一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，包括外部箱體、箱體兩側(cè)的拇指和四指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，拇指和四指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)分別通過多連桿及齒輪系統(tǒng)與內(nèi)壁相連，鏡子安裝在兩側(cè)平行布置的機(jī)械手之間并成一定角度；該機(jī)械手分別與人手五指各關(guān)節(jié)相連，接觸端設(shè)有壓力傳感器，一側(cè)拇指和四指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，由另一側(cè)機(jī)械手通過多連桿和齒輪傳遞及改變動(dòng)力方向來驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)患者一側(cè)手帶動(dòng)另一側(cè)手同步主被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練。本發(fā)明由箱體內(nèi)壁承擔(dān)重量，采用環(huán)保輕型材料，既不會(huì)給患者構(gòu)成負(fù)擔(dān)，又降低成本，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)精巧、操作安全方便且易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，借助鏡像神經(jīng)元理論并通過手部精巧復(fù)雜的康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作，可達(dá)到全面高效的康復(fù)治療。
【專利說明】
一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種人體運(yùn)動(dòng)康復(fù)裝置，尤其涉及一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]康復(fù)理論與醫(yī)學(xué)實(shí)證明，對(duì)于意外傷害、手術(shù)后遺癥、中風(fēng)等引起的手部運(yùn)動(dòng)功能損傷的患者，一定強(qiáng)度的科學(xué)康復(fù)訓(xùn)練治療對(duì)于最大限度的恢復(fù)手部運(yùn)動(dòng)功能有著非常重要的意義。目前藥物治療和傳統(tǒng)的治療師手把手的對(duì)患者進(jìn)行一對(duì)一式康復(fù)療法，這種方法不僅勞動(dòng)量大、費(fèi)用昂貴，而且訓(xùn)練效率和強(qiáng)度難以保證，缺乏評(píng)價(jià)訓(xùn)練參數(shù)和康復(fù)效果關(guān)系的客觀數(shù)據(jù)，難以對(duì)訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得最佳治療方案。
[0003]現(xiàn)有的手指康復(fù)訓(xùn)練裝置都是患者的一些大關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，缺乏每根手指的每個(gè)重要關(guān)節(jié)的高度貼合與整體手指的合理空間布置方式，而且設(shè)計(jì)基本都是采用電機(jī)、氣缸等外力驅(qū)動(dòng)，始終存在造成手部傷害的安全隱患。而采用一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手是根據(jù)人體工效學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)中采用的運(yùn)動(dòng)方式以及各外骨骼手指的布置方式均更適合人手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，患者將其穿戴該機(jī)械手，通過建立患指數(shù)據(jù)庫以及設(shè)備配套的傳感器可以對(duì)患者康復(fù)情況進(jìn)行客觀量化有針對(duì)性的訓(xùn)練，使患者康復(fù)效果最大化。因此，本發(fā)明旨在解決上述問題而設(shè)立。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決因腦中風(fēng)、手術(shù)后遺癥或者外傷等造成的手部運(yùn)動(dòng)功能受損患者的手部功能康復(fù)問題，提供了一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0006]—種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，包括固定機(jī)械手的箱體、以及分別架設(shè)在箱體左右兩側(cè)的拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)，拇指康復(fù)系統(tǒng)通過多連桿傳力系統(tǒng)及齒輪與箱體相連，四指康復(fù)系統(tǒng)通過多連桿傳力系統(tǒng)與箱體相連;平面鏡設(shè)在所述箱體中的兩側(cè)機(jī)械手之間；
