[发明专利]一种具有内收外展功能的手指康复机器人

说明书

本发明公开一种具有内收外展功能的手指康复机器人，涉及康复医疗设备技术领域，包括机架、四指屈曲/伸展运动组件、四指内收/外展运动组件、拇指运动组件和小臂支撑组件；四指屈曲/伸展运动组件包括直线滑台底板、曲展电机以及丝杠螺母机构；丝杠螺母机构的丝杠上方设有手指运动轨迹约束板；四指内收/外展运动组件包括收展电机、摆动拨盘、短连杆和长连杆；拇指运动组件包括拇指运动电机、拇指运动主动带轮、拇指运动同步带、拇指运动从动带轮、以及拇指套组件；本发明能够实现四指的屈曲/伸展运动，四指的内收/外展运动，机构柔性好，不会造成二次伤害，康复效果好，且性价比高。

技术领域

本发明涉及康复医疗设备技术领域，特别是涉及一种具有内收外展功能的手指康复机器人。

背景技术

脑卒中俗称“中风”，是老年人很容易患上的脑血管疾病，也是引起老年人肢体运动障碍甚至偏瘫的重要病因之一。据卫生部统计在我国的各类残疾与创伤中，作为人类最精巧的器官之一的手指创伤所占有的比例大概为13％，患者数高达1000万以上。

患者手指康复训练多依据连续被动活动(CPM)理论开展，即通过对受伤手指的连续被动训练达到治疗目的。具体过程是由康复医师对患者进行一对一的肢体接触训练，通过大量重复性的训练动作，对患者受损的脑部进行持续的刺激，修复其神经系统。但这种人工训练方式增大了康复医师的劳动强度，也占用了大量社会资源，且成本较高。将机器人应用到患者手指康复过程中，代替医师对患者进行更科学有效的康复训练，能够有效缓解医师的压力，是未来的发展方向。

手指康复机器人作为一种新兴的、高科技的产业，其研究应用正在不断创新，不断突破，包括机械结构的创新设计，控制策略的多样化，人机一体化等等。然而，康复机器人的设计作为一种综合的、交叉性的学科，涉及机械、电子、控制理论、生物医学等领域，还存在诸多问题，归纳为以下几点：

(1)柔性差

手是人类最重要的器官之一，可以说人类绝大部分工作的完成都离不开手，所以手指的康复需要得到全方位的训练，不仅仅包括四指屈曲/伸展运动，还包括四指的内收/外展运动。而现在的绝大多数手指康复机器人所能完成的训练形式较为单一，主要是四指的屈曲/伸展运动，所以康复效果有待提高。另一方面，手指康复训练机器人柔性差，只会强硬的带动人的手指进行运动，不能完全吻合人手指末端的运动轨迹，容易造成二次伤害。

(2)训练模式单一

手指的康复训练一般有两种训练模式，即被动训练模式和主动训练模式。在康复训练初期，由于患者不能够自主训练，需要依靠外部力量进行辅助训练，即被动训练。这一阶段是对整个肌肉和神经进行可塑性训练，经过一段时间的康复训练之后，患者手部具备了一定的自主活动意识，接着下一阶段就是对手指进行主动训练。临床研究表明，加强患者主动运动意愿对于患者的康复有促进作用，在康复的过程中，充分利用人机交互作用，加强患者的主动运动意识，能够促进受损神经的康复，并且也有利于患者树立自信心，使得康复过程变得高效，有效。然而现在的大多数康复机器人只能完成第一个阶段，使得患者过度依赖被动训练过程，致使康复效果不太理想。

(3)性价比低

功能齐全的手指康复训练机器人大都价格昂贵；价格低者，训练模式单一，不能达到较好的治疗效果，并且有些康复机器人机械结构复杂，操作繁琐，给患者的使用带来了不便。

发明内容

本发明针对现有技术中的手指康复机器人的柔性差、自由度单一的缺陷，提供一种可以进行多种自由度训练，且能够柔性适应人手指末端运动轨迹的具有四指内收/外展功能的手指康复机器人，提高了康复效果和康复过程中的舒适性和安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：