CN109925161A - 一种盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，盂肱前伸/后缩关节包括通过旋转装置转动连接的盂肱前伸/后缩执行臂和盂肱前伸/后缩支撑臂，盂肱内旋/外旋关节包括通过旋转装置转动连接的盂肱内旋/外旋执行臂和盂肱内旋/外旋支撑臂，盂肱外展/内收关节包括通过旋转装置转动连接的盂肱外展/内收执行臂和盂肱外展/内收支撑臂，盂肱前伸/后缩支撑臂与盂肱内旋/外旋执行臂之间以及盂肱内旋/外旋支撑臂与盂肱外展/内收执行臂之间相互连接；各旋转装置均与各自的套索驱动单元连接，由各自的套索驱动单元提供前伸/后缩、内旋/外旋及外展/内收的驱动力矩。本发明解决了偏瘫患者盂肱关节康复训练问题，同时有效避免人机肩部运动奇异位形，提高人机运动相容性。

Description

一种盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构

技术领域

本发明涉及人体生物力学和医疗康复领域中的外骨骼机器人，具体地说是一种盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构。

背景技术

我国中风发病率世界第一，随着生活节奏和人口老龄化加快、生活压力增大，心脑血管及神经***疾病造成的中风偏瘫患者逐年增加，其中约3/4患者有不同程度的神经损伤和功能运动障碍，严重影响生活质量。研究表明，中枢神经***具有高度可塑性，对偏瘫患肢展开及时有效的康复训练，有助于恢复中枢神经对肢体运动的支配与控制，增强肌肉力量，重塑患肢运动功能，并有效预防肌肉萎缩，骨质疏松等并发症。传统临床方法主要以医生徒手康复训练为主，存在诸多局限，如康复效率低，劳动强度大；治疗效果受医生经验和水平影响较大，无法精确控制训练参数；无法对康复训练进行客观评价。

康复外骨骼***是将机器人技术引入临床康复医学领域而产生的一种辅助或替代医生完成患者康复训练的机器人***。上肢康复外骨骼可穿戴于患肢外侧，对其进行准确、持续、有效的上肢康复训练治疗，同时通过感知***可对人机交互力信息、人体运动学和生理学数据实时记录，提高患者穿戴舒适性，实时定量评估康复训练效果，为改进和优化康复方案提供客观依据。

康复外骨骼是典型的人机一体化***，人—机关节运动轴线不匹配会造成关节疼痛、运动空间受限等影响康复训练效果，甚至造成患肢二次伤害，因此，康复外骨骼设计时要求尽可能实现人—机关节运动轴线相匹配。然而，目前的上肢康复外骨骼在肩部复合体康复训练方面仍存在较大缺陷。

人体肩部是由盂肱关节和肩胛带组成的肩部复合体，具有灵活性、高稳定性差的特点。盂肱关节为球窝关节，肩胛带是由肩锁关节、胸锁关节和肩胛胸壁关节组成的运动链，任意单个关节无法独立运动。当肱骨上抬时，锁骨相对胸骨绕胸锁关节转动，肩胛骨相对锁骨绕肩锁关节转动，同时也会在胸骨表面侧滑，从而带动盂肱关节窝向上倾斜，这个复杂协调运动过程使得盂肱关节转动中心出现漂移，实现肱骨大范围内运动。因此，肩部复合体运动中，肩胛带可为盂肱关节转动中心提供冠状面的前伸/后缩和水平面的上提/下落两个运动。而现有康复外骨骼通常采用三个轴线垂直相交的旋转关节等效人体肩部运动，该方案仅考虑盂肱关节运动，忽略肩胛带运动，导致在肱骨大范围运动时会造成人—机肩部运动奇异位形与干扰；同时，中风患者由于神经受损，无法自主产生肩胛带运动，只有依靠移动躯干来补偿肩胛带运动，大大降低康复训练效果，并极易产生其他并发症。另一方面，传统康复外骨骼驱动电机集成在关节处，使外骨骼执行机构具有较大质量和惯量，增加驱动性能要求，降低控制精度及稳定性，存在***故障时患肢坠落的安全隐患。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，适用于中风、偏瘫等运动功能障碍患者肩部复合体日常动作助力与康复训练。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括盂肱前伸/后缩关节、盂肱内旋/外旋关节及盂肱外展/内收关节，其中盂肱前伸/后缩关节包括通过旋转装置转动连接的盂肱前伸/后缩执行臂和盂肱前伸/后缩支撑臂，所述盂肱内旋/外旋关节包括通过旋转装置转动连接的盂肱内旋/外旋执行臂和盂肱内旋/外旋支撑臂，所述盂肱外展/内收关节包括通过旋转装置转动连接的盂肱外展/内收执行臂和盂肱外展/内收支撑臂，所述盂肱前伸/后缩支撑臂与盂肱内旋/外旋执行臂之间以及盂肱内旋/外旋支撑臂与盂肱外展/内收执行臂之间相互连接；各所述旋转装置均与各自的套索驱动单元连接，由各自的所述套索驱动单元提供前伸/后缩以、内旋/外旋及外展/内收的驱动力矩；

