新型便携式手外骨骼康复装置制造方法及图纸

新型便携式手外骨骼康复装置，属于手部外骨骼装置领域。所述新型便携式手外骨骼康复装置包括手指部、手背部、手套和控制器；手指部包括食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，四个手指机构的机构组成相同，每个手指机构包括第一指套、第二指套和第三指套、第一线缆、第二线缆、第一动力源、第一角度传感器和第一齿轮，每个指套的底部均安装一个指节连接件；第一指套上设有第一线轮，第三指套上设有第二线轮，第一线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第二线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第一线缆与第二线缆交叉，每个手指机构的第一角度传感器和第一动力源以及手背部均与控制器连接。

Novel portable exoskeleton rehabilitation device

The utility model relates to a portable hand exoskeleton rehabilitation device, belonging to the field of hand external skeletal devices. The new portable hand rehabilitation device comprises a finger, hand gloves, and a controller; the finger part comprises a forefinger and middle finger mechanism mechanism, ring finger and little finger mechanism, four finger mechanism composed of the same, each finger mechanism includes a first finger, second finger and third finger, a first cable, a second cable first, the power source, the first angle sensor and the first gear, the bottom of each finger are installed a knuckle joints; the first finger is arranged on the first round, third finger is arranged on the second end of the first round, the cable is fixed on the first round, the other end is fixed in the second round, second cable fixed end in the first round, the other end is fixed in the second round, the first and second cable cable cross, each finger mechanism and first angle sensor The first power source and the back of the hand are connected with the controller.

【技术实现步骤摘要】
新型便携式手外骨骼康复装置
本专利技术涉及手部外骨骼装置领域，特别涉及一种新型便携式手外骨骼康复装置。
技术介绍
手是人类探索自然奥秘最重要的工具，手部运动障碍会极大的影响人们的日常生活。而手的正常运动能力对人们非常重要。但因为疾病或者是意外会导致人们的手的骨骼受到损伤，而一般的受损治疗都需要对手指进行长时间的制动，而长时间的制动会由于关节肌腱淤血形成纤维变性，造成手指关节及肌腱的粘连和肌肉的萎缩。另外，关节疾病，中风等心血管疾病造成的偏瘫也会导致手指关节肌腱纤维化和肌肉、韧带的痉挛萎缩，从而造成手部运动功能障碍。临床研究和实践表明，被动康复训练有助于恢复肢体运动功能障碍，恢复患者的运动功能，而在持续高强度的重复训练后，会使患者的手部肌肉的力量得到一定的提高，有助于手部功能的恢复。而自20世纪80年代出现的针对偏瘫中风患者的强制性运动疗法、运动想象疗法、任务导向性训练等这些较传统的康复治疗方法虽然有着一定的优越性，但是与之俱来的高人工消耗以及操作的复杂性依然难以规避。此外，患者在长期康复过程中会习惯依靠健康单手生活，而会避免使用患手，因此更不利于患手的机能恢复。因而，研究开发一种既能按照针对性程序对患手实施康复训练，又可以辅助患手完成日常基本功能的可穿戴式机械装置，成为许多学者关注的焦点。在人体的各个关节中，手指的关节自由度多，结构也最为复杂，所以手部外骨骼的设计也比较困难。经过对现有技术的文献检索发现，国内对手部外骨骼的研究还处于起步阶段，其中申请号为201110121085.5的专利技术专利公开了一种固定式手部外骨骼康复装置。