[0007]所述拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)分別與手指各關(guān)節(jié)相連，連接后的拇指康復(fù)系統(tǒng)與四指康復(fù)系統(tǒng)相互呈30度左右的空間角布置，而兩側(cè)四指康復(fù)系統(tǒng)之間平行布置，該布置方式最符合人手仿生結(jié)構(gòu)，相連端設(shè)有壓力傳感器，一側(cè)拇指和四指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，由另一側(cè)機(jī)械手通過多連桿和齒輪傳遞及改變動(dòng)力方向來驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)患者健側(cè)手帶動(dòng)患側(cè)手或者患側(cè)手自主運(yùn)動(dòng)的主被動(dòng)式同步康復(fù)訓(xùn)練。
[0008]作為優(yōu)化，所述拇指康復(fù)系統(tǒng)包括拇指機(jī)構(gòu)、齒輪組以及拇指固定肋板;所述四指康復(fù)系統(tǒng)包括通過多連桿傳力系統(tǒng)與食指、中指、無名指和小指的四指分別相連的四指機(jī)構(gòu)以及四指固定肋板;所述多連桿傳力系統(tǒng)包括分別與拇指機(jī)構(gòu)、四指機(jī)構(gòu)的四指中端指節(jié)外骨骼連接的兩個(gè)互連的連桿，兩個(gè)連桿之間設(shè)有與箱體相連的活塞桿、四連桿和若干固定桿。
[0009]進(jìn)一步地，所述四指機(jī)構(gòu)包括四個(gè)并列設(shè)在箱體兩側(cè)通過銷連接固定在四指固定板上的四指固定機(jī)構(gòu)，四指固定機(jī)構(gòu)包括四指近端指節(jié)外骨骼、伸縮臂和遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼；所述四指近端指節(jié)外骨骼通過圓柱銷與多連桿傳力系統(tǒng)連接，四指近指端指節(jié)外骨骼上設(shè)有不同位置的調(diào)節(jié)孔；四指固定機(jī)構(gòu)的伸縮臂一端與四指近端指節(jié)弧形臂通過圓柱銷連接，另一端通過圓柱銷與箱體相連。
[0010]更進(jìn)一步地，所述四指固定機(jī)構(gòu)的伸縮臂包括連接在箱體上的連接桿，連接桿螺紋連接螺桿，螺桿通過圓柱銷連接能夠折疊的連架桿，連架桿連接有與四指近端指節(jié)弧形臂相套接的推桿;推桿上連接有四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼。
[0011 ]更進(jìn)一步地，所述四指近端指節(jié)弧形臂設(shè)有雙弧形軌道槽，雙弧形軌道槽中分別設(shè)有位置傳感器;設(shè)在四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼直線臂上的圓柱銷與軌道槽內(nèi)的軸承相接，軸承能夠沿關(guān)節(jié)外骨骼的軌道槽內(nèi)滾動(dòng)。
[0012]更進(jìn)一步地，所述四指近端指節(jié)弧形臂內(nèi)弧根部與四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼端部分別通過魔術(shù)貼與手指各關(guān)節(jié)相連，在四指近端指節(jié)弧形臂內(nèi)弧根部與四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼端部分別設(shè)有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。
[0013]進(jìn)一步地，所述拇指機(jī)構(gòu)包括設(shè)在箱體兩側(cè)通過與箱體內(nèi)面板圓柱銷連接的固定板，固定板連接拇指近端指節(jié)外骨骼，拇指近端指節(jié)外骨骼連接齒輪組，所述齒輪組為一對(duì)相互嚙合的錐齒輪，拇指近端指節(jié)外骨骼通過圓柱銷與連接在1#錐齒輪上的連桿相連，2#錐齒輪通過拇指連桿與多連桿系統(tǒng)相連;齒輪組軸心鉸接在在箱體內(nèi)壁固定桿上。
[0014]更進(jìn)一步地，所述拇指近端指節(jié)外骨骼與手指連接處通過魔術(shù)貼設(shè)有拇指壓力傳感器。