其中：所述旋转装置包括套索驱动轮、空心轴、拉线及套索安装定位块A，该空心轴安装在盂肱前伸/后缩支撑臂、盂肱内旋/外旋支撑臂或盂肱外展/内收支撑臂上，所述套索驱动轮转动安装于空心轴上、并与所述盂肱前伸/后缩执行臂、盂肱内旋/外旋执行臂或盂肱外展/内收执行臂相连；在所述盂肱前伸/后缩支撑臂、盂肱内旋/外旋支撑臂或盂肱外展/内收支撑臂朝向盂肱前伸/后缩执行臂、盂肱内旋/外旋执行臂或盂肱外展/内收执行臂的一面、位于套索驱动轮的两侧，分别安装有套索安装定位块A，每个所述套索安装定位块A内均穿入有拉线，该拉线由所述套索驱动轮上绕过，一端通过所述套索安装定位块A定位支撑锁紧，另一端与所述套索驱动单元相连；所述空心轴内侧连接有角度编码器，该空心轴内部容置有编码器延长套，所述编码器延长套的两端分别与角度编码器的转轴和套索驱动轮相连；

所述盂肱前伸/后缩支撑臂、盂肱内旋/外旋支撑臂或盂肱外展/内收支撑臂朝向盂肱前伸/后缩执行臂、盂肱内旋/外旋执行臂或盂肱外展/内收执行臂的一面开设有限位弧形槽，所述套索驱动轮上开设有限位螺纹孔，通过限位装置***该限位弧形槽及限位螺纹孔内进行限位；

所述套索驱动单元包括动力源、驱动安装架、套索主动轮、刹车豆、涨紧调整架、支撑板、导向板、调节螺栓及套索安装定位块B，该动力源安装在驱动安装架上，输出端连接有套索主动轮，所述套索主动轮上安装有两个刹车豆；所述涨紧调整架的一端开有涨紧导向孔，另一端安装有支撑板，该支撑板上设有调节螺栓，所述驱动安装架上延伸有导向板，该导向板由所述涨紧导向孔穿过，所述调节螺栓与导向板抵接；所述涨紧调整架上安装有两个套索安装定位块B，所述套索主动轮上缠绕有两根拉线，每根拉线的一端均固定在一个所述刹车豆上，另一端由一个所述套索安装定位块B穿过后与所述旋转装置连接；所述动力源的输出端安装有扭矩传感器；

所述涨紧调整架呈“L”形，所述涨紧导向孔开设在该“L”形的一边，并在该边上开设有用于固定套索安装定位块B的限位槽；所述支撑板固定在该“L”形另一边的端部，在该边上开有槽孔，通过旋拧所述调节螺栓使导向板与涨紧调整架相对移动，进而调整所述涨紧调整架与套索主动轮之间的距离；调整好后的所述导向板通过螺栓***槽孔中锁紧固定；

