軸承連接，DIP關(guān)節(jié)外骨骼35與PIP關(guān)節(jié)外骨骼10之間通過2#圓柱銷20與軸承連接，軸承可沿關(guān)節(jié)外骨骼的軌道槽內(nèi)滾動。
[0035]直線電機2動力輸出端的伸縮運動通過球鉸作用在PIP關(guān)節(jié)外骨骼10上，經(jīng)由連接桿12、絲桿13、連架桿14、推桿18帶動DIP關(guān)節(jié)外骨骼35沿PIP關(guān)節(jié)外骨骼10的弧形槽內(nèi)運動，進而控制手部四指的彎曲與伸展。
[0036]四指康復(fù)系統(tǒng)中的食指5、中指6、無名指7和小指8機構(gòu)在MP關(guān)節(jié)外骨骼9和PIP關(guān)節(jié)外骨骼10槽的末端分別設(shè)有第一限位銷和第二限位銷，防止在運動過程中機構(gòu)卡死，在PIP關(guān)節(jié)外骨骼10和DIP關(guān)節(jié)外骨骼35通過魔術(shù)貼與手指各關(guān)節(jié)相連處，分別設(shè)有第一壓力傳感器17和第二壓力傳感器16，通過壓力傳感器反饋采集患者訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
[0037]絲桿13設(shè)有外螺紋，絲桿13和連接桿12通過螺紋連接來調(diào)節(jié)配合長度，絲桿13與連架桿14通過圓柱銷連接，通過桿間的相對運動達到調(diào)節(jié)手指運動范圍的目的。所述手部固定裝置I上設(shè)有不同位置的調(diào)節(jié)孔，食指5、中指6、無名指7和小指8機構(gòu)與手部固定裝置I之間通過螺釘連接固定在調(diào)節(jié)孔內(nèi)，達到適應(yīng)不同尺寸手指的目的。
[0038]如圖3所示，拇指康復(fù)系統(tǒng)包括設(shè)在手部固定裝置I側(cè)部、并通過三個拇指直線電機底座支撐拇指直線電機3連接的拇指固定機構(gòu);其中，拇指康復(fù)系統(tǒng)的動力源包括拇指中部電機23、中部電機底座21，為屈伸提供動力的拇指中部電機23的動力輸出端與拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26通過球鉸30相連，拇指中部電機23通過中部電機底座21固定在手部固定裝置I上，為擺動提供動力的拇指直線電機3固定在拇指直線電機底座22上，拇指直線電機3通過拇指直線電機底座22固定在手部固定裝置I上;拇指直線電機3的輸出端與拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25通過拇指連接件24連接。
[0039]拇指固定機構(gòu)包括拇指中部電機23連接的拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26，和通過圓錐滾子軸承32連接在手部固定裝置I上的拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25。拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25的一端與手部固定裝置I通過圓錐滾子軸承32與圓柱銷連接，拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25的另一端與拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26之間通過3#圓柱銷29與軸承連接，軸承可沿關(guān)節(jié)外骨骼的軌道槽內(nèi)滾動，軌道槽內(nèi)設(shè)有拇指限位銷28;拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26的另一端與拇指通過魔術(shù)貼相連。
[0040]拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26為直線臂，拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25為雙弧形臂，雙弧形臂分別設(shè)有雙弧形軌道槽，雙弧形軌道槽中分別設(shè)有限位銷;拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26與拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25雙弧形臂通過3#圓柱銷29連接，3#圓柱銷29與軌道槽內(nèi)的軸承相接，軸承能夠沿MP關(guān)節(jié)外骨骼25的軌道槽內(nèi)滾動。
[0041]在所述拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25與手部固定裝置I連接處設(shè)有角度傳感器31，拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26端部通過魔術(shù)貼與拇指相連，拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26與手指連接處設(shè)有拇指壓力傳感器27。
[0042]拇指中部電機23的動力輸出端與拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26通過球鉸30相連，拇指直線電機3通過螺釘貫穿拇指直線電機底座22與手部固定裝置I上的調(diào)節(jié)孔33相連，達到適應(yīng)不同手指外展/內(nèi)收角度的目的。
