一种指关节可控的手功能康复机械手制造技术

一种指关节可控的手功能康复机械手，包括手掌，手掌通过固定装置连接五个手指，所述手指由至少两节指骨活动连接，每个指骨都由一根拉线驱动，拉线末端连接至外部的驱动装置，驱动装置排布由用户自行设置，以此来适应不同的运动模式；拉线收缩时，以B孔为支点，牵动前一个关节的C孔运动，关节克服弹簧片向手心方向做屈运动；拉线松弛时，弹簧片牵动两个相邻关节运动，使得关节间夹角增大，关节相对于手心方向做伸运动；另外，手掌内的气缸与手指的连接，实现了手结构大小可调；指骨的多节设计，实现单个关节的屈伸训练。现单个关节的屈伸训练。现单个关节的屈伸训练。

【技术实现步骤摘要】
一种指关节可控的手功能康复机械手


[0001]本技术涉及康复机器人
，特别涉及一种指关节可控的手功能康复机械手。

技术介绍

[0002]康复工程主要依据现代循证医学(Evidence
‑
Based Medicine，EBM)和连续被动活动(Continuous Passive Motion,CPM)理论，对槐、踝
‑
膝
‑
髋、手指、手腕、肘、肩等人体关节进行研究。康复设备主要有康复机械手、医院机器人系统、智能轮椅、假肢和康复治疗机器人等，如《河北工业科技,2005,(3)康复机器人研究进展》中所公开的设备，手功能康复机械手训练范围较局限，大多只能完成手的整体抓握或手指的整体屈伸等动作，无法实现单个指关节的训练。某些能实现单个关节运动的机械装置又过于复杂，只适用于机械外骨骼、机械假肢、机器人等领域，无法满足康复设备对便捷性和安全性的要求。