所述盂肱前伸/后缩支撑臂、盂肱内旋/外旋执行臂、盂肱内旋/外旋支撑臂及盂肱外展/内收执行臂上分别均匀开设有多个螺栓孔，该盂肱内旋/外旋执行臂及盂肱外展/内收执行臂上均设有凹槽，所述盂肱前伸/后缩支撑臂、盂肱内旋/外旋支撑臂通过该凹槽分别与盂肱内旋/外旋执行臂及盂肱外展/内收执行臂插接、并可调整盂肱前伸/后缩支撑臂与盂肱内旋/外旋执行臂之间以及盂肱内旋/外旋支撑臂与盂肱外展/内收执行臂之间的间距，在调整好后通过螺栓***螺栓孔中固定；

所述盂肱前伸/后缩关节、盂肱内旋/外旋关节及盂肱外展/内收关节串联连接，盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线、盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线及盂肱外展/内收旋转轴中心线均通过人体的盂肱关节运动中心；

所述盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线、盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线及盂肱外展/内收旋转轴中心线非垂直相交，该盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线与人体矢状面垂直，所述盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线与盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线之间的夹角朝向人体外侧，盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线与人体冠状面之间的夹角朝向人体的后侧，所述盂肱外展/内收旋转轴中心线与盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线之间的夹角朝向人体外侧。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明采用串联式三轴线非垂直相交的旋转关节组件来等效人体盂肱关节，解决现有外骨骼无法实现肱骨大范围运动问题，有效避免人机肩部运动干扰，提高人体肩部康复运动范围。

2.本发明采用套索驱动单元为盂肱前伸/后缩关节、盂肱内旋/外旋关节和盂肱外展/内收关节提供扭矩驱动，实现驱动与执行机构的分离，有效减小执行机构的质量和惯量，实现外骨骼轻量化设计，提高***运动稳定性、安全性和穿戴舒适性。

3.本发明通过角度编码器和扭矩传感器等感知***，可对康复训练过程中人机交互力信息、人体运动学和生理学数据进行实时记录，定量评估患者病情，制定多种康复训练模式，有效提升康复训练效果，减少并发症产生。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明旋转装置的结构剖视图；

图3为本发明套索驱动单元的结构示意图之一；

图4为本发明套索驱动单元的结构示意图之二；

图5为图3、图4中涨紧调整架的结构示意图；

其中：1为盂肱前伸/后缩关节，2为盂肱内旋/外旋关节，3为盂肱外展/内收关节，4为盂肱前伸/后缩执行臂，5为盂肱前伸/后缩支撑臂，6为盂肱内旋/外旋执行臂，7为盂肱内旋/外旋支撑臂，8为盂肱外展/内收执行臂，9为盂肱外展/内收支撑臂，10为盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线，11为盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线，12为盂肱外展/内收旋转轴中心线，13为盂肱关节运动中心，14为旋转装置，15为套索驱动轮，16为润滑轴承，17为编码器延长套，18为空心轴，19为限位螺纹孔，20为拉线，21为套索安装定位块A，22为限位弧形槽，23为角度编码器，24为驱动电机，25为减速机，26为驱动安装架，27为套索主动轮，28为扭矩传感器，29为刹车豆，30为涨紧调整架，31为支撑板，32为导向板，33为调节螺栓，34为槽孔，35为套索安装定位块B，36为涨紧导向孔，37为限位槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明应用于外骨骼机器人、人体生物力学和医疗康复等领域，可与上臂固定组件、肩胛带运动组件、基座组件等共同组成多自由度肩部复合体仿生助力柔性外骨骼。

