專利名稱：穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模仿人體手指對(duì)指運(yùn)動(dòng)的穿戴式外骨骼手功能訓(xùn)練器。
背景技術(shù)：
一雙健康的手在人的生活當(dāng)中占據(jù)了非常重要的地位，然而對(duì)于一些老年人以及身體受到外部損傷導(dǎo)致手部發(fā)生痙攣以及其他傷害的時(shí)候，就對(duì)患者的生活造成了極大的困難。同時(shí)手部損傷的治療難度很大，治療后康復(fù)訓(xùn)練受到很大的局限。對(duì)于傳統(tǒng)意義上的手部康復(fù)治療一般都是通過(guò)患者定期到醫(yī)院借助一些相對(duì)比較大的手部訓(xùn)練器進(jìn)行對(duì)手的康復(fù)訓(xùn)練。國(guó)內(nèi)四肢康復(fù)設(shè)備的研究起步較晚，在此領(lǐng)域展開(kāi)研究的主要有清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。目前，七自由度假手模擬裝置已設(shè)計(jì)完成神經(jīng)信息的提取正在進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)，信息的整合與控制電路的設(shè)計(jì)進(jìn)展順利。但目前的成型產(chǎn)品很難完全滿足患者的要求。上肢康復(fù)設(shè)備中應(yīng)用范圍僅限于局部關(guān)節(jié)，且智能化程度不高、穿戴性較差。國(guó)外針對(duì)偏癱上肢的重復(fù)訓(xùn)練，1991年MIT設(shè)計(jì)完成了第一臺(tái)上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系MIT-MANUS [8]，與一般工業(yè)機(jī)器人不同，MIT-MANUS盡管在機(jī)械方面考慮到了安全性、穩(wěn)定性以及患者近距離物理接觸的柔順性，但不具有穿戴性。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺陷，本實(shí)用新型提出一種穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，方便攜帶，使患者能夠在家里以及社區(qū)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，填充國(guó)內(nèi)的缺陷。
本實(shí)用新型提供的一種穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于:包括:背部支撐板，手指機(jī)構(gòu)，四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；背部支撐板的前部固定連接手指支架，用于固定放置患者的手掌；背部支撐板的上面以及一側(cè)安裝四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)患者的食指以及小指運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其他兩根手指的運(yùn)動(dòng)，背部支撐板的另一側(cè)連接拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)患者拇指的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與四指的對(duì)指運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器還可以具有這樣的特征:其中，四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有:電機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪箱以及連桿，齒輪箱固定在背部支撐板上，電機(jī)，安裝在背部支撐板上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)背部支撐板上齒輪箱內(nèi)的組合齒輪的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有:斜齒輪I，帶動(dòng)齒輪箱內(nèi)連接桿上斜齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪箱內(nèi)連接桿，穿過(guò)固定在背部支撐板上的齒輪箱，同時(shí)齒輪箱內(nèi)連接桿的另一端有一個(gè)小齒輪，連接桿，斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使小齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪與半弧齒輪相配合，半弧齒輪與齒輪箱外連接桿相配合，連桿的運(yùn)動(dòng)通過(guò)帶動(dòng)皮帶從而帶動(dòng)患者食指和小指的運(yùn)動(dòng)。[0011]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器還可以具有這樣的特征:其中，手指機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:四根手指的近端與遠(yuǎn)端通過(guò)曲線滑桿相連接，指間連接件，四指?jìng)鲃?dòng)桿，傳動(dòng)軸，四指帶動(dòng)桿，手指近端連接桿，手指遠(yuǎn)端連接桿，手指遠(yuǎn)端連接件，指間傳動(dòng)桿；四根手指支架由手指近端與手指遠(yuǎn)端取手指的后兩節(jié)；指間連接件固定在四根手指的近端將四根手指近端連接起來(lái)；四指?jìng)鲃?dòng)桿傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)軸固定在手指支架的兩側(cè)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，四指?jìng)鲃?dòng)桿的運(yùn)動(dòng)通過(guò)手指近端連接桿、手指遠(yuǎn)端連接桿和手指遠(yuǎn)端連接件從而驅(qū)動(dòng)手指支架進(jìn)行仿生運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)?