【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种功能康复机器人。特别是涉及一种对手指运动功能障碍患者的手指关节进行运动康复训练的基于柔索驱动手部运动功能康复机器人。
技术介绍
人的手极易受到伤害，受伤导致的手部运动障碍已经成为当今社会的一大问题。手部运动障碍主要包括脑卒中引起上肢偏瘫、运动损伤以及意外损伤。研究表明中枢神经系统具有较高的可塑性，实验表明特定的功能训练能促进中枢神经系统的重组和代偿，恢复患者的肢体功能。因此康复治疗对恢复患者手的运动能力，生活自理能力，减轻功能上的残疾程度、增强患者的满意度，降低护理的高额费用以及节约社会资源等方面具有重要意义。然而，传统的康复方法为通过康复理疗师对患者进行一对一的康复，这种方法不仅价格昂贵而且费时费力，因此手部康复机器人应运而生。然而现有的康复设备存在以下不足：穿戴性差，作用在手部的重量太大；无法适应患者手指长度个体的个体差异；康复过程中存在作用于不利于患者康复的轴向分力；无法实现对作用于手指关节的康复力矩的精确控制。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种不仅能够满足除拇指以外其他手指三个自由度和各关节的运动角度，而且能保证了对关节力矩精确控制的基于柔索驱动手部运动功能康复机器人。本技术所采用的技术方案是：一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，是由驱动单元和与驱动单元相连的执行单元构成，所述的执行单元包括：用于带动手指根部关节活动的掌指关节单元模块、用于带动手指中部关节活动的近指关节单元模块和用于带动手指端部关节活动的远指关节单元模块，所述的驱动单元包括有3组独立工作且结构完全相同的分别对应驱动掌指关节单元模块、近指关节单元模块...
【技术保护点】
一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，是由驱动单元和与驱动单元相连的执行单元构成，其特征在于，所述的执行单元包括：用于带动手指根部关节活动的掌指关节单元模块(2)、用于带动手指中部关节活动的近指关节单元模块(3)和用于带动手指端部关节活动的远指关节单元模块(4)，所述的驱动单元(1)包括有3组独立工作且结构完全相同的分别对应驱动掌指关节单元模块(2)、近指关节单元模块(3)和远指关节单元模块(4)的驱动模块(1)。
【技术特征摘要】
1.一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，是由驱动单元和与驱动单元相连的执行单元构成，其特征在于，所述的执行单元包括：用于带动手指根部关节活动的掌指关节单元模块(2)、用于带动手指中部关节活动的近指关节单元模块(3)和用于带动手指端部关节活动的远指关节单元模块(4)，所述的驱动单元(1)包括有3组独立工作且结构完全相同的分别对应驱动掌指关节单元模块(2)、近指关节单元模块(3)和远指关节单元模块(4)的驱动模块(1)。2.根据权利要求1所述的一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，其特征在于，所述的驱动模块(1)包括有：设置在电机座(101)上的带编码器的电机(105)，通过平键(103)固定连接在所述带编码器的电机(105)输出轴上的主驱动滑轮(104)，以及第一柔索(106)和第二柔索(109)，所述第一柔索(106)和第二柔索(109)的一端分别通过固定销轴(102)固定连接在所述主驱动滑轮(104)的第一柔索槽(1010)内，所述第一柔索(106)和第二柔索(109)的另一端贯穿一端固定在柔索外套固定架(108)上另一端固定在掌指关节单元模块(2)或近指关节单元模块(3)或远指关节单元模块(4)上的柔索外套(107)连接所驱动的掌指关节单元模块(2)或近指关节单元模块(3)或远指关节单元模块(4)，所述的柔索外套固定架(108)固定设置在所述电机座(101)上。3.根据权利要求2所述的一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，其特征在于，所述的主驱动滑轮(104)的中心开有用于插入带编码器的电机(105)输出轴的轴孔(1011)，所述轴孔(1011)的侧边相连通地开有用于插入平键(103)的平键槽孔(1012)，所述的第一柔索槽(1010)是在所述主驱动滑轮(104)的外周边上沿圆周方向向内凹进形成的，在所述轴孔(1011)和第一柔索槽(1010)之间开有用于插入固定销轴(102)固定第一柔索(106)和第二柔索(109)的销孔(1013)。4.