[发明专利]一种主被动式可穿戴康复训练机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体运动康复装置，尤其涉及一种主被动式可穿戴康复训练机械手。

背景技术

康复理论与医学实证明，对于意外伤害、手术后遗症、中风等引起的手部运动功能损伤的患者，一定强度的科学康复训练治疗对于最大限度的恢复手部运动功能有着非常重要的意义。目前药物治疗和传统的治疗师手把手的对患者进行一对一式康复疗法，这种方法不仅劳动量大、费用昂贵，而且训练效率和强度难以保证，缺乏评价训练参数和康复效果关系的客观数据，难以对训练参数进行优化以获得最佳治疗方案。

现有的手指康复训练装置都是患者的一些大关节的运动，缺乏每根手指的每个重要关节的高度贴合与整体手指的合理空间布置方式，而且设计基本都是采用电机、气缸等外力驱动，始终存在造成手部伤害的安全隐患。而采用一种主被动式可穿戴康复训练机械手是根据人体工效学的特点进行设计的，在设计中采用的运动方式以及各外骨骼手指的布置方式均更适合人手的结构特点，患者将其穿戴该机械手，通过建立患指数据库以及设备配套的传感器可以对患者康复情况进行客观量化有针对性的训练，使患者康复效果最大化。因此，本发明旨在解决上述问题而设立。

发明内容

本发明的目的是解决因脑中风、手术后遗症或者外伤等造成的手部运动功能受损患者的手部功能康复问题，提供了一种主被动式可穿戴康复训练机械手。

为了解决现有技术中的不足，本发明提供的技术方案是：

一种主被动式可穿戴康复训练机械手，包括固定机械手的箱体、以及分别架设在箱体左右两侧的拇指康复系统和四指康复系统，拇指康复系统通过多连杆传力系统及齿轮与箱体相连，四指康复系统通过多连杆传力系统与箱体相连；平面镜设在所述箱体中的两侧机械手之间；

所述拇指康复系统和四指康复系统分别与手指各关节相连，连接后的拇指康复系统与四指康复系统相互呈30度左右的空间角布置，而两侧四指康复系统之间平行布置，该布置方式最符合人手仿生结构，相连端设有压力传感器，一侧拇指和四指康复训练系统的运动，由另一侧机械手通过多连杆和齿轮传递及改变动力方向来驱动，进而实现患者健侧手带动患侧手或者患侧手自主运动的主被动式同步康复训练。

作为优化，所述拇指康复系统包括拇指机构、齿轮组以及拇指固定肋板；所述四指康复系统包括通过多连杆传力系统与食指、中指、无名指和小指的四指分别相连的四指机构以及四指固定肋板；所述多连杆传力系统包括分别与拇指机构、四指机构的四指中端指节外骨骼连接的两个互连的连杆,两个连杆之间设有与箱体相连的活塞杆、四连杆和若干固定杆。

进一步地，所述四指机构包括四个并列设在箱体两侧通过销连接固定在四指固定板上的四指固定机构，四指固定机构包括四指近端指节外骨骼、伸缩臂和远端指节外骨骼；所述四指近端指节外骨骼通过圆柱销与多连杆传力系统连接，四指近指端指节外骨骼上设有不同位置的调节孔；四指固定机构的伸缩臂一端与四指近端指节弧形臂通过圆柱销连接，另一端通过圆柱销与箱体相连。

更进一步地，所述四指固定机构的伸缩臂包括连接在箱体上的连接杆，连接杆螺纹连接螺杆，螺杆通过圆柱销连接能够折叠的连架杆，连架杆连接有与四指近端指节弧形臂相套接的推杆；推杆上连接有四指远端指节外骨骼。

更进一步地，所述四指近端指节弧形臂设有双弧形轨道槽，双弧形轨道槽中分别设有位置传感器；设在四指远端指节外骨骼直线臂上的圆柱销与轨道槽内的轴承相接，轴承能够沿关节外骨骼的轨道槽内滚动。

更进一步地，所述四指近端指节弧形臂内弧根部与四指远端指节外骨骼端部分别通过魔术贴与手指各关节相连，在四指近端指节弧形臂内弧根部与四指远端指节外骨骼端部分别设有第一压力传感器和第二压力传感器。

进一步地，所述拇指机构包括设在箱体两侧通过与箱体内面板圆柱销连接的固定板，固定板连接拇指近端指节外骨骼，拇指近端指节外骨骼连接齿轮组，所述齿轮组为一对相互啮合的锥齿轮，拇指近端指节外骨骼通过圆柱销与连接在1#锥齿轮上的连杆相连，2#锥齿轮通过拇指连杆与多连杆系统相连；齿轮组轴心铰接在在箱体内壁固定杆上。

更进一步地，所述拇指近端指节外骨骼与手指连接处通过魔术贴设有拇指压力传感器。

进一步地，所述多连杆传力系统包括设在箱体内左右两侧的一对连杆，一对连杆端头分别与左右侧的四指机构的四指近端指节外骨骼或拇指连杆相连，一对连杆的另一端连接有铰接活塞杆的四连杆机构，四连杆机构的延伸端连接有纵杆，纵杆的端部分别铰接有与箱体侧壁连接的固定杆和横杆，一对横杆之间连接有铰接活塞杆的四连杆机构。