；颊叩氖种冈诒狙b置的下方進(jìn)行穿戴，通過(guò)指板的帶動(dòng)進(jìn)行康復(fù)鍛煉。進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器還可以具有這樣的特征:其中，拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:直線電機(jī)，拇指固定板，直線電機(jī)固定架，聯(lián)動(dòng)器以及連桿機(jī)構(gòu)，一個(gè)直線電機(jī)安裝在拇指固定板上，由兩個(gè)直線電機(jī)固定架固定，并通過(guò)一個(gè)聯(lián)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)；連桿機(jī)構(gòu)包括推桿，推桿聯(lián)動(dòng)桿，拇指，拇指連接架，電機(jī)驅(qū)動(dòng)推桿的運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)推桿聯(lián)動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)拇指的運(yùn)動(dòng)，拇指通過(guò)拇指連接架與推桿聯(lián)動(dòng)桿相連，同時(shí)與患者的拇指相連。拇指的運(yùn)動(dòng)只能實(shí)現(xiàn)與四指的對(duì)指運(yùn)動(dòng)。實(shí)用新型作用與效果背部支撐板固定連接四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)齒輪的運(yùn)動(dòng)連接食指，驅(qū)動(dòng)食指的運(yùn)動(dòng)，四指通過(guò)四指近端上的連接件連接，由食指的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)其他手指的運(yùn)動(dòng)。背部支撐板的一側(cè)連接拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，本穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器能夠完成拇指和食指的對(duì)指運(yùn)動(dòng)，食指機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度可根據(jù)患者自身的康復(fù)情況設(shè)定。同時(shí)該機(jī)構(gòu)的可穿戴功能可通過(guò)穿戴手套與手部相連接實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便，操作方便，可供患者自主在社區(qū)以及家里進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。綜上所述，本實(shí)用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，具有:四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，背部支撐板和手指機(jī)構(gòu)。手部
圖1為本實(shí) 用新型涉及的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型涉及的背部支撐板支架在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型涉及的電機(jī)機(jī)構(gòu)在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型涉及的四指控制機(jī)構(gòu)在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型涉及的拇指控制機(jī)構(gòu)在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解的是，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。實(shí)施例圖1為本實(shí)用新型涉及的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型涉及的背部支撐板支架在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型涉及的電機(jī)機(jī)構(gòu)在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型涉及的四指控制機(jī)構(gòu)在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]圖5為本實(shí)用新型涉及的拇指控制機(jī)構(gòu)在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、2、3、4、5所示，在本實(shí)施例中的可穿戴式外骨骼康復(fù)手訓(xùn)練器，包括背部支撐板(圖2)、背部支撐板(22)后方為一套環(huán)將背部支撐板支架固定在手上，背部支撐板上方固定設(shè)計(jì)一個(gè)齒輪箱，用于連接電機(jī)控制。直線電機(jī)(32)、直線電機(jī)固定架(25)、拇指固定底架(23)、食指、中指、無(wú)名指、小指、食指終端連接件、帶動(dòng)桿、指間連接件(16)、手指近端連接桿(10)、手指遠(yuǎn)端連接桿(11)、手指遠(yuǎn)端連接件(12)、指間傳動(dòng)桿(15)、四指?jìng)鲃?dòng)桿(18)、傳動(dòng)軸(19)、四指帶動(dòng)桿(17)、拇指(27)、拇指連桿、推桿(29)、推桿聯(lián)動(dòng)桿(30)、背部支架(22)、電機(jī)(32)、齒輪箱外連接桿(33)、斜齒輪(34)、齒輪箱內(nèi)桿(35)、半弧齒輪(36)、小齒輪(37)、齒輪箱蓋(38)。