肢架(11)通过肘肢架(13)与大臂肢架(12)转动连接，所述小臂肢架(11)包括小臂主肢架(111)和小臂副肢架(112)，所述小臂主肢架(111)和小臂副肢架(112)滑动连接，用于调节小臂肢架(11)的长度，所述大臂肢架(12)包括大臂主肢架(121)和大臂副肢架(122)，所述大臂主肢架(121)和大臂副肢架(122)滑动连接，用于调节大臂肢架(12)的长度，所述肘肢架(13)包括肘节叉(131)和肘连接板(132)，所述肘节叉(131)和肘连接板(132)沿冠状轴转动连接，所述肘节叉(131)与大臂主肢架(121)滑动连接，所述肘连接板(132)与小臂主肢架(111)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述小臂肢架(11)远离大臂肢架(12)一端设置有腕肢架(3)，所述腕肢架(3)包括腕环(35)以及腕滑块(32)，所述腕滑块(32)与腕环(35)滑动连接，所述腕滑块(32)用于实现腕关节的回旋，所述腕滑块(32)远离腕环(35)一端设置有腕限位轴套(33)，所述腕限位轴套(33)的第一端与腕滑块(32)转动连接，用于实现腕关节的侧屈，所述腕限位轴套(33)的第二端设置有手连接轴杆(34)，所述手连接轴杆(34)与腕限位轴套(33)转动连接，用于实现腕关节的屈曲和伸展。
4.根据权利要求3所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述手连接轴杆(34)上设置有五个掌限位轴套(41)，所述掌限位轴套(41)的第一端与手连接轴杆(34)转动连接，用于实现掌骨的屈曲和伸展；五个掌限位轴套(41)中，四个相邻的掌限位轴套(41)的第二端转动设置有掌杆(42)，用于实现掌骨的外展和内收，剩余的一个掌限位轴套(41)的第二端设置有拇指肢架(43)，所述掌杆(42)远离掌限位轴套(41)的一端通过指限位轴套(45)连接有指肢架(44)，所述指肢架(44)包括依次连接的第一指关节、第二指关节以及指套(46)，所述指限位轴套(45)用于实现第一指关节的外展、内收、屈曲、伸展，所述第一指关节和第二指关节转动连接，所述第二指关节和指套(46)转动连接，以实现各个指关节的屈曲、伸展。
5.根据权利要求1所述的多功能的灵活外骨骼装置，其特征在于：所述脊柱外骨骼包括腰椎肢架(6)、胸椎肢架(5)、颈椎肢架(7)，所述胸椎肢架(5)包括两个胸椎连接板(51)，两个所述胸椎连接板(51)分别与腰椎肢架(6)、颈椎肢架(7)沿垂直轴转动连接，两个胸椎连接板(51)之间通过两个对称的可伸缩的胸椎杆(52)连接，所述胸椎杆(52)上设置有胸椎限位轴套(53)，所述胸椎限位轴套(53)的一端与横向肩胛骨(22)沿矢状轴转动连接，所述胸椎限位轴套(53)的另一...
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