如图1所示，本发明包括串联连接的盂肱前伸/后缩关节1、盂肱内旋/外旋关节2及盂肱外展/内收关节3，盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线10、盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线11及盂肱外展/内收旋转轴中心线12非垂直相交，该盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线10通过人体的盂肱关节运动中心13，并与人体矢状面垂直。盂肱内旋/外旋关节2通过盂肱内旋/外旋执行臂6与盂肱前伸/后缩关节1连接，且相对距离可进行调整并锁紧；盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线11通过人体的盂肱关节运动中心13，与盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线10之间成60°～80°可调夹角、该夹角朝向人体外侧，盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线11与人体冠状面成10°～30°可调夹角、该夹角朝向人体后侧。盂肱外展/内收关节3通过盂肱外展/内收执行臂8与盂肱内旋/外旋关节2连接，且相对距离可进行调整并锁紧；盂肱外展/内收关节旋转轴中心线12通过人体的盂肱关节运动中心13，与盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线10成60°～80°可调夹角、该夹角朝向人体外侧。孟肱外展/内收支撑臂9与肩胛带运动组件固定连接，盂肱前伸/后缩执行臂4与上臂固定组件连接；上述所述的夹角均可依据不同患者身体尺寸进行定制调整。

盂肱前伸/后缩关节1包括通过旋转装置14转动连接的盂肱前伸/后缩执行臂4和盂肱前伸/后缩支撑臂5，盂肱内旋/外旋关节2包括通过旋转装置14转动连接的盂肱内旋/外旋执行臂6和盂肱内旋/外旋支撑臂7，盂肱外展/内收关节3包括通过旋转装置14转动连接的盂肱外展/内收执行臂8和盂肱外展/内收支撑臂9。即，盂肱前伸/后缩执行臂4的一端与上臂固定组件相连，另一端通过旋转装置14与盂肱前伸/后缩支撑臂5的一端转动连接，盂肱前伸/后缩支撑臂5的另一端与盂肱内旋/外旋执行臂6的一端相对距离可调地连接，盂肱内旋/外旋执行臂6的另一端通过旋转装置14与盂肱内旋/外旋支撑臂7的一端转动连接，盂肱内旋/外旋支撑臂7的另一端与盂肱外展/内收执行臂18的一端相对距离可调地连接，盂肱外展/内收执行臂18的另一端通过旋转装置14与盂肱外展/内收支撑臂9的一端转动连接，盂肱外展/内收支撑臂9的另一端与肩胛带运动组件固定连接。各旋转装置14均与各自的套索驱动单元连接，由各自的套索驱动单元提供前伸/后缩以、内旋/外旋及外展/内收的驱动力矩。套索驱动单元固定安装在基座组件上。

盂肱前伸/后缩支撑臂5、盂肱内旋/外旋执行臂6、盂肱内旋/外旋支撑臂7及盂肱外展/内收执行臂8上分别均匀开设有多个螺栓孔，该盂肱内旋/外旋执行臂6的一端上及盂肱外展/内收执行臂8的一端上均设有凹槽，盂肱前伸/后缩支撑臂5的另一端、盂肱内旋/外旋支撑臂7的另一端通过该凹槽分别与盂肱内旋/外旋执行臂6的一端及盂肱外展/内收执行臂8的一端插接、并可调整盂肱前伸/后缩支撑臂5与盂肱内旋/外旋执行臂6之间以及盂肱内旋/外旋支撑臂7与盂肱外展/内收执行臂8之间的间距，在调整好后通过螺栓***螺栓孔中固定，以适应不同人体盂肱关节尺寸要求。

如图2所示，旋转装置14包括套索驱动轮15、润滑轴承16、编码器延长套17、空心轴18、拉线20、套索安装定位块A21及角度编码器23，该空心轴18安装在盂肱前伸/后缩支撑臂5、盂肱内旋/外旋支撑臂7或盂肱外展/内收支撑臂9上，套索驱动轮15通过润滑轴承16转动安装于空心轴18上，盂肱前伸/后缩执行臂4、盂肱内旋/外旋执行臂6或盂肱外展/内收执行臂8与套索驱动轮15固定连接。在盂肱前伸/后缩支撑臂5、盂肱内旋/外旋支撑臂7或盂肱外展/内收支撑臂9朝向盂肱前伸/后缩执行臂4、盂肱内旋/外旋执行臂6或盂肱外展/内收执行臂8的一面、位于套索驱动轮15上方的左右两侧，分别固定安装有套索安装定位块A21，每个套索安装定位块A21内均穿入有拉线20，该拉线20由套索驱动轮15上绕过，一端通过套索安装定位块A21定位支撑锁紧，另一端与套索驱动单元相连。空心轴18内侧连接有角度编码器23，该空心轴18内部容置有编码器延长套17，编码器延长套17的两端分别与角度编码器23的转轴和套索驱动轮15相连。盂肱前伸/后缩支撑臂5、盂肱内旋/外旋支撑臂7或盂肱外展/内收支撑臂9朝向盂肱前伸/后缩执行臂4、盂肱内旋/外旋执行臂6或盂肱外展/内收执行臂8的一面开设有限位弧形槽22，套索驱动轮15上开设有限位螺纹孔19，通过限位装置***该限位弧形槽22及限位螺纹孔19内进行限位。