[0015]進(jìn)一步地，所述多連桿傳力系統(tǒng)包括設(shè)在箱體內(nèi)左右兩側(cè)的一對(duì)連桿，一對(duì)連桿端頭分別與左右側(cè)的四指機(jī)構(gòu)的四指近端指節(jié)外骨骼或拇指連桿相連，一對(duì)連桿的另一端連接有鉸接活塞桿的四連桿機(jī)構(gòu)，四連桿機(jī)構(gòu)的延伸端連接有縱桿，縱桿的端部分別鉸接有與箱體側(cè)壁連接的固定桿和橫桿，一對(duì)橫桿之間連接有鉸接活塞桿的四連桿機(jī)構(gòu)。
[0016]作為優(yōu)化，所述箱體為中空的圍框形結(jié)構(gòu)，拇指康復(fù)系統(tǒng)、四指康復(fù)系統(tǒng)和平面鏡設(shè)在箱體圍框內(nèi)側(cè)壁上，多連桿傳力系統(tǒng)設(shè)在箱體中空的圍框內(nèi)；所述多連桿傳力系統(tǒng)的固定桿連接在箱體的內(nèi)側(cè)壁上，多連桿傳力系統(tǒng)的活塞桿端貫穿在箱體圍框外側(cè)壁的孔中做水平滑動(dòng)。
[0017]采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)中的方案相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、通過患者健側(cè)手提供動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)患側(cè)手或者患側(cè)手自主運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更有利于患者康復(fù)的主被動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。
[0019]2、本發(fā)明一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手根據(jù)人體手部結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，無論兩機(jī)械手的平行布置運(yùn)動(dòng)方式還是拇指與四指間空間夾角的設(shè)計(jì)，以及拇指機(jī)構(gòu)通過錐齒輪嚙合的帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式，都更有利于患者手部運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)訓(xùn)練。
[0020]3、在該訓(xùn)練裝置的外骨骼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)客觀的反饋外骨骼系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)信息，建立患者數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者康復(fù)情況進(jìn)行客觀量化有針對(duì)性的訓(xùn)練，使患者康復(fù)效果最大化。
[0021]4、外骨骼機(jī)械手通過箱體內(nèi)壁插板承擔(dān)重量，采用環(huán)保輕型材料，既不會(huì)給患者構(gòu)成負(fù)擔(dān)，又降低成本。
[0022]5、提供了更多的自由度，可以完成更多更精巧更復(fù)雜的手部康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作，包括五根手指的共同運(yùn)動(dòng)和單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，有助于患者患側(cè)手更好更全面地康復(fù)治療。
[0023]6、借助鏡像神經(jīng)元理論，通過鏡子療法，即患者對(duì)著鏡子再輔助本發(fā)明的康復(fù)訓(xùn)練裝置進(jìn)行患指的康復(fù)訓(xùn)練，有助于患者重塑受損神經(jīng)，進(jìn)而使受損的大腦恢復(fù)功能。
【附圖說明】
[0024]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的食指或中指或無名指或小指的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明的拇指的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的連桿傳力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中，1、箱體;2、右側(cè)拇指固定板;3、右側(cè)拇指;4、右側(cè)食指;5、右側(cè)中指;6、右側(cè)無名指;7、右側(cè)小指;8、平面鏡;9、左側(cè)小指；10、左側(cè)無名指；11、左側(cè)中指；12、左側(cè)食指；
