[发明专利]一种基于恒转矩柔性铰链的手指手腕康复机构

说明书

本发明提供一种基于恒转矩柔性铰链的手指手腕康复机构，属于柔性康复机构技术领域。该机构包括恒转矩柔性铰链、手指抓握模块和手腕穿戴模块；恒转矩柔性铰链由至少三个柔性件圆周阵列层叠在一起，柔性件包括外环法兰、内三角法兰和圆弧形柔性片段，圆弧形柔性片段的两端分别与外环法兰和内三角法兰通过圆角固接；手指抓握模块包括抓握件和固定板，抓握件连接在固定板上；手腕穿戴模块包括第一护腕和第二护腕；手指抓握模块安装在外环法兰外侧，手腕穿戴模块安装在内三角法兰两侧。本发明通过手腕穿戴模块穿戴在手腕上，用手指抓握手指抓握模块，进行手指屈肌肌腱、韧带和手腕的康复治疗。

技术领域

本发明涉及柔性康复机构技术领域，特别是指一种基于恒转矩柔性铰链的手指手腕康复机构。

背景技术

柔性铰链是一种结构简单、形状规则的弹性支承，具有基本固定的回转中心，依靠弹性薄片的有限变形进行工作，在一定的扭转载荷下，能够绕其回转中心在一定角度范围内产生回转运动。普通柔性铰链在发生相对转动时，会产生恢复力矩，并且需要施加驱动力来平衡铰链的恢复力矩，容易使结构的复杂度提高。现有技术中公开了通过负刚度模块来实现零刚度柔性铰链的输出，很好的解决了恢复力矩的问题，但未涉及恒转矩输出的问题。

在一定范围内，恒力机构输出端产生的反力可以维持在某一定值附近波动。恒转矩柔性铰链就属于恒力机构的一种。目前获得恒力特性的方法主要有：机电一体化和弹簧等柔性元件的结构设计等方法。机电一体化技术主要通过反馈控制实现力的输出控制，但系统复杂、成本高。现有技术中公开了一种柔顺恒力矩联轴器和基于柔顺恒力矩机构的关节支撑装置，利用支架等柔性片段的变形产生恒力矩，而本发明采用圆弧形柔性片段的变形来实现恒力矩输出，在结构方面是截然不同的，是两种不同的技术方案。

在康复机构领域，现有技术公开了一种多自由度的手腕康复机构，该技术方案可以提供患者手腕内外翻、上下翻转和旋转等运动模式。但是，该技术采用点机配合减速器的方式带动手腕各关节的方式进行康复，使得整体结构复杂，生产成本高。

所以，本发明将提供一种基于恒转矩柔性铰链的手指手腕康复机构，该手指手腕康复机构所涉及的恒转矩铰链具有零件少、结构简单和无摩擦的特点，这使得所发明的手指手腕康复机构拥有较小的体积，容易穿戴。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的结构复杂、生产成本高等问题，提供一种基于恒转矩柔性铰链的手指手腕康复机构，主要应用于康复医疗领域的机械产品中，比如手指屈肌肌腱、韧带和手腕的康复治疗。且该手指手腕康复机构体积小、可穿戴，所涉及的恒转矩柔性铰链具有零件少、无摩擦的特点，降低了生产和维修成本。

该机构包括恒转矩柔性铰链、手指抓握模块和手腕穿戴模块，恒转矩柔性铰链包括外环结构和内三角结构，手指抓握模块安装在恒转矩柔性铰链的外环结构外侧，手腕穿戴模块安装在恒转矩柔性铰链的内三角结构两侧。

其中，恒转矩柔性铰链由至少三个柔性件圆周阵列层叠在一起，柔性件包括外环法兰、内三角法兰和圆弧形柔性片段，外环法兰层叠构成外环结构，内三角法兰层叠构成内三角结构；内三角法兰和圆弧形柔性片段置于外环法兰的圆圈内，圆弧形柔性片段呈圆弧形，圆弧形柔性片段的一端连接到外环法兰的内侧壁，另一端通过内三角法兰的缺口连接到内三角法兰的内侧壁，外环法兰和内三角法兰通过圆弧形柔性片段连接。

手指抓握模块包括抓握件和固定板，抓握件包括抓握板、凸轨和安装孔，固定板通过螺栓穿过固定板上的固定板圆柱孔安装在抓握件一端两侧的安装孔中，抓握件另一端为抓握板，抓握件与固定板配合处内侧设置凸轨，固定板形状为弧形，能够与恒转矩柔性铰链的外环法兰外侧配合。

手腕穿戴模块包括第一护腕和第二护腕，第一护腕和第二护腕分别安装在恒转矩柔性铰链的内三角结构两侧；

第一护腕和第二护腕结构镜像对称设置，第一护腕和第二护腕上部设置通孔，与恒转矩柔性铰链的内三角法兰螺栓连接，第一护腕和第二护腕下部的护板相对设置。患者可以通过手腕穿戴模将手指手腕康复机构穿戴在手腕上。