本发明的套索驱动单元为三个，分别通过拉线20与盂肱前伸/后缩关节1中的旋转装置14、盂肱内旋/外旋关节2中的旋转装置14以及盂肱外展/内收关节3中的旋转装置14连接，分别为盂肱前伸/后缩关节1、盂肱内旋/外旋关节2和盂肱外展/内收关节3提供远距离驱动扭矩。如图3～5所示，套索驱动单元包括动力源、驱动安装架26、套索主动轮27、扭矩传感器28、刹车豆29、涨紧调整架30、支撑板31、导向板32、调节螺栓33及套索安装定位块B35，该动力源包括驱动电机24和减速机25，驱动电机24和减速机25，优选轻量型大扭矩伺服电机，以减轻***能量密度，提高便携性。驱动安装架26可固定在基座组件上，驱动电机24与减速机25连接后固定在驱动安装架26的一侧，套索主动轮27位于驱动安装架26的另一侧，并与减速机25的输出端相连，由驱动电机24和减速机25驱动旋转。套索主动轮27上安装有两个刹车豆29，用于套索主动轮27和拉线20的固定连接。涨紧调整架30呈“L”形，该“L”形的一边开有涨紧导向孔36，另一边的端部固定安装有支撑板31，该支撑板31上设有调节螺栓33。驱动安装架26上延伸有导向板32，该导向板32由涨紧导向孔36穿过，调节螺栓33与导向板32抵接。在“L”形涨紧调整架30的一边上还开设有两个限位槽37，每个限位槽37内均安装一个套索安装定位块B35；套索主动轮27上缠绕有两根拉线20，每根拉线20的一端均固定在一个刹车豆29上，另一端由一个套索安装定位块B35穿过后与盂肱前伸/后缩支撑臂5、盂肱内旋/外旋支撑臂7或盂肱外展/内收支撑臂9上的套索安装定位块A21连接。在“L”形涨紧调整架30的另一边上开设有槽孔34，该槽孔34呈长条形；导向板32上开设有螺栓孔，通过螺栓穿过槽孔34后拧紧在螺栓孔内。旋拧调节螺栓33，使导向板32与涨紧调整架30相对移动，进而调整涨紧调整架30与套索主动轮27之间的距离。调整过程中，导向板32上的螺栓始终在槽孔34内移动、起到导向作用，确保涨紧调整架30沿直线调整；调整好后，拧紧螺栓固定导向板32。减速机25的输出轴上安装有扭矩传感器28。

套索驱动轮15上及套索主动轮27上各沿圆周方向开设了两个沟槽，用于容置缠绕的两根拉线20。

本发明的工作原理为：

本发明具有前伸/后缩、内旋/外旋和外展/内收三个自由度。

控制盂肱前伸/后缩关节1中的套索驱动单元中，驱动电机24和减速机25驱动套索主动轮27正转或反转，通过两根拉线20与盂肱前伸/后缩支撑臂5上的两个套索安装定位块A21连接，两根拉线20带动套索驱动轮15相对于空心轴18转动，进而带动盂肱前伸/后缩执行臂4相对盂肱前伸/后缩支撑臂5摆动，实现盂肱前伸/后缩关节1的前伸/后缩自由度。通过旋拧调节螺栓33，使涨紧调整架30相对于导向板32移动，进而调整涨紧调整架30与套索主动轮27之间的距离，对两根拉线20进行涨紧。