该装置通过电机驱动丝杆螺母获得动力，但是该装置存在以下问题：手部外骨骼为固定式，通过基座承载驱动装置重量，但整套系统的便携性较差；外骨骼驱动装置为电机，体积大、重量重，康复训练过程中给患者带来较大负担；每个手指关节都需要与机械连杆进行连接，整个装置所需的机械连杆的数量较多，使得该装置的结构复杂也进一步增加了装置的重量。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的手外骨骼康复装置存在的体积大、重量大、便携性较差以及整个装置的机械连杆的数量较多，结构复杂的问题，本专利技术提供了一种新型便携式手外骨骼康复装置，所述新型便携式手外骨骼康复装置包括手指部、手背部、手套和控制器；所述手指部包括四个手指机构，分别为食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，四个手指机构的机构组成相同，每个手指机构均包括三个指套、第一线缆、第二线缆、第一动力源、第一角度传感器和第一齿轮，每个指套的底部均安装有一个指节连接件；三个指套分别为第一指套、第二指套和第三指套，第一指套与第二指套转动连接，第二指套与第三指套转动连接，第三指套与手背部转动连接，第一指套上设有第一线轮，第一线轮位于第一指套与第二指套的连接处，第三指套上设有第二线轮，第二线轮位于第三指套与第二指套的连接处，第一线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第二线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第一线缆与第二线缆交叉，第一动力源安装在第三指套上，第一动力源的输出轴依次穿过第一角度传感器和第一齿轮，第二指套的侧面设有配合齿轮，配合齿轮与第一齿轮啮合，每个手指机构的第一角度传感器和第一动力源以及所述手背部均与所述控制器连接。所述手背部包括固定板，固定板上并排安装有三个指套控制机构，分别为第一指套控制机构、第二指套控制机构和第三指套控制机构，第一指套控制机构与所述食指机构连接，第二指套控制机构与所述中指机构连接，第三指套控制机构分别与所述无名指机构和所述小指机构连接；第一指套控制机构、第二指套控制机构和第三指套控制机构均包括滑轨支座、电机支座、小型齿条、第二动力源、第二角度传感器和第二齿轮，滑轨支座安装在固定板上，滑轨支座上设有微型导轨，电机支座安装在微型导轨上且能在微型导轨上滑动，第二动力源安装在电机支座上，第二动力源的输出轴依次穿过第二角度传感器和第二齿轮，小型齿条安装在滑轨支座上，第二齿轮与所述小型齿条啮合；第一指套控制机构和第二指套控制机构还各包括一个连杆，第一指套控制机构的连杆的一端安装在电机支座上，另一端与食指机构的第三指套连接，第二指套控制机构的连杆的一端安装在电机支座上，另一端与中指机构的第三指套连接；第三指套控制机构还包括一个弹簧连杆，弹簧连杆安装在所述第三指套控制机构的电机支座上，且分别与所述无名指机构的第三指套以及所述小指机构的第三指套连接；每个所述指套控制机构的第二角度传感器和第二动力源均与所述控制器连接。所述弹簧连杆设有电机支座连接部和两个连接子杆，两个连接子杆分别为第一连接子杆和第二连接子杆，每个连接子杆上依次套有一个弹簧和一个十字通；所述电机支座连接部与所述第三指套控制机构的电机支座转动连接，所述第一连接子杆上的十字通与所述无名指机构的第三指套转动连接，所述第二连接子杆上的十字通与所述小指机构的第三指套转动连接，第一连接子杆的长度大于第二连接子杆的长度。所述手背部包括固定板，固定板上并排安装有四个指套控制机构，分别为第一指套控制机构、第二指套控制机构、第三指套控制机构和第四指套控制机构，每个指套控制机构对应一个所述手指机构，每个指套控制机构和与其对应的手指机构的第三指套转动连接；每个指套控制机构的机构组成相同，每个指套控制机构均包括滑轨支座、电机支座、小型齿条、第二动力源、第二角度传感器、第二齿轮和连杆，滑轨支座安装在固定板上，滑轨支座上设有微型导轨，电机支座安装在微型导轨上且能在微型导轨上滑动，第二动力源安装在电机支座上，第二动力源的输出轴依次穿过第二角度传感器和第二齿轮，小型齿条安装在滑轨支座上，第二齿轮与所述小型齿条啮合，连杆的一端安装在电机支座上，另一端和与其对应的手指机构的第三指套连接，每个指套控制机构的第二角度传感器和第二动力源均与所述控制器连接。所述指节连接件为尼龙搭扣，每个所述指套的两个侧面均设有固定槽，尼龙搭扣安装在指套侧面的固定槽内。每个所述手指机构的第三指套的顶部设有安装槽，安装槽的侧面设有定位孔，所述第一动力源位于所述安装槽内，通过螺栓依次穿过所述定位孔和所述第一动力源对所述第一动力源进行定位。所述第一线轮和所述第二线轮的形状均为圆形或者第一线轮和所述第二线轮均为渐变半径线轮。当所述第一线轮和所述第二线轮的形状均为圆形时，所述第一线轮的半径与所述第二线轮的半径之比为为i，1≤i≤2.2。所述第一动力源和所述第二动力源均为微型电机。所述固定板接近所述手指部的一端设有四个掌指关节槽。