[发明专利]一种用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构

说明书

本发明涉及一种用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构。其中包括近指节滑槽连杆机构和中指节滑槽连杆机构。通过近指节滑槽和近指节连杆系统，中指节可与近指节保持随动；同理，远指节可通过中指节滑槽连杆与中指节保持随动。因此该机构可采用一个驱动同步控制三个指节的角度。该发明可有效减少非柔性手部康复医疗机器人驱动数量，降低控制难度，解决现非欠驱动机械手控制精度差或装置成本高、重量重等缺点。

技术领域

本发明主要涉及一种手指欠驱动机构，特指一种用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构。

背景技术

相较于其他部位，人的手部可以完成很多粗重运动以及很多灵巧运动，这些运动在人们的日常生活中发挥着不可替代的作用。而神经性的损伤会严重影响手部功能的实现，这将会大大降低人们的生活质量。在其中，脑卒中是造成手部的神经损伤的主要原因。在世界范围内，脑卒中在成年人群体的发病率和致残率均处于较高水平。对于手部损伤患者，除了采用药物治疗外，手部康复训练也是一种有效的治疗方案。

对于传统的手部康复训练，多为康复医师手动对患者进行多疗程康复治疗。对于患者来说，该训练方式将耗费大量时间和金钱。同时受到医师技术水平、精力等限制，该训练方式往往效率低下，很难达到较好效果。为解决这一难题，现很多大学和科研机构已着手手部康复机器人的研发。手部康复机器人能够较好地完成周期长、步骤少的手部康复训练工作；同时由于其效率高、使用方便、成本低等优势，广泛受到人们的青睐。

对于现存的手部康复机器人，按照驱动数量主要可分为柔性手部康复机器人、多驱动手部康复机器人和欠驱动手部康复机器人。柔性手部康复机构的指节弯曲位置不固定，康复效果差于非柔性机器人。而对于多驱动手部康复机器人，由于其每个关节各带有一个驱动，因此其驱动数量多达数十个，这将大大增加了控制难度和装置成本，也很难控制装置的重量和体积。本发明采用一个驱动控制手指的三个指节同步转动，在保证指节控制精度的同时，可大大降低整个康复装置的控制难度。

发明内容

本发明旨在提出一种用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构，旨在解决多驱动手指康复机构体积重量较大、控制难度大的难题。

本发明的实施例提供了一种用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构，其特征在于近指节滑槽连杆机构和中指节滑槽连杆机构。其中，近指节滑槽连杆机构包括左近指节辊子下拉连杆、右近指节辊子下拉连杆、近指节、滑槽棍子、左中指节控制连杆和右中指节控制连杆。中指节滑槽连杆机构包括中指节辊子下拉连杆、中指节、中指节辊子、远指节控制连杆和远指节。

为方便描述各零件形状，在此定义欠驱动机构与人的手部相接触的一侧为欠驱动机构下侧，反之为上侧。手臂伸直，欠驱动机构远离人体的方向为欠驱动机构前侧，反之为后侧。手掌伸展，平行于手掌且位于各指节中部的平面称为欠驱动手指中间面。欠驱动机构模拟进行握紧的动作称为内收运动，进行手指展开的动作称为外展运动。

所述近指节零件下半部分为长方体，为提高佩戴舒适度，所述零件和人手的接触面为圆弧面设计。在长方体的后侧设有圆弧状转轴，转轴中心设计通孔，便于和机械手的手掌进行插销连接。在长方体的前侧为中间镂空、两侧圆弧突出的结构，且圆弧突出结构圆心处开孔，便于和下一指节的转轴进行插销连接。在长方体的上侧，靠近手掌的一侧设有垂直于长方体底板的细高形状的长方体突出。该突出的长方体的中部设置有竖直方向的槽状开孔，便于通过滑动插销与连杆进行连接。在该零件的顶部，设计有中间开槽两侧圆弧突出部位，圆弧中部开孔，便于近指节与直线电机进行连接。

中指节零件下半部分近似为为长方体，后侧设有转轴与近指节的前侧进行连接，前侧设有中部镂空两侧突出的结构，用于和远指节的后侧进行连接。其和人手接触的面为圆弧面设计。其上侧靠近近指节的一端设计有细高长方体状突出，长方体中部设置有竖直方向的滑槽，用于和连杆进行滑动插销连接，实现和近指节的联动。