一种可外展的刚柔耦合型手康复机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可外展的刚柔耦合型手康复机器人，包括：手指外展动作驱动机构

【技术实现步骤摘要】
一种可外展的刚柔耦合型手康复机器人


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种可外展的刚柔耦合型手康复机器人
。

技术介绍

[0002]脑卒中常常会导致各类手功能障碍，包括手部的运动
、
协调
、
感觉
、
灵活性的下降等
。
及时的手功能康复训练可有效地推进脑卒中后手功能的恢复，并显著促进大脑的再学习能力，以避免手部的永久性残疾，最终实现神经的重塑
。
[0003]目前，市场上的产品虽然可以实现手指的屈伸运动，但未能实现五指的外展
/
内收
。
屈伸和外展
/
内收耦合的康复训练，更加符合人体仿生学的设计，更加利于提升康复的效果
。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种新型的刚柔耦合型手康复机器人，该设备既能够带动患者的手指同时做屈伸和外展（内收）动作，也可以单独地做屈伸与外展（内收）的动作
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种可外展的刚柔耦合型手康复机器人，手指外展动作驱动机构
、
整体框架
、
手指约束机构
、
手腕驱动机构和手指屈伸动作驱动机构，所述手腕驱动机构包括手臂托槽，旋转支架，所述手指约束机构包括1个拇指约束结构和4个单指约束结构，所述拇指约束结构和4个单指约束结构都安装在所述驱动框架上，所述手指外展驱动机构和手指屈伸动作驱动机构也都安装在所述驱动框架上，其中手指外展驱动机构包括第一动力单元和传动齿轮组，所述第一动力单元能够驱动所述传动齿轮组运转，带动所述手指约束机构完成手指外展动作，所述手指屈伸动作驱动机构包括第二动力单元，所述第二动力单元与所述手指约束机构通过牵引线连接，能够通过牵引线拉动所述手指约束机构完成手指屈伸动作，所述第三动力单元也与所述手腕约束机构通过旋转支架连接，能够通过旋转支架完成手腕屈伸动作
。
[0006]在本专利技术一个较佳实施例中，所述拇指约束结构包括手背连接曲杆
、
直角连杆和拇指连杆，所述手背连接曲杆一端设置与所述驱动框架连接的拇指安装孔，另一端设置多档位螺栓连接头，所述直角连杆两端也分别设置同样规格的多档位螺栓连接头，所述拇指连杆一端设置同样的多档位螺栓连接头，另一端设置拇指约束指环，所述手背连接曲杆通过拇指安装孔安装在所述驱动框架上，所述直角连杆与所述连接曲杆和拇指连杆使用螺栓通过多档位螺栓连接头连接，螺栓连接位置能够根据需要调整
。
[0007]在本专利技术一个较佳实施例中，所述单指约束机构结构包括驱动框架
、
近指端连接曲杆
、
第一连杆
、
第二连杆
、
第三连杆和传动杆，所述驱动框架上设置与所述驱动框架连接的安装孔
、
连杆铰接位和长腰孔，所述长腰孔内安装有连接滑块，所述第一连杆
、
第二连杆和第三连杆首尾相接的活动连接在一起，所述第一连杆的端头安装在所述驱动框架的铰接位上，所述第三连杆的尾部安装有中端约束指环，所述近指端连接曲杆的端头设置上拉孔
和下拉孔，尾端设置近端约束指环，所述上拉孔通过牵引线连接第二驱动单元，所述下拉孔过牵引线连接第三驱动单元，所述近指端连接曲杆的杆身与所述连接滑块铰接，所述传动杆一端与连接滑块铰接，另一端与所述第一连杆的尾端铰接
。
所述长腰孔为弧孔，所述弧孔的内弦与手背伸展方向平行
。
所述近指端连接曲杆的杆身屈曲角度为
60。
[0008]在本专利技术一个较佳实施例中，所述驱动框架的结构包括舵机固定框架
、
背板，所述背板的形状接近手背形状，所述手指外展驱动机构安装在舵机固定框架上，所述第二动力单元组安装在所述舵机固定框架上
。
[0009]手指外展驱动机构包括第一动力单元和传动齿轮组，所述第一动力单元能够驱动所述传动齿轮组运转，所述第一动力单元包括第一驱动电机和传动蜗杆，所述传动齿轮组包括第一传动齿轮