13、左側(cè)拇指;14、左側(cè)拇指固定板;15、平面鏡調(diào)節(jié)孔;16、連接桿;17、螺桿；18、四指近端指節(jié)弧形臂；19、四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼;20、第二壓力傳感器;21、圓柱銷;22、第一壓力傳感器；
23、推桿;24、連架桿;25、四指近端指節(jié)旋轉(zhuǎn)孔;26、四指近端指節(jié)外骨骼;27、2#錐齒輪;28、1#錐齒輪;29、連桿;30、拇指壓力傳感器;31、拇指近端指節(jié)外骨骼;32、2#活塞桿;33、2#四連桿機(jī)構(gòu);34、2#橫桿；35、1#固定桿；36、1#縱桿；37、1#四連桿機(jī)構(gòu)；38、1#活塞桿;39、1#連桿;40、2#連桿;41、3#活塞桿;42、3_連桿機(jī)構(gòu)；43、2#縱桿；44、2#固定桿；45、1#橫桿；46、四指近端指節(jié)外骨骼連桿;47、拇指機(jī)構(gòu)連桿;48、箱體后面板;49、箱體開口部頂面板;50、箱體右面板；51、箱體前面板;52、箱體左面板；53、箱體開口部左側(cè)面板；54、箱體內(nèi)面板；55、箱體開口部右側(cè)面板。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0032]由圖1所示，本實(shí)施例描述了一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括固定外骨骼機(jī)械手的箱體1、以及分別架設(shè)在外骨骼機(jī)械手的箱體I左右兩側(cè)的拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)，拇指康復(fù)系統(tǒng)通過連桿及齒輪系統(tǒng)與箱體I相連，四指康復(fù)系統(tǒng)通過多連桿與箱體I相連;拇指康復(fù)系統(tǒng)與四指康復(fù)系統(tǒng)相互呈垂直分布在箱體I的兩個(gè)側(cè)壁上。平面鏡8設(shè)在箱體I中的兩側(cè)機(jī)械手之間并與水平面成一定角度，箱體I上設(shè)置有不同位置的平面鏡調(diào)節(jié)孔15，平面鏡8固定在不同位置的調(diào)節(jié)孔內(nèi)，用于適應(yīng)不同位置不同角度的需要。拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)分別與手指各關(guān)節(jié)相連，相連端設(shè)有壓力傳感器，同時(shí)拇指與四指康復(fù)系統(tǒng)采用30度左右的空間角布置，更適合人手的骨骼分布結(jié)構(gòu)并且兩側(cè)機(jī)械手采用更適合病人的平行布置運(yùn)動(dòng)方式，以達(dá)到更好的康復(fù)效果，一側(cè)(患側(cè)或健康側(cè))拇指和四指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，由另一側(cè)(健康側(cè)或患側(cè))機(jī)械手通過多連桿和齒輪傳遞及改變動(dòng)力方向來驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)患者健側(cè)手帶動(dòng)患側(cè)手或者患側(cè)手自主運(yùn)動(dòng)的主被動(dòng)式同步康復(fù)訓(xùn)練。
[0033]拇指康復(fù)系統(tǒng)包括拇指機(jī)構(gòu)、齒輪組以及拇指固定板;分為左側(cè)拇指13和右側(cè)拇指3、左側(cè)拇指固定板14和右側(cè)拇指固定板2。
[0034]四指康復(fù)系統(tǒng)包括通過多連桿傳力系統(tǒng)與食指、中指、無名指和小指的四指分別相連的四指機(jī)構(gòu)以及四指固定板。分為右手四指機(jī)構(gòu)和左手四指機(jī)構(gòu)，圖1中右側(cè)拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)自上而下依次分布為右側(cè)拇指固定板2、右側(cè)拇指3、右側(cè)食指4、右側(cè)中指5、右側(cè)無名指6、右側(cè)小指7。左側(cè)拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)自下而上依次分布為左側(cè)小指9、左側(cè)無名指10、左側(cè)中指11、左側(cè)食指12、左側(cè)拇指13和左側(cè)拇指固定板14。