功能描述如下:1、四指訓(xùn)練控制:參見(jiàn)圖3，圖4，通過(guò)肌肉信號(hào)或者聲音的控制，控制電機(jī)(32)驅(qū)動(dòng)，背部支撐板上的電機(jī)連接斜齒輪I (34)，電機(jī)(32)驅(qū)動(dòng)斜齒輪I (34)的轉(zhuǎn)動(dòng)，斜齒輪I (34)的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)齒輪箱內(nèi)連接桿(35)上斜齒輪2 (29)的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪箱內(nèi)連接桿(34)穿過(guò)固定在背部支撐板上的齒輪箱， 同時(shí)齒輪箱內(nèi)連接桿的另一端有一個(gè)小齒輪(37)，連接桿，斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使小齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪(37)與半弧齒輪(36)相配合，半弧齒輪(36)與齒輪箱外連接桿(33)相配合，外連接桿由兩個(gè)背部支撐板支架(31)固定，。背部支撐板上的連接輪通過(guò)傳送帶與四指上的傳動(dòng)軸1、2相連接，四指帶動(dòng)桿(17)與傳動(dòng)軸1、2 (19)相連接，穿過(guò)四指?jìng)鲃?dòng)桿(18)。指間連接件(16)將四根手指近端連接起來(lái)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)四指?jìng)鲃?dòng)桿的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)手指近端連接桿(10)、指間傳動(dòng)桿(15)、手指遠(yuǎn)端連接桿(11)和手指遠(yuǎn)端連接件(12)從而驅(qū)動(dòng)手指支架進(jìn)行仿生運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。從而帶動(dòng)四根手指的運(yùn)動(dòng)。2、拇指訓(xùn)練控制參見(jiàn)圖5，通過(guò)肌電信號(hào)或者聲音的控制，控制拇指固定板(23)上直線電機(jī)(24)，由于直線電機(jī)(24)通過(guò)直線電機(jī)固定架(25)固定在拇指固定板(23)上，因此直線電機(jī)固定不動(dòng)，直線電機(jī)(24)驅(qū)動(dòng)推桿(29)向前運(yùn)動(dòng)，推桿(29)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)推桿聯(lián)動(dòng)桿(30)向前向下運(yùn)動(dòng)，由于推桿聯(lián)動(dòng)桿(30 )通過(guò)拇指連接架(28 )與拇指(27 )連接，因此拇指的運(yùn)動(dòng)隨聯(lián)動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。拇指(27 )通過(guò)拇指固定架(28 )與拇指固定板(23 )連接而固定。實(shí)施例的作用與效果本實(shí)用新型涉及一種穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，屬于康復(fù)工程技術(shù)領(lǐng)域。它包括:四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，背部支撐板和手指機(jī)構(gòu)。手部背部支撐板固定連接四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)齒輪的運(yùn)動(dòng)連接食指，驅(qū)動(dòng)食指的運(yùn)動(dòng)，四指通過(guò)四指近端上的連接件連接，由食指的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)其他手指的運(yùn)動(dòng)。背部支撐板的一側(cè)連接拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，本穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器能夠完成拇指和食指的對(duì)指運(yùn)動(dòng)，食指機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度可根據(jù)患者自身的康復(fù)情況設(shè)定。同時(shí)該機(jī)構(gòu)的可穿戴功能可通過(guò)穿戴手套與手部相連接實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便，操作方便，可供患者自主在社區(qū)以及家里進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。另外，本機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)可能采用肌電控制，聲音控制等。
權(quán)利要求1.一種穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于，包括:背部支撐板，手指機(jī)構(gòu)，四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 所述背部支撐板的前端固定連接所述手指機(jī)構(gòu)，用于固定放置患者的手掌， 所述背部支撐板的一側(cè)安裝所述四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述患者的食指以及小指運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其他兩根手指的運(yùn)動(dòng)， 所述背部支撐板的另一側(cè)連接所述拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述患者拇指的運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于: 