[实用新型]一种多功能手部康复训练装置

权利要求书

1.一种多功能手部康复训练装置，其特征在于，包括机械手指、手掌杆(6)、机械手腕和动力控制系统；

所述机械手指与人体手指相对应，每个机械手指均包括指节(1)，相邻指节(1)之间单自由度铰接形成指关节，每个指关节均设置驱动指节(1)绕铰接轴线转动的第一伺服电机(2)：每个指节(1)上设置用于套在人体手指指节的套环(3)；

所述手掌杆(6)与机械手指对应，每个手掌杆(6)的前端与对应的机械手指尾端单自由度铰接形成整指关节，每个整指关节均设置驱动机械手指绕铰接轴线转动的第二伺服电机(5)；

机械手腕包括手掌支撑(8)和固定臂(9)，所述手掌支撑(8)和固定臂(9)单自由度铰接形成腕关节，所述腕关节设置驱动手掌支撑(8)绕铰接轴线转动的第三伺服电机(12)；固定臂(9)上设置用于将固定臂(9)固定在人体手臂上的固定环(10)；

所述手掌杆(6)尾端以可在手掌所在平面内转动的方式单自由度铰接在手掌支撑(8)上，并设置驱动手掌杆(6)绕铰接轴线转动的第四伺服电机(7)；

所述第一伺服电机(2)、第二伺服电机(5)、第三伺服电机(12)和第四伺服电机(7)均通过动力控制系统；

所述套环(3)的左右端分别设置有检测手指外展力传感器(17)和检测手指屈曲力传感器(18)；

所述动力控制系统包括与第一伺服电机(2)、第二伺服电机(5)、第三伺服电机(12)和第四伺服电机(7)相连的控制器(13)，控制器(13)采用的是基于ARM-Cortex-M3架构下的STM32F107VC，STM32F107拥有全速USB(OTG)接口，两路CAN2.0B接口，以及以太网10/100MAC模块，控制器(13)实现手指端外侧压力传感器、手指端内侧压力传感器及第一伺服电机(2)、第二伺服电机(5)、第三伺服电机(12)和第四伺服电机(7)内嵌的直线传感器反馈的各信号的采集，并根据采集的信号驱动第一伺服电机(2)、第二伺服电机(5)、第三伺服电机(12)和第四伺服电机(7)运动；控制器(13)内的信号调理单元用于手指端外侧压力传感器、手指端内侧压力传感器以及第一伺服电机(2)、第二伺服电机(5)、第三伺服电机(12)和第四伺服电机(7)内嵌的位移传感器信号的处理，并将处理后信号送到采集板进行数据采集。

2.根据权利要求1所述的一种多功能手部康复训练装置，其特征在于：所述检测手指外展力传感器(17)和检测手指屈曲力传感器(18)均采用薄膜压阻式传感器。

3.根据权利要求1所述的一种多功能手部康复训练装置，其特征在于：所述套环(3)内圆表面设置有柔性薄层(3a)。

4.根据权利要求1所述的一种多功能手部康复训练装置，其特征在于：所述套环(3)为开口环结构，开口两侧向外折弯形成两个折弯部，穿过两个折弯部设置用于封口并调整套环(3)直径的螺杆(4)；所述固定环(10)为开口环结构，开口两侧向外折弯形成两个折弯部，穿过两个折弯部设置用于封口并调整固定环(10)直径的固定环螺杆(11)。

5.根据权利要求1所述的一种多功能手部康复训练装置，其特征在于：所述机械手指的指节(1)和手掌杆(6)均为由套管组成的可伸缩结构，套管包括内套管(1b)和外套管(1a)，沿径向螺纹配合穿过外套管(1a)设置锁紧螺钉(1c)。

6.根据权利要求1所述的一种多功能手部康复训练装置，其特征在于：所述固定臂(9)以可拆卸的方式与固定环(10)固定连接，所述固定环(10)上沿径向相对设置两个用于与固定臂(9)固定连接的连接部。

7.根据权利要求1所述的一种多功能手部康复训练装置，其特征在于：所述控制系统还包括用于显示第一伺服电机(2)、第二伺服电机(5)、第三伺服电机(12)和第四伺服电机(7)信息的显示器(14)和打印输出装置(15)；第一伺服电机(2)、第二伺服电机(5)、第三伺服电机(12)和第四伺服电机(7)通过控制器(13)连接电源。