根据权利要求1所述的一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，其特征在于，所述的掌指关节单元模块(2)包括有：用于连接在手掌(5)的设定位置上的基座(201)，固定在所述基座(201)上的掌指关节底座(202)，以及一体形成在掌指关节底座(202)上的第一圆弧形座套(203)，所述基座(201)是通过形成在基座(201)上的过带孔(2014)和尼龙扣带(1018)与手掌(5)固定连接，所述第一圆弧形座套(203)在位于非圆弧面的一面上形成有向内凹进的第一滑轮槽(205)，所述第一圆弧形座套(203)上构成第一滑轮槽(205)的两个侧壁中的一个侧壁上在位于圆心处形成有第一中心螺纹孔(206)，另一个侧壁上在位于圆心处形成有与所述的第一中心螺纹孔(206)同轴的第一中心孔(207)，第一驱动滑轮(204)通过依次插入第一中心孔(207)、第一驱动滑轮(204)的第一中心轮孔(2011)和第一中心螺纹孔(206)的第一中心轴(208)能够旋转的设置在所述第一圆弧形座套(203)的第一滑轮槽(205)内，所述的第一中心轴(208)通过形成在前端部的外螺纹与所述的第一中心螺纹孔(206)螺纹连接而固定连接在所述第一圆弧形座套(203)上，所述第一圆弧形座套(203)上在位于第一滑轮槽(205)的外侧且与所述的第一中心孔(207)相邻处一体形成有与所述的第一中心孔(207)同轴的第一磁环固定座(209)，所述磁环固定座(209)内嵌入有与所述的磁环固定座(209)过盈配合的第一磁环(2010)，所述的磁环固定座(209)与所述的第一滑轮槽(205)的侧壁之间还形成有用于插入第一磁阻角度传感器(2015)的第一传感器槽(2016)，所述第一驱动滑轮(204)上在位于中心轮孔(2011)的一侧形成有相贯通的第一销孔(2012)，所述第一销孔(2012)上通过第一销轴(2013)固定连接从第一滑轮槽(205)外侧底部插入到所述第一滑轮槽(205)内的用于驱动第一驱动滑轮(204)的驱动模块(1)中的第一柔索(106)和第二柔索(109)，所述第一驱动滑轮(204)上在位于中心轮孔(2011)远离第一销孔(2012)的一侧固定连接有第一主动杆(2017)的一端，所述第一主动杆(2017)的另一端铰接有第一从动杆(2018)的上部，所述第一从动杆(2018)的底部固定连接在能够沿微型直线轨道(2020)移动的滑块(2019)上，所述的微型直线轨道(2020)固定连接所述近指关节单元模块(3)。5.根据权利要求4所述的一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，其特征在于，所述的第一主动杆(2017)在连接所述第一驱动滑轮(204)的一端的端头一体形成有第一U形槽(2021)，所述的第一驱动滑轮(204)嵌入在所述的第一U形槽(2021)内并通过贯穿形成在第一U形槽(2021)槽壁上的通孔和形成在第一驱动滑轮(204)上的通孔的两个螺栓(2022)与第一主动杆(2017)固定连接，所述两个螺栓(2022)靠近螺帽侧还连接有用于固定所述第一磁阻角度传感器(2015)的第一传感器挡板传感器挡板(2023)，所述的第一磁阻角度传感器(2015)的前部分插入所述的第一传感器槽(2016)内，后部分通过卡在两个螺栓(2022)之间而固定在所述第一U形槽(2021)的槽壁外侧。6.根据权利要求1所述的一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，其特征在于，所述的近指关节单元模块(3)包括有：用于连接在手掌(5)的中节指骨上的后近指关节底座(301)，以及一体形成在近指关节底座(301)上的第二圆弧形座套(302)，掌指关节单元模块(2)中的微型直线轨道(2020)固定连接在所述后近指关节底座(301)上，所述后近指关节底座(301)是通过形成在近后指关节底座(301)上的后尼龙扣带槽(303)和后尼龙扣带(304)与手掌(5)的中节指骨固定连接，所述第二圆弧形座套(302)在位于非圆弧面的一面上形成有向内凹进的第二滑轮槽(305)，所述第二圆弧形座套(302)上构成第二滑轮槽(305)的两个侧壁中的一个侧壁上在位于圆心处形成有第二中心螺纹孔(306)，另一个侧壁上在位于圆心处形成有与所述的第二中心螺纹孔(306)同轴的第二中心孔(307)，第二驱动滑轮(308)通过依次插入第二中心孔(307)、第二驱动滑轮(308)的第二中心轮孔(309)和第二中心螺纹孔(306)的第二中心轴(3010)能够旋转的设置在所述第二圆弧形座套(302)的第二滑轮槽(305)内，所述的第二中心轴(3010)通过形成在前端部的外螺纹与所述的第二中心螺纹孔(306)螺纹连接而固定连接在所述第二圆弧形座套(302)上，所述第二圆弧形座套(302)上在位于第二滑轮槽(305)的外侧且与所述的第二中心孔(307)相邻处一体形成有与所述的第二中心孔(307)同轴的第二磁环固定座(3011)，所述第二磁环固定座(3011)内嵌入有与所述的第二磁环固定座(3011)过盈配合的第二磁环(...
【专利技术属性】
技术研发人员：路光达，安宁，张爱梅，关连成，张涛，李莉，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学，
类型：新型
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。