、
第二传动齿轮
、
第三传动齿轮
、
第四传动齿轮和5个手指传动齿轮；所述5个手指传动齿轮分别为大拇指传动齿轮
、
食指传动齿轮
、
中指传动齿轮
、
无名指传动齿轮和小拇指传动齿轮，所述5个手指传动齿轮的轮轴穿过顶板后与5个手指约束机构连接，所述传动蜗杆与第一传动齿轮和第二传动齿轮直接啮合，所述第一传动齿轮同时与第三传动齿轮和无名指传动齿轮啮合，所述第三传动齿轮与所述小拇指传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述中指传动齿轮啮合，所述中指传动齿轮与食指传动齿轮和第四传动齿轮同时啮合，所述第四传动齿轮与大拇指传动齿轮啮合
。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，所述拇指约束机构和4个单指约束机构利用在整体框架1上的安装位置互相干涉控制展开角度，其中相邻单指约束机构2之间展开角度最大不超过
45
°
，所述拇指约束结构3与相邻食指上安装的单指约束结构2之间的展开角度最大不超过
90
°
。
[0011]在本专利技术一个较佳实施例中，根据权利要求1所述的可外展的刚柔耦合型手机器人，其特征在于，所述第二动力单元包括4个驱动舵机组和收线捆，所述驱动舵机与4个单指约束机构之间通过牵引线连接，所述第二驱动电机组能够分别驱动各自所述收线辊转动，带动单指约束机构的完成弯曲伸直牵引动作，所述第三动力单元包括第三驱动电机组和旋转支撑连接板，所述第三驱动电机组通过旋转支撑板与旋转支撑相连接来进行手腕的屈伸动作
。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术的目的是通过对现有手康复机器人的结构进行改造在实现屈伸训练的同时，能够实现五指的外展训练，同时，可以进行手腕的屈伸训练，为手功能运动障碍患者提供全面的康复训练
。
在本专利技术中，通过齿轮传动结构，柔线牵引结构以及连杆约束结构的有机结合，使得现场人员可以通过控制所述可外展的刚柔耦合型手机器人上的动力单元驱动五指在进行屈伸运动的同时做外展动作，并且五指传动结构综合考虑了正常手指外展的角度情况和四指传动结构在驱动框架上的安装位置之间的干涉情况，利用安装位置互相干涉控制外展角度，避免了由于手指过度外展而造成的损伤，确保患者可以安全
、
精准地进行外展和屈伸动作康复训练
。
附图说明
[0013]图1是本专利技术一较佳实施例的动作立体结构示意图；图2是所示实施例的俯视结构示意图；图3是所示实施例中的第二驱动电机组布置的结构示意图；
图4是所示实施例中的第二舵机组结构示意图；图5是所示实施例中的单指约束结构的结构示意图；图6是所示实施例中的近指端连接曲杆结构示意图；图7是所示实施例中的拇指约束结构的结构示意图...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
个手指传动齿轮的轮轴穿过顶板后与5个手指约束机构连接，所述传动蜗杆与第一传动齿轮和第二传动齿轮直接啮合，所述第一传动齿轮同时与第三传动齿轮和无名指传动齿轮啮合，所述第三传动齿轮与所述小拇指传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述中指传动齿轮啮合，所述中指传动齿轮与食指传动齿轮和第四传动齿轮同时啮合，所述第四传动齿轮与大拇指传动齿轮啮合
。8.
根据权利要求1所述的可外展的刚柔耦合型手机器人，其特征在于，所述拇指约束机构和4个单指约束机构利用在整体框架1上的安装位置互相干涉控制展开角度，其中相邻单指约束机构2之间展开角度最大不超过
4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治国，齐包柱，
申请(专利权)人：河海大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：