控制盂肱内旋/外旋关节2中的套索驱动单元中，驱动电机24和减速机25驱动套索主动轮27正转或反转，通过两根拉线20与盂肱内旋/外旋支撑臂7上的两个套索安装定位块A21连接，两根拉线20带动套索驱动轮15相对于空心轴18转动，进而带动盂肱内旋/外旋执行臂6相对盂肱内旋/外旋支撑臂7摆动，实现盂肱内旋/外旋关节2的内旋/外旋自由度。通过旋拧调节螺栓33，使涨紧调整架30相对于导向板32移动，进而调整涨紧调整架30与套索主动轮27之间的距离，对两根拉线20进行涨紧。

控制盂肱外展/内收关节3中的套索驱动单元中，驱动电机24和减速机25驱动套索主动轮27正转或反转，通过两根拉线20与盂肱外展/内收支撑臂9上的两个套索安装定位块A21连接，两根拉线20带动套索驱动轮15相对于空心轴18转动，进而带动盂肱外展/内收执行臂8相对盂肱外展/内收支撑臂9摆动，实现盂肱外展/内收关节3的外展/内收自由度。通过旋拧调节螺栓33，使涨紧调整架30相对于导向板32移动，进而调整涨紧调整架30与套索主动轮27之间的距离，对两根拉线20进行涨紧。

本发明广泛适用于中风、偏瘫等患者肩部复合体的日常动作助力与康复训练。

Claims (8)

1.一种盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：包括盂肱前伸/后缩关节(1)、盂肱内旋/外旋关节(2)及盂肱外展/内收关节(3)，其中盂肱前伸/后缩关节(1)包括通过旋转装置(14)转动连接的盂肱前伸/后缩执行臂(4)和盂肱前伸/后缩支撑臂(5)，所述盂肱内旋/外旋关节(2)包括通过旋转装置(14)转动连接的盂肱内旋/外旋执行臂(6)和盂肱内旋/外旋支撑臂(7)，所述盂肱外展/内收关节(3)包括通过旋转装置(14)转动连接的盂肱外展/内收执行臂(8)和盂肱外展/内收支撑臂(9)，所述盂肱前伸/后缩支撑臂(5)与盂肱内旋/外旋执行臂(6)之间以及盂肱内旋/外旋支撑臂(7)与盂肱外展/内收执行臂(8)之间相互连接；各所述旋转装置(14)均与各自的套索驱动单元连接，由各自的所述套索驱动单元提供前伸/后缩、内旋/外旋及外展/内收的驱动力矩。

2.根据权利要求1所述的盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：所述旋转装置(14)包括套索驱动轮(15)、空心轴(18)、拉线(20)及套索安装定位块A(21)，该空心轴(18)安装在盂肱前伸/后缩支撑臂(5)、盂肱内旋/外旋支撑臂(7)或盂肱外展/内收支撑臂(9)上，所述套索驱动轮(15)转动安装于空心轴(18)上、并与所述盂肱前伸/后缩执行臂(4)、盂肱内旋/外旋执行臂(6)或盂肱外展/内收执行臂(8)相连；在所述盂肱前伸/后缩支撑臂(5)、盂肱内旋/外旋支撑臂(7)或盂肱外展/内收支撑臂(9)朝向盂肱前伸/后缩执行臂(4)、盂肱内旋/外旋执行臂(6)或盂肱外展/内收执行臂(8)的一面、位于套索驱动轮(15)的两侧，分别安装有套索安装定位块A(21)，每个所述套索安装定位块A(21)内均穿入有拉线(20)，该拉线(20)由所述套索驱动轮(15)上绕过，一端通过所述套索安装定位块A(21)定位支撑锁紧，另一端与所述套索驱动单元相连；所述空心轴(18)内侧连接有角度编码器(23)，该空心轴(18)内部容置有编码器延长套(17)，所述编码器延长套(17)的两端分别与角度编码器(23)的转轴和套索驱动轮(15)相连。

