專利名稱：穿戴式外骨骼手功能康復訓練器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模仿人體手指對指運動的穿戴式外骨骼手功能訓練器。
背景技術：
一雙健康的手在人的生活當中占據了非常重要的地位，然而對于一些老年人以及身體受到外部損傷導致手部發生痙攣以及其他傷害的時候，就對患者的生活造成了極大的困難。同時手部損傷的治療難度很大，治療后康復訓練受到很大的局限。對于傳統意義上的手部康復治療一般都是通過患者定期到醫院借助一些相對比較大的手部訓練器進行對手的康復訓練。國內四肢康復設備的研究起步較晚，在此領域展開研究的主要有清華大學、上海交通大學、復旦大學、哈爾濱工業大學等。目前，七自由度假手模擬裝置已設計完成神經信息的提取正在進行動物試驗，信息的整合與控制電路的設計進展順利。但目前的成型產品很難完全滿足患者的要求。上肢康復設備中應用范圍僅限于局部關節，且智能化程度不高、穿戴性較差。國外針對偏癱上肢的重復訓練，1991年MIT設計完成了第一臺上肢康復訓練機器人系MIT-MANUS [8]，與一般工業機器人不同，MIT-MANUS盡管在機械方面考慮到了安全性、穩定性以及患者近距離物理接觸的柔順性，但不具有穿戴性。

實用新型內容針對現有技術的諸多缺陷，本實用新型提出一種穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，其結構簡單，體積小，方便攜帶，使患者能夠在家里以及社區可以隨時隨地進行康復訓練，填充國內的缺陷。
本實用新型提供的一種穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，其特征在于:包括:背部支撐板，手指機構，四指驅動機構，拇指驅動機構；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安裝四指驅動機構，用于驅動患者的食指以及小指運動，從而帶動其他兩根手指的運動，背部支撐板的另一側連接拇指驅動機構，用于驅動患者拇指的運動，實現與四指的對指運動。進一步，本實用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器還可以具有這樣的特征:其中，四指驅動機構具有:電機，傳動機構，齒輪箱以及連桿，齒輪箱固定在背部支撐板上，電機，安裝在背部支撐板上，通過驅動背部支撐板上齒輪箱內的組合齒輪的運動來驅動傳動機構，傳動機構具有:斜齒輪I，帶動齒輪箱內連接桿上斜齒輪2的轉動，齒輪箱內連接桿，穿過固定在背部支撐板上的齒輪箱，同時齒輪箱內連接桿的另一端有一個小齒輪，連接桿，斜齒輪的轉動會使小齒輪發生轉動，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，連桿的運動通過帶動皮帶從而帶動患者食指和小指的運動。[0011]進一步，本實用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器還可以具有這樣的特征:其中，手指機構的結構是:四根手指的近端與遠端通過曲線滑桿相連接，指間連接件，四指傳動桿，傳動軸，四指帶動桿，手指近端連接桿，手指遠端連接桿，手指遠端連接件，指間傳動桿；四根手指支架由手指近端與手指遠端取手指的后兩節；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；四指傳動桿傳遞轉動軸的運動；傳動軸固定在手指支架的兩側，齒輪轉動從而帶動軸運動，四指傳動桿的運動通過手指近端連接桿、手指遠端連接桿和手指遠端連接件從而驅動手指支架進行仿生運動運動。患者的手指在本裝置的下方進行穿戴，通過指板的帶動進行康復鍛煉。進一步，本實用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器還可以具有這樣的特征:其中，拇指驅動機構包括:直線電機，拇指固定板，直線電機固定架，聯動器以及連桿機構，一個直線電機安裝在拇指固定板上，由兩個直線電機固定架固定，并通過一個聯動器來驅動連桿機構；連桿機構包括推桿，推桿聯動桿，拇指，拇指連接架，電機驅動推桿的運動，推動推桿聯動桿的運動從而驅動拇指的運動，拇指通過拇指連接架與推桿聯動桿相連，同時與患者的拇指相連。拇指的運動只能實現與四指的對指運動。實用新型作用與效果背部支撐板固定連接四指驅動機構，電機驅動通過齒輪的運動連接食指，驅動食指的運動，四指通過四指近端上的連接件連接，由食指的運動帶動其他手指的運動。背部支撐板的一側連接拇指驅動機構，本穿戴式外骨骼手功能康復訓練器能夠完成拇指和食指的對指運動，食指機構的運動速度可根據患者自身的康復情況設定。同時該機構的可穿戴功能可通過穿戴手套與手部相連接實現。本實用新型結構簡單，輕便，操作方便，可供患者自主在社區以及家里進行康復訓練。綜上所述，本實用新型提供的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，具有:四指驅動機構，拇指驅動機構，背部支撐板和手指機構。手部