技术实现思路

[0003]针对手康复机械手无法实现单个指关节运动训练这一问题，本技术的目的在于提供一种指关节可控的手功能康复机械手，不但能够实现单个关节的屈伸运动，还能为二次开发预留了空间；使用者可以根据需求，通过本机械结构实现多关节联动、多指联动等复杂训练模式。
[0004]为了达到上述目的，本技术的技术方案为：
[0005]一种指关节可控的手功能康复机械手，包括手掌2，手掌2通过固定装置3连接五个手指5，所述手指5由至少两节指骨4活动连接；所述指骨4一端的凸出上设置A孔6，另一端设置有E孔11，指骨4的A孔6与相邻指骨的E孔11通过固定杆和轴承连接，且连接处的指骨背面设置有弹簧片14；
[0006]指骨4主体是上还配置有B孔7和C孔8，C孔8为驱动拉线的固定起始端，驱动拉线另一端穿入前一个指骨的B孔7，并从B孔7背面的D孔10伸出，外接外部的驱动装置。
[0007]所述手掌2内部安装有气缸21，气缸21通过固定装置3连接靠近手掌2的指骨4。
[0008]所述固定装置3包括主杆15
‑
1，以及通过连接孔19套接在主杆15
‑
1上的阶梯状一体结构15
‑
2，主杆15
‑
1的两端分别是气缸连接端15和指骨连接端16，气缸连接端15插入气缸21后通过螺母15
‑
3套接挤压阶梯状一体结构15
‑
2固定，所述的阶梯状一体结构15
‑
2由环面17和斜面18一体构成，且端面开有连接孔19。
[0009]所述手指5上设置有柔性外壳1。
[0010]本技术的创新点：
[0011]本技术通过拉线、弹簧片实现手指的屈伸外；指骨的多节设计实现单个关节的屈伸训练。
[0012]本技术的固定装置能够实现单指长度和角度的调整，能够调节机械手的大小和机械手指的旋转角度以适应不同使用者的手型。
附图说明
[0013]图1是机械手总体结构图一(安装柔性外壳1)。
[0014]图2是机械手总体结构图二(不安装柔性外壳1)。
[0015]图3(a)是单个指骨结构示意图(掌心)。
[0016]图3(b)是单个指骨结构示意图(掌背)。
[0017]图4(a)是两个指骨的连接示意图(侧面)。
[0018]图4(b)是两个指骨的连接示意图(底面)。
[0019]图5是固定装置示意图。
[0020]图6是固定装置上套接阶梯状一体结构示意图。
[0021]图7是手指的总体结构。
[0022]图8是手掌示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合说明附图对本技术做详细叙述。
[0024]参照图1、图2，一种指关节可控的手功能康复机械手，包括手掌2，手掌2通过固定装置3连接五个手指5，所述手指5由至少两节指骨4活动连接。
[0025]参照图1，所述手指5上设置有柔性外壳1，用于增加产品的舒适度，柔性外壳1通过指骨4上的F孔9固定。
[0026]参照图4(a)、图4(b)，所述指骨4一端的凸出上设置A孔6，另一端设置有E孔11，指骨4的A孔6与相邻指骨的E孔11通过固定杆和轴承连接，且连接处的指骨背面设置有弹簧片14；通过弹簧片14限制相邻指骨4的运动幅度和运动范围，指骨4上设置有驱动拉线。
[0027]参照图3(a)、图3(b)、图4(a)、图7，所述指骨4驱动拉线设计方式为：指骨4一端凸出上设置A孔6，用于穿入固定杆实现相邻两个指骨4间的连接；指骨4上还配置有C孔8、B孔7、F孔9，B孔7背面的D孔10，C孔8为驱动拉线的固定起始端，以此来控制它的屈伸运动，驱动拉线另一端穿入前一个指骨的B孔7，并从B孔7背面的D孔10伸出，外接外部的驱动装置，E孔11为轴承安装位置。F孔9为柔性外壳1的固定孔。图4(a)中的孔12,孔13是另一个相邻指骨的示意图，相当于图3(a)中的B孔7和D孔10。
[0028]参照图8，所述手掌2内部安装有气缸21，气缸21通过细杆连接靠近手掌2的指骨4。杆与气缸组合，使指关节有外伸趋势，同时加气缸口加限位螺母，从而实现了康复手结构大小可调。手掌2另一端存在四个孔位22，用于固定整个机械手，可固定在其他设备上，实现了良好的可拓展性。
[0029]参照图5、图6，参照图7，所述固定装置3包括主杆15
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1，以及通过连接孔19套接在主杆15
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1上的阶梯状一体结构15
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2，主杆15
‑
1的两端分别是气缸连接端15和指骨连接端16，气缸连接端15插入气缸21后，通过螺母15
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3套接挤压阶梯状一体结构15
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2固定，所述的阶梯状一体结构15
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2由环面17和斜面18一体构成，且端面开有连接孔19。具体是：环面17套接螺母15
‑
3，螺母15
‑
3在旋入的过程中挤压斜面18，使连接孔19有缩小的趋势，从而压紧与气缸的连接实现固定。当需要调整指结构的角度和长度的时候，只需要拧松螺母15
‑
3即可。
[0030]本技术的工作原理为：
[0031]每个指骨4都由一根拉线驱动，拉线末端连接至外部的电机箱，电机箱内的电机排
布由用户自行设置，以此来适应不同的运动模式。拉线收缩时，以B孔7为支点，牵动前一个关节的C孔8运动，关节克服弹簧片14向手心方向做屈运动；拉线松弛时，弹簧片14牵动两个相邻关节运动，使得关节间夹角增大，关节相对于手心方向做伸运动。
[0032]另外，气缸21与手指的连接通过固定装置3实现了手结构大小可调。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指关节可控的手功能康复机械手，其特征在于，包括手掌(2)，手掌(2)通过固定装置(3)连接五个手指(5)，所述手指(5)由至少两节指骨(4)活动连接；所述指骨(4)一端的凸出上设置A孔(6)，另一端设置有E孔(11)，指骨(4)的A孔(6)与相邻指骨的E孔(11)通过固定杆和轴承连接，且连接处的指骨背面设置有弹簧片(14)；指骨(4)主体上还配置有B孔(7)和C孔(8)，C孔(8)为驱动拉线的固定起始端，驱动拉线另一端穿入前一个指骨的B孔(7)，并从B孔(7)背面的D孔(10)伸出，外接外部的驱动装置。2.根据权利要求1所述的一种指关节可控的手功能康复机械手，其特征在于，所述手掌(2)内部安装有气缸(21)，气缸(21)通过固定装置(3)连接靠近手掌(2)的指骨(4)。3.根据权利要求1所述的一种指关节可控...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁阳，王刚，李雨辰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：