[实用新型]一种多功能手部康复训练装置

说明书

本实用新型公开了一种多功能手部康复训练装置，包括机械手指、手掌杆、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，相邻指节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绕铰接轴线转动的第一伺服电机；每个指节上设置用于套在人体手指指节的套环；控制器采用的是基于ARM‑Cortex‑M3架构下的STM32F107VC，控制器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、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机内嵌的直线传感器反馈的各信号的采集，本实用新型检测手指外展力传感器检测手指伸展时手指外侧表面压力，用于检测患者手指主动伸展的运动意图。

技术领域

本实用新型涉及一种人体运动康复装置，具体涉及一种多功能手部康复训练装置。

背景技术

脑损伤(脑卒中、脑瘫、脑外伤、脑肿瘤)是如今威胁人类健康的重大疾病，死亡率和致残率很高。据统计我国现有肢体残疾人约2422万，脑卒中约有1000万人，每年新增400万人；运动功能障碍一般表现为肢体障碍，由于上肢负责从事大量精细动作，所以其功能受损后恢复难度较大，容易导致终身残疾，对患者日常生活造成严重影响。

作为机器人技术在医学领域中的又一种应用，康复机器人是康复理论和机器人技术紧密结合的产物，目前它已经成为机器人领域中的一个研究热点。康复机械手是康复机器人的一个重要分支，其主要任务是对手外伤患者进行辅助康复训练，它可以出色的完成传统理疗师繁复的工作，帮助患者更快的恢复其创伤手指的正常运动功能。

临床研究表明，康复训练可以防止肌肉痉挛，增强关节活动度。目前针对中风病人康复治疗采用的物理疗法(如针灸、电刺激、按摩)比较多，有一定疗效，在治疗过程中患者只是被动的接受治疗，其主动参与性得不到保证。同样还有药物治疗，但是治疗比较单一，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；因此为了患者被动或者主动康复，需要一种用于手指运动的器械。但目前的训练机器人都是患者的大关节(如肩关节、肘关节、腕关节)的运动，并非每个重要关节都在运动，特别是手部的运动，而且手部负责日常生活中许多精细的动作，关节更多更加灵活，因此恢复手部是必不可少的，但大部分的上肢康复器械都忽略了这一点，而且缺乏五指协调的康复训练。

有专利采用四连杆机构牵拉手指端部，但其在驱动手指弯曲的同时还会使手指承受径向拉压力，容易损伤手指。手指驱动装置是康复机械手结构设计的重要组成部分。为了避免在康复过程中对创伤手指造成额外的伤害，必须保证在康复过程中手指的被动运动要尽量地贴合人手指的自然运动，也即手指的驱动机构的运动轨迹要尽可能地与人手指的自然运动轨迹相吻合；研究表明，人的手指在自然运动时，手指三个关节的运动具有确定的关系；因而，只要为三个关节之间的运动选择合适的传动比，就可以用单自由度的机构来模拟人手指的自然运动情况。

专利名称为“可穿戴式康复训练外骨骼机械手”中公开了一种可以穿戴在康复患者手上的机械装置，通过驱动机构驱动第一、第二连杆机构动作，从而连动四指康复机构及拇指康复机构的动作，进而达到康复训练的目的，但是由于大拇指与其他四指在空间的摆动维度不同，在实际设计大拇指康复机构时，存在较大的技术难题。

除此之外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。

针对现有技术中存在的不足之处，有必要提供一种具有新颖性、实用性和创造性的装置。

发明内容