圖1為本實 用新型涉及的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器在實施例中的結構示意圖；圖2為本實用新型涉及的背部支撐板支架在實施例中的結構示意圖；圖3為本實用新型涉及的電機機構在實施例中的結構示意圖；圖4為本實用新型涉及的四指控制機構在實施例中的結構示意圖；圖5為本實用新型涉及的拇指控制機構在實施例中的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。應理解的是，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。實施例圖1為本實用新型涉及的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器在實施例中的結構示意圖。圖2為本實用新型涉及的背部支撐板支架在實施例中的結構示意圖。圖3為本實用新型涉及的電機機構在實施例中的結構示意圖。圖4為本實用新型涉及的四指控制機構在實施例中的結構示意圖。[0027]圖5為本實用新型涉及的拇指控制機構在實施例中的結構示意圖。如圖1、2、3、4、5所示，在本實施例中的可穿戴式外骨骼康復手訓練器，包括背部支撐板(圖2)、背部支撐板(22)后方為一套環將背部支撐板支架固定在手上，背部支撐板上方固定設計一個齒輪箱，用于連接電機控制。直線電機(32)、直線電機固定架(25)、拇指固定底架(23)、食指、中指、無名指、小指、食指終端連接件、帶動桿、指間連接件(16)、手指近端連接桿(10)、手指遠端連接桿(11)、手指遠端連接件(12)、指間傳動桿(15)、四指傳動桿(18)、傳動軸(19)、四指帶動桿(17)、拇指(27)、拇指連桿、推桿(29)、推桿聯動桿(30)、背部支架(22)、電機(32)、齒輪箱外連接桿(33)、斜齒輪(34)、齒輪箱內桿(35)、半弧齒輪(36)、小齒輪(37)、齒輪箱蓋(38)。功能描述如下:1、四指訓練控制:參見圖3，圖4，通過肌肉信號或者聲音的控制，控制電機(32)驅動，背部支撐板上的電機連接斜齒輪I (34)，電機(32)驅動斜齒輪I (34)的轉動，斜齒輪I (34)的轉動會帶動齒輪箱內連接桿(35)上斜齒輪2 (29)的轉動，齒輪箱內連接桿(34)穿過固定在背部支撐板上的齒輪箱， 同時齒輪箱內連接桿的另一端有一個小齒輪(37)，連接桿，斜齒輪的轉動會使小齒輪發生轉動，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，外連接桿由兩個背部支撐板支架(31)固定，。背部支撐板上的連接輪通過傳送帶與四指上的傳動軸1、2相連接，四指帶動桿(17)與傳動軸1、2 (19)相連接，穿過四指傳動桿(18)。指間連接件(16)將四根手指近端連接起來，電機驅動齒輪與傳動軸的運動四指傳動桿的運動，通過手指近端連接桿(10)、指間傳動桿(15)、手指遠端連接桿(11)和手指遠端連接件(12)從而驅動手指支架進行仿生運動運動。從而帶動四根手指的運動。2、拇指訓練控制參見圖5，通過肌電信號或者聲音的控制，控制拇指固定板(23)上直線電機(24)，由于直線電機(24)通過直線電機固定架(25)固定在拇指固定板(23)上，因此直線電機固定不動，直線電機(24)驅動推桿(29)向前運動，推桿(29)的運動驅動推桿聯動桿(30)向前向下運動，由于推桿聯動桿(30 )通過拇指連接架(28 )與拇指(27 )連接，因此拇指的運動隨聯動桿的運動而運動。拇指(27 )通過拇指固定架(28 )與拇指固定板(23 )連接而固定。實施例的作用與效果本實用新型涉及一種穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，屬于康復工程技術領域。它包括:四指驅動機構，拇指驅動機構，背部支撐板和手指機構。手部背部支撐板固定連接四指驅動機構，電機驅動通過齒輪的運動連接食指，驅動食指的運動，四指通過四指近端上的連接件連接，由食指的運動帶動其他手指的運動。背部支撐板的一側連接拇指驅動機構，本穿戴式外骨骼手功能康復訓練器能夠完成拇指和食指的對指運動，食指機構的運動速度可根據患者自身的康復情況設定。同時該機構的可穿戴功能可通過穿戴手套與手部相連接實現。本實用新型結構簡單，輕便，操作方便，可供患者自主在社區以及家里進行康復訓練。另外，本機構的控制系統可能采用肌電控制，聲音控制等。