右手四指機(jī)構(gòu)包括右側(cè)食指4、右側(cè)中指5、右側(cè)無名指6、右側(cè)小指7，為屈伸傳遞動(dòng)力的多連桿系統(tǒng)的一端1#連桿39與右手四指機(jī)構(gòu)的四指近端指節(jié)外骨骼26通過圓柱銷相連(參見圖4)，二者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，右手四指機(jī)構(gòu)與固定在箱體上的四指固定板下端鉸接，二者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；左手四指機(jī)構(gòu)包括左側(cè)食指12、左側(cè)中指11、左側(cè)無名指10、左側(cè)小指9，為屈伸傳遞動(dòng)力的多連桿系統(tǒng)的2#連桿40與左側(cè)四指機(jī)構(gòu)的四指近端指節(jié)外骨骼通過圓柱銷相連(參見圖4)，二者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，左手四指機(jī)構(gòu)與固定在箱體上的四指固定板下端鉸接，二者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0035]如圖2所示，四指機(jī)構(gòu)包括四個(gè)并列設(shè)在固定外骨骼機(jī)械手的箱體I兩側(cè)通過四指固定板固定的四指固定機(jī)構(gòu)和伸縮臂；四指固定機(jī)構(gòu)包括四指近端指節(jié)外骨骼26、伸縮臂和四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼19，四指近端指節(jié)外骨骼26上連接四指近端指節(jié)外骨骼連桿46;四指近端指節(jié)外骨骼26包括直線臂和四指近端指節(jié)弧形臂18;伸縮臂包括連接桿16、螺桿17、推桿23和連架桿24。伸縮臂一端與四指近端指節(jié)弧形臂18通過圓柱銷21連接，另一端通過圓柱銷與箱體相連。
[0036]其中，四指機(jī)構(gòu)的伸縮臂包括鉸接在箱體I上的連接桿16，伸縮臂連接桿16與箱體I鉸接，可繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);連接桿16與螺桿17螺紋連接，螺桿17通過圓柱銷連接能夠折疊的連架桿24，連架桿24連接有與四指近端指節(jié)外骨骼弧形臂19套接的推桿23;推桿23上連接有四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼19。螺桿17設(shè)有外螺紋，螺桿17和連接桿16通過螺紋連接來調(diào)節(jié)配合長度，通過鏈桿間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到調(diào)節(jié)手指運(yùn)動(dòng)范圍的目的。四指近端指節(jié)弧形臂18設(shè)有對(duì)稱的雙弧形軌道槽結(jié)構(gòu)，雙弧形軌道槽中分別設(shè)有限位銷，防止在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)構(gòu)卡死;雙弧形軌道槽中并設(shè)有位置傳感器；四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼19通過圓柱銷與軸承21在近端指節(jié)弧形臂18的軌道槽內(nèi)滾動(dòng)。
[0037]四指近端指節(jié)弧形臂18內(nèi)弧根部與四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼19端部分別通過魔術(shù)貼與手指各關(guān)節(jié)相連，在連接部分分別設(shè)有第一壓力傳感器22和第二壓力傳感器20。四指近指端指節(jié)外骨骼26上設(shè)有不同位置的調(diào)節(jié)孔25，與固定板配合，達(dá)到適應(yīng)不同尺寸與位置手指的目的。
[0038]如圖3所示，拇指機(jī)構(gòu)包括設(shè)在箱體I兩側(cè)通過與箱體I左側(cè)內(nèi)面板53(參見圖5)圓柱銷連接的固定板14(參見圖1)上的拇指近端指節(jié)外骨骼31和齒輪組，齒輪組為一對(duì)相互嚙合的錐齒輪，拇指近端指節(jié)外骨骼31上設(shè)有若干孔，可調(diào)節(jié)手指彎曲角度及適應(yīng)不同尺寸手指，與固定板14下端鉸接在一起，二者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng);拇指近端指節(jié)外骨骼31通過圓柱銷與連接在1#錐齒輪28上的連桿29的下端相連，2#錐齒輪27通過拇指機(jī)構(gòu)連桿47與多連桿系統(tǒng)相連，齒輪組分別安裝在箱體I內(nèi)壁固定桿上。