3.根据权利要求2所述的盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：所述盂肱前伸/后缩支撑臂(5)、盂肱内旋/外旋支撑臂(7)或盂肱外展/内收支撑臂(9)朝向盂肱前伸/后缩执行臂(4)、盂肱内旋/外旋执行臂(6)或盂肱外展/内收执行臂(8)的一面开设有限位弧形槽(22)，所述套索驱动轮(15)上开设有限位螺纹孔(19)，通过限位装置***该限位弧形槽(22)及限位螺纹孔(19)内进行限位。

4.根据权利要求1所述的盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：所述套索驱动单元包括动力源、驱动安装架(26)、套索主动轮(27)、刹车豆(29)、涨紧调整架(30)、支撑板(31)、导向板(32)、调节螺栓(33)及套索安装定位块B(35)，该动力源安装在驱动安装架(26)上，输出端连接有套索主动轮(27)，所述套索主动轮(27)上安装有两个刹车豆(29)；所述涨紧调整架(30)的一端开有涨紧导向孔(36)，另一端安装有支撑板(31)，该支撑板(31)上设有调节螺栓(33)，所述驱动安装架(26)上延伸有导向板(32)，该导向板(32)由所述涨紧导向孔(36)穿过，所述调节螺栓(33)与导向板(32)抵接；所述涨紧调整架(30)上安装有两个套索安装定位块B(35)，所述套索主动轮(27)上缠绕有两根拉线(20)，每根拉线(20)的一端均固定在一个所述刹车豆(29)上，另一端由一个所述套索安装定位块B(35)穿过后与所述旋转装置(14)连接；所述动力源的输出端安装有扭矩传感器(28)。

5.根据权利要求4所述的盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：所述涨紧调整架(30)呈“L”形，所述涨紧导向孔(36)开设在该“L”形的一边，并在该边上开设有用于固定套索安装定位块B(35)的限位槽(37)；所述支撑板(31)固定在该“L”形另一边的端部，在该边上开有槽孔(34)，通过旋拧所述调节螺栓(33)使导向板(32)与涨紧调整架(30)相对移动，进而调整所述涨紧调整架(30)与套索主动轮(27)之间的距离；调整好后的所述导向板(32)通过螺栓***槽孔(34)中锁紧固定。

6.根据权利要求1所述的盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：所述盂肱前伸/后缩支撑臂(5)、盂肱内旋/外旋执行臂(6)、盂肱内旋/外旋支撑臂(7)及盂肱外展/内收执行臂(8)上分别均匀开设有多个螺栓孔，该盂肱内旋/外旋执行臂(6)及盂肱外展/内收执行臂(8)上均设有凹槽，所述盂肱前伸/后缩支撑臂(5)、盂肱内旋/外旋支撑臂(7)通过该凹槽分别与盂肱内旋/外旋执行臂(6)及盂肱外展/内收执行臂(8)插接、并可调整盂肱前伸/后缩支撑臂(5)与盂肱内旋/外旋执行臂(6)之间以及盂肱内旋/外旋支撑臂(7)与盂肱外展/内收执行臂(8)之间的间距，在调整好后通过螺栓***螺栓孔中固定。

7.根据权利要求1所述的盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：所述盂肱前伸/后缩关节(1)、盂肱内旋/外旋关节(2)及盂肱外展/内收关节(3)串联连接，盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线(10)、盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线(11)及盂肱外展/内收旋转轴中心线(12)均通过人体的盂肱关节运动中心(13)。

8.根据权利要求7所述的盂肱关节仿生助力柔性外骨骼机构，其特征在于：所述盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线(10)、盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线(11)及盂肱外展/内收旋转轴中心线(12)非垂直相交，该盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线(10)与人体矢状面垂直，所述盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线(11)与盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线(10)之间的夹角朝向人体外侧，盂肱内旋/外旋关节旋转轴中心线(11)与人体冠状面之间的夹角朝向人体的后侧，所述盂肱外展/内收旋转轴中心线(12)与盂肱前伸/后缩关节旋转轴中心线(10)之间的夹角朝向人体外侧。