[0043]拇指中部電機23動力輸出端的伸縮運動通過球鉸作用在拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26上，進而控制拇指的彎曲和伸展;拇指直線電機3動力輸出端的伸縮運動通過拇指連接件24，作用在拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25上，進而控制拇指的擺動。
[0044]拇指康復(fù)系統(tǒng)中的拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25在弧形槽末端設(shè)有拇指限位銷28，防止在運動過程中機構(gòu)卡死，在拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25與手部固定裝置I連接處設(shè)有角度傳感器31，拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼26與手指連接處設(shè)有拇指壓力傳感器27，通過角度傳感器和壓力傳感器反饋采集患者訓(xùn)練數(shù)據(jù)。所述手部固定裝置I上設(shè)有不同位置的調(diào)節(jié)孔33，拇指直線電機3與手部固定裝置I之間通過螺釘連接固定在調(diào)節(jié)孔33內(nèi)，達到適應(yīng)不同手指擺動角度的目的。
[0045]本發(fā)明的工作過程如下:
[0046]患者的患側(cè)手穿戴好本發(fā)明的外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人。外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人做抓握動作時，以食指為例，四指直線電機2的動力輸出端桿伸出，通過球鉸連接作用在PIP關(guān)節(jié)外骨骼10上，推動其沿MP關(guān)節(jié)外骨骼9上的弧形槽運動，即帶動患指近指端關(guān)節(jié)彎曲。在MP關(guān)節(jié)外骨骼9和PIP關(guān)節(jié)外骨骼10相對運動過程中，間接帶動患者中指端關(guān)節(jié)彎曲，在連接桿12、絲桿13、連架桿14、推桿18帶動下，DIP關(guān)節(jié)外骨骼35沿PIP關(guān)節(jié)外骨骼10的弧形槽內(nèi)運動，即帶動患指遠指端關(guān)節(jié)彎曲，進而控制患指的彎曲。電機反向運動，則實現(xiàn)各手指的伸展運動?；颊吣粗高€能實現(xiàn)外展和內(nèi)收運動，拇指直線電機3動力輸出端的伸縮運動通過拇指連接件24，作用在拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼25上，進而控制拇指繞圓錐滾子軸承32擺動。
[0047]上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和特點，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡是根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾改進，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，包括固定于手背及手腕上的手部固定裝置(1)，其特征在于，所述手部固定裝置(I)上分別連接有拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)，所述拇指康復(fù)系統(tǒng)包括拇指中部電機(23)、拇指直線電機(3)、和與拇指中部電機(23)、拇指直線電機(3)相連的拇指機構(gòu);所述四指康復(fù)系統(tǒng)包括四指直線電機(2)、和與四指直線電機(2)相連的食指(5)、中指(6)、無名指(7)和小指機構(gòu)(8);所述拇指機構(gòu)以及食指(5)、中指(6)、無名指(7)和小指(8)機構(gòu)分別與手指各關(guān)節(jié)相連，相連端設(shè)有壓力傳感器，通過拇指中部電機(23)、拇指直線電機(3)和四指直線電機(2)帶動拇指康復(fù)系統(tǒng)與四指康復(fù)系統(tǒng)運動，從而帶動手指做外骨骼康復(fù)訓(xùn)練。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述食指(5)、中指(6)、無名指(7)和小指(8)機構(gòu)包括四個并列設(shè)在手部固定裝置(I)后部、并通過四指直線電機底座(34)支撐四指直線電機(2)連接的四指固定機構(gòu)和曲柄機構(gòu)，四指固定機構(gòu)通過球鉸與四指直線電機(2)的輸出軸相連，曲柄機構(gòu)通過螺釘貫穿手部固定裝置(I)前部調(diào)節(jié)孔與其相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述四指固定機構(gòu)包括連接在四指直線電機(2)的輸出軸上的PIP關(guān)節(jié)外骨骼(10)，所述PIP關(guān)節(jié)外骨骼(10)包括直線臂和PIP弧形臂(15);所述曲柄機構(gòu)包括手部固定裝置(I)前部的MP關(guān)節(jié)外骨骼(9)，所述MP關(guān)節(jié)外骨骼(9)包括MP弧形臂(11)與伸縮臂； 所述MP弧形臂(11)與PIP關(guān)節(jié)外骨骼(10)直線臂通過1#圓柱銷(19)連接，所述MP關(guān)節(jié)外骨骼(9)伸縮臂與PIP弧形臂(15)通過2#圓柱銷(20)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述MP關(guān)節(jié)外骨骼(9)的伸縮臂包括連接在MP弧形臂(I I)上的連接桿(12)，連接桿(12)螺紋連接絲桿(13)，絲桿(13)通過圓柱銷連接能夠折疊的連架桿(14)，連架桿(14)連接有與PIP弧形臂(15)相套接的推桿(18);推桿(18)上連接有DIP關(guān)節(jié)外骨骼(35)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述MP弧形臂(11)和PIP弧形臂(15)設(shè)有雙弧形軌道槽，雙弧形軌道槽中分別設(shè)有限位銷；設(shè)在PIP關(guān)節(jié)外骨骼(10)直線臂上的1#圓柱銷(19)，和設(shè)在DIP關(guān)節(jié)外骨骼(35)上的2#圓柱銷(20)與軌道槽內(nèi)的軸承相接，軸承能夠沿關(guān)節(jié)外骨骼的軌道槽內(nèi)滾動。