[0039]拇指近端指節(jié)外骨骼31與手指通過魔術(shù)貼連接并在連接處設(shè)有拇指壓力傳感器30。通過角度傳感器和壓力傳感器反饋采集患者訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
[0040]如圖4所示，多連桿傳力系統(tǒng)包括設(shè)在箱體I內(nèi)的1#連桿39，1#連桿39端頭與右側(cè)四指機(jī)構(gòu)的四指近端指節(jié)外骨骼26或拇指機(jī)構(gòu)連桿47相連，1#連桿39的另一端連接有鉸接1#活塞桿38的1#四連桿機(jī)構(gòu)37，1#四連桿機(jī)構(gòu)37的延伸端連接有1#縱桿36，1#縱桿36的端部分別鉸接有1#固定桿35和2#橫桿34、1#橫桿45，1#固定桿35與箱體I相連；1#橫桿45和2#橫桿34之間連接有鉸接2#活塞桿32的2#四連桿機(jī)構(gòu)33; 1#橫桿45的端部分別鉸接有2#固定桿44和2#縱桿43，2#縱桿43的下端與鉸接有3#活塞桿41的3#四連桿機(jī)構(gòu)42相連，2#連桿40的一端與3#四連桿機(jī)構(gòu)42相連，另一端與左側(cè)四指機(jī)構(gòu)的四指近端指節(jié)外骨骼連桿46或拇指機(jī)構(gòu)連桿47相連。由于連桿傳力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的可逆性，主運(yùn)動(dòng)的一側(cè)既可以是左手也可以是右手。
[0041]如圖5所示，箱體I為中空的圍框形結(jié)構(gòu)，箱體后部封閉，前部、上部開口，由箱體后面板48、箱體開口部頂面板49、箱體右面板50、箱體左面板52、箱體開口部左側(cè)面板53、箱體內(nèi)面板54、箱體開口部右側(cè)面板55和箱體前面板51構(gòu)成封閉箱體。由箱體開口部左側(cè)面板53和箱體開口部右側(cè)面板55與箱體前面板51、箱體內(nèi)面板54構(gòu)成的前端兩個(gè)凸臺(tái)用于安裝拇指康復(fù)系統(tǒng)，由箱體右面板50、箱體左面板52與箱體前面板51、箱體后面板48構(gòu)成的圍框的兩側(cè)用于安裝四指康復(fù)系統(tǒng)。每個(gè)拇指四指機(jī)構(gòu)和四指機(jī)構(gòu)上分別連接有一套多連桿傳力系統(tǒng)，各多連桿傳力系統(tǒng)的固定桿分別連接在箱體I側(cè)壁上，各多連桿傳力系統(tǒng)的活塞桿分別貫穿出箱體I側(cè)壁上的孔，并沿箱體I做水平滑動(dòng)。
[0042]以拇指運(yùn)動(dòng)傳力系統(tǒng)為例說明本發(fā)明多連桿傳力系統(tǒng)與齒輪組在箱體中的連接位置。多連桿傳力系統(tǒng)和齒輪組設(shè)在該封閉箱體內(nèi)，在箱體開口處設(shè)有箱體開口部頂面板50、箱體開口部左(右)側(cè)面板和箱體左(右)面板。拇指康復(fù)系統(tǒng)、四指康復(fù)系統(tǒng)和平面鏡8分別設(shè)在箱體I開口處，設(shè)在箱體I封閉處的多連桿傳力系統(tǒng)的活塞桿上端分別貫穿箱體后面板48和箱體左(右)面板的孔做上下滑動(dòng)；固定桿連接在箱體開口部頂面板49上，1#錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在箱體開口部左(右)側(cè)面板內(nèi)壁上，2#錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在箱體開口部頂面板49上。
[0043]本發(fā)明的工作過程如下:
[0044]手部運(yùn)動(dòng)功能受損的患者穿戴好本發(fā)明的主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，患者健側(cè)手指做抓握動(dòng)作時(shí)，以拇指為例，一側(cè)拇指屈曲帶動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手的拇指外骨骼運(yùn)動(dòng)，即拇指近端指節(jié)外骨骼31繞拇指固定板下端鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)連桿29運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)輸入端1#錐齒28運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒輪組轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)后由2#錐齒輪27輸出運(yùn)動(dòng)給拇指機(jī)構(gòu)連桿47，拇指機(jī)構(gòu)連桿47與多連桿傳力系統(tǒng)的1#連桿39相連，之后運(yùn)動(dòng)分別經(jīng)過1#四連桿機(jī)構(gòu)、2#四連桿機(jī)構(gòu)、3#四連桿機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)后，將運(yùn)動(dòng)由2#連桿輸出給另一側(cè)手的錐齒輪組，最后驅(qū)動(dòng)另一側(cè)拇指的同步屈曲運(yùn)動(dòng)。