其中，所述四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有:電機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪箱以及連桿， 齒輪箱固定在所述背部支撐板上， 所述電機(jī)，安裝在所述背部支撐板上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述背部支撐板上所述齒輪箱內(nèi)的組合齒輪的運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有:斜齒輪1，帶動(dòng)齒輪箱內(nèi)連接桿上斜齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪箱內(nèi)連接桿，穿過(guò)固定在背部支撐板上的所述齒輪箱，同時(shí)所述齒輪箱內(nèi)連接桿的另一端有一個(gè)小齒輪，連接桿，斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使所述小齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所述小齒輪與半弧齒輪相配合，所述半弧齒輪與所述齒輪箱外連接桿相配合， 所述連桿的運(yùn)動(dòng)通過(guò)帶動(dòng)皮帶從而帶動(dòng)所述患者所述食指和所述小指的運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于: 所述手指機(jī)構(gòu)，使四根手指近端與四根手指遠(yuǎn)端相連接，具有:指間連接件，四指?jìng)鲃?dòng)桿，傳動(dòng)軸，四指帶動(dòng)桿，手指近端連接桿，手指遠(yuǎn)端連接桿，手指遠(yuǎn)端連接件，指間傳動(dòng)桿； 所述手指支架位于所述手指近端與所述手指遠(yuǎn)端取手指的后兩節(jié)， 所述指間連接件固定在所述四根手指的近端將所述四根手指近端連接起來(lái)， 所述四指?jìng)鲃?dòng)桿傳遞所述傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)， 所述傳動(dòng)軸固定在所述手指支架的兩側(cè)，通過(guò)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)所述傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)， 所述四指?jìng)鲃?dòng)桿的運(yùn)動(dòng)通過(guò)所述手指近端連接桿、所述手指遠(yuǎn)端連接桿和所述手指遠(yuǎn)端連接件從而驅(qū)動(dòng)所述手指支架進(jìn)行仿生運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于: 其中，所述拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括:直線電機(jī)，拇指固定板，直線電機(jī)固定架，聯(lián)動(dòng)器以及連桿機(jī)構(gòu)， 所述直線電機(jī)安裝在拇指固定板上，由兩個(gè)所述直線電機(jī)固定架固定，并通過(guò)一個(gè)所述聯(lián)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)， 所述連桿機(jī)構(gòu)包括推桿，推桿聯(lián)動(dòng)桿，拇指，拇指連接架， 所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述推桿的運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)所述推桿聯(lián)動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)所述拇指的運(yùn)動(dòng)，所述拇指通過(guò)所述拇指連接架與所述推桿聯(lián)動(dòng)桿相連，同時(shí)與患者的所述拇指相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器，屬于康復(fù)工程技術(shù)領(lǐng)域。它包括四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，背部支撐板和手指機(jī)構(gòu)。手部背部支撐板固定連接四指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)齒輪的運(yùn)動(dòng)連接食指，驅(qū)動(dòng)食指的運(yùn)動(dòng)，四指通過(guò)四指近端上的連接件連接，由食指的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)其他手指的運(yùn)動(dòng)。背部支撐板的一側(cè)連接拇指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，本穿戴式外骨骼手功能康復(fù)訓(xùn)練器能夠完成拇指和食指的對(duì)指運(yùn)動(dòng)，食指機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度可根據(jù)患者自身的康復(fù)情況設(shè)定。同時(shí)該機(jī)構(gòu)的可穿戴功能可通過(guò)穿戴手套與手部相連接實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便，操作方便，可供患者自主在社區(qū)以及家里進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。
文檔編號(hào)A61H1/02GK203089779SQ20122065522
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月2日
發(fā)明者胡鑫, 蘇鵬飛, 喻洪流, 張穎, 李秀芝, 陳娜, 李繼才 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)