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述PIP弧形臂(15)內(nèi)弧根部與DIP關(guān)節(jié)外骨骼(35)端部分別通過魔術(shù)貼與手指各關(guān)節(jié)相連，在PIP弧形臂(15)內(nèi)弧根部與DIP關(guān)節(jié)外骨骼(35)端部分別設(shè)有第一壓力傳感器(17)和第二壓力傳感器(16)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述拇指康復(fù)系統(tǒng)包括設(shè)在手部固定裝置(I)側(cè)部、并通過三個拇指直線電機底座支撐拇指直線電機(3)連接的拇指固定機構(gòu);所述拇指固定機構(gòu)包括拇指中部電機(2 3)連接的拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼(26)，和通過圓錐滾子軸承(32)連接在手部固定裝置(I)上的拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼(25)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼(26)為直線臂，拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼(25)為雙弧形臂，雙弧形臂分別設(shè)有雙弧形軌道槽，雙弧形軌道槽中分別設(shè)有限位銷;所述拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼(26)與拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼(25)雙弧形臂通過3#圓柱銷(29)連接，拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼(25)的一端與手部固定裝置(I)通過圓錐滾子軸承(32)與圓柱銷連接，拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼(25)的另一端與拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼(26)之間通過3#圓柱銷(29)與軸承連接，軸承能夠沿MP關(guān)節(jié)外骨骼(25)的軌道槽內(nèi)滾動。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，在所述拇指MP關(guān)節(jié)外骨骼(25)與手部固定裝置(I)連接處設(shè)有角度傳感器(31)，所述拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼(26)端部通過魔術(shù)貼與拇指相連，拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼(26)與手指連接處設(shè)有拇指壓力傳感器(27)。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，其特征在于，所述拇指中部電機(23)的動力輸出端與拇指IP關(guān)節(jié)外骨骼(26)通過球鉸(30)相連，拇指直線電機(3)通過螺釘貫穿拇指直線電機底座(22)與手部固定裝置(I)上的調(diào)節(jié)孔(33)相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種穿戴式手部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機器人，包括固定于手背及手腕上的手部固定裝置，手部固定裝置上分別連接有拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)，拇指康復(fù)系統(tǒng)包括拇指動力源、和與拇指動力源相連的拇指機構(gòu)；四指康復(fù)系統(tǒng)包括四指直線電機、和與四指直線電機相連的食指、中指、無名指和小指機構(gòu)；拇指機構(gòu)以及食指、中指、無名指和小指機構(gòu)分別與手指各關(guān)節(jié)相連，相連端設(shè)有壓力傳感器，通過拇指中部電機、拇指直線電機和四指直線電機帶動拇指康復(fù)系統(tǒng)與四指康復(fù)系統(tǒng)運動，從而帶動手指做外骨骼康復(fù)訓(xùn)練?？赏瓿筛喔筛鼜?fù)雜的手部康復(fù)訓(xùn)練動作，有助于患者手部更好更全面地康復(fù)治療。該裝置體積小、智能化、易穿戴和便攜性好。
【IPC分類】A61H1/02, B25J9/00
【公開號】CN105726263
【申請?zhí)枴緾N201610243595
【發(fā)明人】王晶, 郭曉輝
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年4月19日