另外，在進(jìn)行患指的康復(fù)訓(xùn)練過程中，患者可以通過平面鏡8觀察到同側(cè)各個(gè)手指的康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明采用“鏡子療法”，利用鏡像神經(jīng)元理論，患者用健康的手對(duì)著鏡子不斷的做運(yùn)動(dòng)，給患者大腦一種受損的手在運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺，這樣有助于相關(guān)受損的大腦運(yùn)動(dòng)功能區(qū)域的恢復(fù)或重塑，從而達(dá)到手功能康復(fù)訓(xùn)練的效果。至于鏡子角度的要求只要在鏡子中能夠看到主動(dòng)手的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)鏡子把被動(dòng)手遮擋住即可，由于結(jié)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)的可逆性，作為驅(qū)動(dòng)手的一側(cè)既可以是健康手也可以是患側(cè)手，實(shí)現(xiàn)主被動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練，加上更貼合人手結(jié)構(gòu)的外骨骼布置設(shè)計(jì)方式可以使病人實(shí)現(xiàn)更高效的康復(fù)訓(xùn)練效果。
[0045]整個(gè)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，可以放置在不同場合進(jìn)行康復(fù)治療。
[0046]上述實(shí)例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和特點(diǎn)，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡是根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾改進(jìn)，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，包括固定機(jī)械手的箱體(I)、以及分別架設(shè)在箱體(I)左右兩側(cè)的拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)，拇指康復(fù)系統(tǒng)通過多連桿傳力系統(tǒng)及齒輪與箱體(I)相連，四指康復(fù)系統(tǒng)通過多連桿傳力系統(tǒng)與箱體(I)相連;平面鏡(8)設(shè)在所述箱體(I)中的兩側(cè)機(jī)械手之間； 所述拇指康復(fù)系統(tǒng)和四指康復(fù)系統(tǒng)分別與手指各關(guān)節(jié)相連，連接后的拇指康復(fù)系統(tǒng)與四指康復(fù)系統(tǒng)相互呈30度的空間角布置，相連端設(shè)有壓力傳感器，一側(cè)拇指和四指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，由另一側(cè)機(jī)械手通過多連桿和齒輪傳遞及改變動(dòng)力方向來驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)患者健側(cè)手帶動(dòng)患側(cè)手或者患側(cè)手自主運(yùn)動(dòng)的主被動(dòng)式同步康復(fù)訓(xùn)練。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述拇指康復(fù)系統(tǒng)包括拇指機(jī)構(gòu)、齒輪組以及拇指固定肋板;所述四指康復(fù)系統(tǒng)包括通過多連桿傳力系統(tǒng)與食指、中指、無名指和小指的四指分別相連的四指機(jī)構(gòu)以及四指固定肋板;所述多連桿傳力系統(tǒng)包括分別與拇指機(jī)構(gòu)、四指機(jī)構(gòu)的四指中端指節(jié)外骨骼連接的兩個(gè)互連的連桿，兩個(gè)連桿之間設(shè)有與箱體相連的活塞桿、四連桿和若干固定桿。