本专利技术中的新型便携式手外骨骼康复装置，通过同时控制第一动力源和第二动力源，并且在第一线轮和第二线轮的线耦合运动的配合下，使患者的手部能够实现多自由度的运动，使其得到有效的锻炼，该装置省去了大部分的机械连杆，有效的减轻了装置的重量和体积，当该装置只有三个指套控制机构时，还减少了动力源的数量，进一步简化了装置的结构、减轻了装置的重量且节约了成本；本专利技术中的装置可以根据患者的实际需要来合理的设置第一线轮和第二线轮的半径，使该装置达到不同的锻炼效果；本专利技术中的装置的大部分零部件可以通过3D打印技术加工而成，使其与患者的匹配性更好，以达到最佳的康复效果。附图说明图1是本专利技术提供的一种新型便携式手外骨骼康复装置的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型便携式手外骨骼康复装置，其特征在于，所述新型便携式手外骨骼康复装置包括手指部、手背部、手套和控制器；所述手指部包括四个手指机构，分别为食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，四个手指机构的机构组成相同，每个手指机构均包括三个指套、第一线缆、第二线缆、第一动力源、第一角度传感器和第一齿轮，每个指套的底部均安装有一个指节连接件；三个指套分别为第一指套、第二指套和第三指套，第一指套与第二指套转动连接，第二指套与第三指套转动连接，第三指套与手背部转动连接，第一指套上设有第一线轮，第一线轮位于第一指套与第二指套的连接处，第三指套上设有第二线轮，第二线轮位于第三指套与第二指套的连接处，第一线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第二线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第一线缆与第二线缆交叉，第一动力源安装在第三指套上，第一动力源的输出轴依次穿过第一角度传感器和第一齿轮，第二指套的侧面设有配合齿轮，配合齿轮与第一齿轮啮合，每个手指机构的第一角度传感器和第一动力源以及所述手背部均与所述控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型便携式手外骨骼康复装置，其特征在于，所述新型便携式手外骨骼康复装置包括手指部、手背部、手套和控制器；所述手指部包括四个手指机构，分别为食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，四个手指机构的机构组成相同，每个手指机构均包括三个指套、第一线缆、第二线缆、第一动力源、第一角度传感器和第一齿轮，每个指套的底部均安装有一个指节连接件；三个指套分别为第一指套、第二指套和第三指套，第一指套与第二指套转动连接，第二指套与第三指套转动连接，第三指套与手背部转动连接，第一指套上设有第一线轮，第一线轮位于第一指套与第二指套的连接处，第三指套上设有第二线轮，第二线轮位于第三指套与第二指套的连接处，第一线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第二线缆的一端固定在第一线轮上，另一端固定在第二线轮上，第一线缆与第二线缆交叉，第一动力源安装在第三指套上，第一动力源的输出轴依次穿过第一角度传感器和第一齿轮，第二指套的侧面设有配合齿轮，配合齿轮与第一齿轮啮合，每个手指机构的第一角度传感器和第一动力源以及所述手背部均与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的新型便携式手外骨骼康复装置，其特征在于，所述手背部包括固定板，固定板上并排安装有三个指套控制机构，分别为第一指套控制机构、第二指套控制机构和第三指套控制机构，第一指套控制机构与所述食指机构连接，第二指套控制机构与所述中指机构连接，第三指套控制机构分别与所述无名指机构和所述小指机构连接；第一指套控制机构、第二指套控制机构和第三指套控制机构均包括滑轨支座、电机支座、小型齿条、第二动力源、第二角度传感器和第二齿轮，滑轨支座安装在固定板上，滑轨支座上设有微型导轨，电机支座安装在微型导轨上且能在微型导轨上滑动，第二动力源安装在电机支座上，第二动力源的输出轴依次穿过第二角度传感器和第二齿轮，小型齿条安装在滑轨支座上，第二齿轮与所述小型齿条啮合；第一指套控制机构和第二指套控制机构还各包括一个连杆，第一指套控制机构的连杆的一端安装在电机支座上，另一端与食指机构的第三指套连接，第二指套控制机构的连杆的一端安装在电机支座上，另一端与中指机构的第三指套连接；第三指套控制机构还包括一个弹簧连杆，弹簧连杆安装在所述第三指套控制机构的电机支座上，且分别与所述无名指机构的第三指套以及所述小指机构的第三指套连接；每个所述指套控制机构的第二角度传感器和第二动力源均与所述控制器连接。3.根据权利要求2所述的新型便携式手外骨骼康复装置，其特征在于，所述弹簧连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璞，肖锴，周一方，雒佳，杨建宇，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21