權利要求1.一種穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，其特征在于，包括:背部支撐板，手指機構，四指驅動機構以及拇指驅動機構， 所述背部支撐板的前端固定連接所述手指機構，用于固定放置患者的手掌， 所述背部支撐板的一側安裝所述四指驅動機構，用于驅動所述患者的食指以及小指運動，從而帶動其他兩根手指的運動， 所述背部支撐板的另一側連接所述拇指驅動機構，用于驅動所述患者拇指的運動。
2.根據權利要求1所述的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，其特征在于: 其中，所述四指驅動機構具有:電機，傳動機構，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，安裝在所述背部支撐板上，通過驅動所述背部支撐板上所述齒輪箱內的組合齒輪的運動來驅動傳動機構， 所述傳動機構具有:斜齒輪1，帶動齒輪箱內連接桿上斜齒輪2的轉動，齒輪箱內連接桿，穿過固定在背部支撐板上的所述齒輪箱，同時所述齒輪箱內連接桿的另一端有一個小齒輪，連接桿，斜齒輪的轉動會使所述小齒輪發生轉動，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， 所述連桿的運動通過帶動皮帶從而帶動所述患者所述食指和所述小指的運動。
3.根據權利要求1所述的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，其特征在于: 所述手指機構，使四根手指近端與四根手指遠端相連接，具有:指間連接件，四指傳動桿，傳動軸，四指帶動桿，手指近端連接桿，手指遠端連接桿，手指遠端連接件，指間傳動桿； 所述手指支架位于所述手指近端與所述手指遠端取手指的后兩節， 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， 所述四指傳動桿傳遞所述傳動軸的運動， 所述傳動軸固定在所述手指支架的兩側，通過所述齒輪轉動從而帶動所述傳動軸運動， 所述四指傳動桿的運動通過所述手指近端連接桿、所述手指遠端連接桿和所述手指遠端連接件從而驅動所述手指支架進行仿生運動。
4.根據權利要求1所述的穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，其特征在于: 其中，所述拇指驅動機構，包括:直線電機，拇指固定板，直線電機固定架，聯動器以及連桿機構， 所述直線電機安裝在拇指固定板上，由兩個所述直線電機固定架固定，并通過一個所述聯動器來驅動連桿機構， 所述連桿機構包括推桿，推桿聯動桿，拇指，拇指連接架， 所述電機驅動所述推桿的運動，推動所述推桿聯動桿的運動從而驅動所述拇指的運動，所述拇指通過所述拇指連接架與所述推桿聯動桿相連，同時與患者的所述拇指相連。
專利摘要本實用新型涉及一種穿戴式外骨骼手功能康復訓練器，屬于康復工程技術領域。它包括四指驅動機構，拇指驅動機構，背部支撐板和手指機構。手部背部支撐板固定連接四指驅動機構，電機驅動通過齒輪的運動連接食指，驅動食指的運動，四指通過四指近端上的連接件連接，由食指的運動帶動其他手指的運動。背部支撐板的一側連接拇指驅動機構，本穿戴式外骨骼手功能康復訓練器能夠完成拇指和食指的對指運動，食指機構的運動速度可根據患者自身的康復情況設定。同時該機構的可穿戴功能可通過穿戴手套與手部相連接實現。本實用新型結構簡單，輕便，操作方便，可供患者自主在社區以及家里進行康復訓練。
文檔編號A61H1/02GK203089779SQ20122065522
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月2日 優先權日2012年12月2日
發明者胡鑫, 蘇鵬飛, 喻洪流, 張穎, 李秀芝, 陳娜, 李繼才 申請人:上海理工大學