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述四指機(jī)構(gòu)包括四個(gè)并列設(shè)在箱體(I)兩側(cè)通過銷連接固定在四指固定板上的四指固定機(jī)構(gòu)，四指固定機(jī)構(gòu)包括四指近端指節(jié)外骨骼(26)、伸縮臂和遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼(19);所述四指近端指節(jié)外骨骼(26)通過圓柱銷與多連桿傳力系統(tǒng)連接，四指近指端指節(jié)外骨骼(26)上設(shè)有不同位置的調(diào)節(jié)孔(25);四指固定機(jī)構(gòu)的伸縮臂一端與四指近端指節(jié)弧形臂(18)通過圓柱銷(21)連接，另一端通過圓柱銷與箱體相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述四指固定機(jī)構(gòu)的伸縮臂包括連接在箱體(I)上的連接桿(16)，連接桿(16)螺紋連接螺桿(17)，螺桿(17)通過圓柱銷連接能夠折疊的連架桿(24)，連架桿(24)連接有與四指近端指節(jié)弧形臂(18)相套接的推桿(23);推桿(23)上連接有四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼(19)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述四指近端指節(jié)弧形臂(18)設(shè)有雙弧形軌道槽，雙弧形軌道槽中分別設(shè)有位置傳感器;設(shè)在四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼(19)直線臂上的圓柱銷(21)與軌道槽內(nèi)的軸承相接，軸承能夠沿關(guān)節(jié)外骨骼的軌道槽內(nèi)滾動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述四指近端指節(jié)弧形臂(18)內(nèi)弧根部與四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼(19)端部分別通過魔術(shù)貼與手指各關(guān)節(jié)相連，在四指近端指節(jié)弧形臂(18)內(nèi)弧根部與四指遠(yuǎn)端指節(jié)外骨骼(19)端部分別設(shè)有第一壓力傳感器(22)和第二壓力傳感器(20)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述拇指機(jī)構(gòu)包括設(shè)在箱體(I)兩側(cè)通過與箱體(I)內(nèi)面板圓柱銷連接的固定板(14)，固定板(14)連接拇指近端指節(jié)外骨骼(31)，拇指近端指節(jié)外骨骼(31)連接齒輪組，所述齒輪組為一對(duì)相互嚙合的錐齒輪，拇指近端指節(jié)外骨骼(31)通過圓柱銷與連接在1#錐齒輪(28)上的連桿(29)相連，2#錐齒輪(27)通過拇指連桿(47)與多連桿系統(tǒng)相連;齒輪組軸心鉸接在箱體(I)內(nèi)壁固定桿上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述拇指近端指節(jié)外骨骼(31)與手指連接處通過魔術(shù)貼設(shè)有拇指壓力傳感器(30)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述多連桿傳力系統(tǒng)包括設(shè)在箱體(I)內(nèi)左右兩側(cè)的一對(duì)連桿，一對(duì)連桿端頭分別與左右側(cè)的四指機(jī)構(gòu)的四指近端指節(jié)外骨骼(26)或拇指連桿(47)相連，一對(duì)連桿的另一端連接有鉸接活塞桿的四連桿機(jī)構(gòu)，四連桿機(jī)構(gòu)的延伸端連接有縱桿，縱桿的端部分別鉸接有與箱體(I)側(cè)壁連接的固定桿和橫桿，一對(duì)橫桿之間連接有鉸接活塞桿的四連桿機(jī)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主被動(dòng)式可穿戴康復(fù)訓(xùn)練機(jī)械手，其特征在于，所述箱體(I)為中空的圍框形結(jié)構(gòu)，拇指康復(fù)系統(tǒng)、四指康復(fù)系統(tǒng)和平面鏡(8)設(shè)在箱體(I)圍框內(nèi)側(cè)壁上，多連桿傳力系統(tǒng)設(shè)在箱體(I)中空的圍框內(nèi)；所述多連桿傳力系統(tǒng)的固定桿連接在箱體(I)的內(nèi)側(cè)壁上，多連桿傳力系統(tǒng)的活塞桿端貫穿在箱體圍框外側(cè)壁的孔中做水平滑動(dòng)。
【文檔編號(hào)】A63B23/16GK105935333SQ201610464214
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】王晶, 郭曉輝
【申請(qǐng)人】王晶