[发明专利]一种刚柔耦合式外骨骼手康复训练装置

说明书

本发明公开了一种刚柔耦合式外骨骼手康复训练装置，包括控制单元、电机驱动单元、力传动单元以及手部执行单元；其中，控制单元的输出端连接于电机驱动单元；力传动单元一端连接于电机驱动单元，力传动单元另一端连接于手部执行单元；手部执行单元的输出端与患者患手指接触，通过力传动单元将驱动力传动给患手指进行屈伸动作。本发明采用刚柔耦合驱动，运动传动精准、无刚性冲击、同时具有刚性机构安全保护；本发明的驱动单元与控制单元均后置于前臂，能减轻患者手部的穿戴负担，重量轻，便携易穿戴；本发明采用直线推杆电机配合关节扭簧进行手部伸展与手部屈伸动作；本发明有按键控制与语音控制两种模式，能为患者提供多种康复方式，操作简单，适合手功能障碍患者社区康复和家庭康复。

技术领域

本发明涉及康复医疗机器人技术领域，尤其涉及一种刚柔耦合式外骨骼手康复训练装置。

背景技术

脑卒中作为老龄人群的高发病之一，其发病率、致残率和复发率都很高。脑卒中病发后，常伴随多种功能损伤，如语言功能、上肢运动功能、下肢运动功能等，其中上肢运动功能损伤较多。而手作为人正常生活活动中不可或缺的一部分，且手部功能占上肢功能的90％，可见手部康复的重要性。传统的康复治疗采用的是物理治疗师对患者进行一对一或者一对多的康复治疗。基于如今康复需求，手部康复机器人现已有大量研究人员对此进行研发。

国内外已得到实际应用的手部康复机器人基本上体积较大，如FESTO公司的EXOHAND机器人和上海羿升公司的气动式手部康复机器人。患者只能在指定地点进行康复训练，此类产品明显降低了患者康复的时效性。

经检索文献发现，公开号为CN105496728A的专利公开了一种用于手部运动功能康复的软体机器人手套，该手套能够辅助手功能障碍患者进行康复训练，但该装置存在一定缺点：1)装置整体体积较大，不具备携带性，患者只能在对应医疗机构才能进行训练；2)采用单个电机的正反转来带动手指的屈伸，使得绳索在运动过程中产生回程误差，导致手指不能正常运动。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种刚柔耦合式外骨骼手康复训练装置，其结构简单，质量轻便，体积小，操作方便，可供患者在室外或者家中进行康复训练和日常生活辅助，达到最终恢复患者手部运动功能的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种刚柔耦合式外骨骼手康复训练装置，它包括控制单元、电机驱动单元、力传动单元以及手部执行单元；其中，所述控制单元的输出端连接于所述电机驱动单元；所述力传动单元一端连接于所述电机驱动单元，所述力传动单元另一端连接于所述手部执行单元；所述手部执行单元的输出端与患者患手指接触，通过所述力传动单元将驱动力传动给患手指进行屈伸动作；

所述手部执行单元包括手部掌板、手部盖板、掌指关节卷簧、掌指关节连杆卷簧、掌指关节连杆、掌指关节滑轮、掌指关节导向滑轮、掌指关节固定架、关节绑带、近端指间关节连杆、近端指间关节固定架、近端指间关节卷簧、近端指间关节导向滑轮、关节轴承、横向轴。所述横向轴安装于所述手部掌板、所述掌指关节滑轮、所述掌指关节卷簧与所述掌指关节连杆连接于所述横向轴上，所述掌指关节导向滑轮与所述掌指关节连杆卷簧分别连接于掌指关节连杆两侧，所述掌指关节连杆连接于所述掌指关节固定架，所述近端指间关节连杆与所述掌指关节固定架和所述近端指间关节固定架连接，所述近端指间关节卷簧与所述近端指间关节导向滑轮分别连接于近端指间关节连杆两侧，所述近端指间关节固定架与所述近端指间关节连杆连接；

所述电机驱动单元包括前臂支撑架、直线推杆电机、前臂绑带；其中，所述直线推杆电机的推杆端与所述钢丝绳连接，所述直线推杆电机末端固定于所述电机前臂支撑架上，所述直线推杆电机末端与所述控制单元连接；