[发明专利]具有辅助抓握以及康复训练功能的佩戴式手部机械外骨骼

说明书

具有辅助抓握以及康复训练功能的佩戴式手部机械外骨骼，属于医疗康复器械技术领域。本发明包括柔性连接的手臂环和手部支架，手部支架包括手掌骨架、转动连接于手掌骨架的拇指骨架和其余四指骨架，四指骨架均包括转动连接的三截指骨；四指骨架与手掌骨架转动连接处，以及相邻指骨之间的转动连接处，均设有扭簧；手掌骨架一侧设有转轴架，转轴架上设有与手掌骨架平行的转轴，拇指骨架转动连接于转轴；手掌骨架上方设有齿轮舵机和拉绳舵机，拉绳舵机通过拉绳连接于四指骨架；齿轮舵机输出端设有主动齿轮，转轴上设有从动齿轮。本发明结构简单轻便，成本较低，传动高效，能够有效促进残障老人手部关节的康复。

技术领域

本发明涉及医疗康复器械技术领域，尤其涉及一种具有辅助抓握以及康复训练功能的佩戴式手部机械外骨骼。

背景技术

目前，老年疾病诸如脑卒中的患者仅在我国就已经有800多万，且其残障率达到75%。在中国，脑卒中患者的死亡率约30%，而剩下的幸存者中，残障率高达70%。这就意味着有大量的老年人患有一定程度上的残障，在这些残障者中有38%的患者患有手部功能的残障。

手部的偏瘫症状主要有：（1）特定肌肉虚弱无力；（2）肌肉紧张感或者肌肉张力异常(痉挛状态)；(3)运动能力下降: (4)肌肉 协调作用不正常: (5)关节协调能力丧失;(6)运动范围减小; (7)指头独立性降低; (8)手处于持续握紧状态。

脑卒中致残的根本原因不是肢体本身受到了伤害，而是人的中枢神经系统受到损伤，无法形成对肢体运动的有效控制，最终形成偏瘫。因此，现有的针对该类残障情况，需要通过外部介入让需要的运动信号传递到手上。

人体手部的关节主要类型是滑膜关节，按照关节面的形状的标准对关节进行分类可以分为鞍状关节、铰关节和踝状关节，踝状关节可以在冠状面内进行外展/内收运动，在矢状面内进行弯曲/伸展运动，即有2个活动自由度；鞍状关节可以在冠状面内作内收/外展运动， 矢状面内作弯曲/伸展运动，即也有2个活动的自由度；显然，矢状面内进行弯曲/伸展运动,只有1个活动自由度。

康复设施目前在市场上仍处于比较稀缺的状态，且康复用医疗设备大多都比较昂贵，缺少一种简单而又能完成辅助抓握以及帮助老人完成康复训练锻炼手部肌肉的高性价比设施。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种具有辅助抓握以及康复训练功能的佩戴式手部机械外骨骼，其结构简单轻便，成本较低，传动高效，能够有效促进残障老人手部关节的康复。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

具有辅助抓握以及康复训练功能的佩戴式手部机械外骨骼，包括柔性连接的手臂环和手部支架，所述手部支架包括手掌骨架、转动连接于所述手掌骨架的拇指骨架、食指骨架、中指骨架、无名指骨架、小指骨架；

所述食指骨架、中指骨架、无名指骨架和小指骨架均包括转动连接的三截指骨；所述食指骨架、中指骨架、无名指骨架和小指骨架与所述手掌骨架转动连接处，以及相邻所述指骨之间的转动连接处，均设有扭簧；

所述手掌骨架一侧设有转轴架，所述转轴架上设有与所述手掌骨架平行的转轴，所述拇指骨架转动连接于所述转轴；

所述手掌骨架上方设有一个齿轮舵机和至少一个拉绳舵机，所述拉绳舵机输出端设有绕线圈，各个所述指骨通过拉绳连接于所述绕线圈；所述齿轮舵机输出端设有主动齿轮，所述转轴上设有从动齿轮，所述主动齿轮啮合于所述从动齿轮。

本发明的食指骨架、中指骨架、无名指骨架和小指骨架在扭簧的作用下，能够持续处于弯曲握紧状态，可配合拇指骨架来辅助抓握东西。另外，在拉绳舵机的带动下，拉绳带动各个指骨架做收放动作，以对使用者的手部持续进行张合、伸直、弯曲等动作，从而达到康复训练的效果。当然，整个装置可以通过安装电池的方式供电，也可以通过直接连接电源的方式供电，并且装置内设有控制器来控制舵机的启停。