CN107260490A - 一种外骨骼式康复机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外骨骼式康复机械手，包括机架、大拇指训练机构、食指训练机构、中指训练机构、无名指训练机构以及小指训练机构，所述大拇指训练机构、所述食指训练机构、所述中指训练机构、所述无名指训练机构和所述小指训练机构均为连杆训练机构；所述连杆训练机构包括近指挡板、中指挡板、远指挡板、近指连杆、中指连杆、远指第一连杆、远指第二连杆、远指第三连杆以及传动件。本发明结构简单、轻巧，容易制作，价格亲民，便于携带，移动自由，性能优秀，能够有效实现手指的摆动、伸直和弯曲训练，从而可以让患者在家中就能进行康复训练，当然也适合在医院医生指导下进行训练，便于患者进行手指康复训练，得到一定程度上的恢复。

Description

一种外骨骼式康复机械手
技术领域
本发明涉及康复器械领域，具体地说涉及一种外骨骼式康复机械手。
背景技术
目前在我国，因为各类事故、偏瘫、脑瘫、小儿麻痹等原因造成手部残疾的患者大概有2000万人，手部残疾表现为“鹰勾爪”、抽搐痉挛、无法正常伸展或回缩、抓取无力等，严重影响患者的生活能力和家庭负担。
目前，由于通过手术治疗矫正往往达不到理想的效果，再则由于手术花费较大、术后康复不明显，很多患者选择不进行手术治疗，而是进入到相关康复中心进行康复矫正治疗。但是因时间、经济等因素的影响，大多数患者都没有条件长时间待在康复中心进行康复矫正治疗，这样训练时间不够，对于患者的康复是极其不利的。
如果能够研究出一种经济适用，可以辅助患者在家自行进行康复训练的康复设备，则会有效解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、轻巧，价格亲民，便于携带，可以有效实现手指的摆动、伸直和弯曲训练的外骨骼式康复机械手。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种外骨骼式康复机械手，包括机架、大拇指训练机构、食指训练机构、中指训练机构、无名指训练机构以及小指训练机构，所述大拇指训练机构、所述食指训练机构、所述中指训练机构、所述无名指训练机构和所述小指训练机构均为连杆训练机构；
所述连杆训练机构包括近指挡板、中指挡板、远指挡板、近指连杆、中指连杆、远指第一连杆、远指第二连杆、远指第三连杆以及传动件，其中：
所述近指挡板的后端与所述机架铰接、前端与所述中指挡板的后端铰接，所述中指挡板的前端与所述远指挡板的后端铰接；
所述近指连杆的一端与所述传动件铰接、另一端与所述近指挡板铰接；所述中指连杆的一端与所述近指连杆铰接、另一端与所述中指挡板铰接；所述远指第三连杆的一端与所述近指挡板铰接，所述远指第二连杆的一端与所述远指第三连杆的另一端铰接、另一端与所述中指挡板铰接，所述远指第一连杆的一端与所述远指第二连杆铰接、另一端与所述远指挡板铰接。
进一步地，所述连杆训练机构还包括导轨，所述导轨安装在所述机架上，所述传动件滑动联接在所述导轨上。
进一步地，所述连杆训练机构中，所述近指挡板的后端与所述机架球铰接，所述导轨转动安装在所述机架上，且所述近指挡板的后端与所述机架球铰接的中心位于所述导轨的转动轴线上。
进一步地，还包括驱动机构，所述驱动机构包括电机、螺纹杆、驱动滑块以及四根手指驱动连杆；
所述螺纹杆的两端分别转动安装在所述机架上，所述电机通过联轴器与所述螺纹杆联接，所述驱动滑块螺纹联接在所述螺纹杆上，四根所述手指驱动连杆的一端分别与所述食指训练机构、所述中指训练机构、所述无名指训练机构和所述小指训练机构中的传动件铰接、另一端分别与所述驱动滑块铰接。
进一步地，所述驱动机构还包括大拇指第一驱动连杆、大拇指第二驱动连杆以及大拇指第三驱动连杆；
所述大拇指第一驱动连杆的一端与所述驱动滑块铰接、另一端与所述大拇指第二驱动连杆的一端十字铰接，所述大拇指第三驱动连杆的一端与所述大拇指第二驱动连杆的另一端转动联接、另一端与所述大拇指训练机构中的传动件转动联接。
进一步地，所述驱动机构还包括V形连杆，所述V形连杆的一端与所述驱动滑块球铰接、另一端与所述大拇指训练机构中的传动件球铰接。
进一步地，所述远指挡板、所述中指挡板、所述近指挡板以及所述机架的底部均设置有防护海绵。
进一步地，所述导轨上设有锁紧装置。
进一步地，所述食指训练机构、所述中指训练机构、所述无名指训练机构和所述小指训练机构中的中指挡板的顶部均具有朝着相应近指挡板伸出的第一连接杆，相应中指连杆的另一端与相应所述第一连接杆的自由端铰接，且远指挡板的顶部均具有朝着相应近指挡板伸出的第二连接杆，相应远指第一连杆的另一端与相应所述第二连接杆的自由端铰接。
进一步地，所述近指挡板、所述中指挡板及所述远指挡板上均开有条形槽，所述近指挡板与所述中指挡板之间以及所述中指挡板与所述远指挡板之间均通过合页实现铰接，所述近指挡板、所述中指挡板及所述远指挡板与相应所述合页之间通过穿过相应条形槽的螺栓实现固定。
本发明的有益效果为：
本发明结构简单、轻巧，容易制作，价格亲民，便于携带，移动自由，性能优秀，能够有效实现手指的摆动、伸直和弯曲训练，从而可以让患者在家中就能进行康复训练，当然也适合在医院医生指导下进行训练，便于患者进行手指康复训练，得到一定程度上的恢复。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明一实施例的主视图。
图3是图2的俯视图。
图4是图2的左视图。
图5是大拇指训练机构的另一种驱动方式结构示意图。
附图中各部件的标记为：10机架、20大拇指训练机构、30食指训练机构、40中指训练机构、50无名指训练机构、60小指训练机构、701电机、702螺纹杆、703驱动滑块、704手指驱动连杆、705联轴器、706大拇指第一驱动连杆、707大拇指第二驱动连杆、708大拇指第三驱动连杆、709V形连杆、01近指挡板、02中指挡板、021第一连接杆、03远指挡板、031第二连接杆、04近指连杆、05中指连杆、06远指第一连杆、07远指第二连杆、08远指第三连杆、09传动件、010导轨、011条形槽。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1、图2、图3和图4。
本发明外骨骼式康复机械手，包括机架10、大拇指训练机构20、食指训练机构30、中指训练机构40、无名指训练机构50以及小指训练机构60，所述大拇指训练机构20、所述食指训练机构30、所述中指训练机构40、所述无名指训练机构50和所述小指训练机构60均为连杆训练机构；
由于大拇指训练机构20、食指训练机构30、中指训练机构40、无名指训练机构50以及小指训练机构60均为连杆训练机构，因此为简洁描述起见，附图中不对每个训练机构的组成进行详细标注。
所述连杆训练机构包括近指挡板01、中指挡板02、远指挡板03、近指连杆04、中指连杆05、远指第一连杆06、远指第二连杆07、远指第三连杆08以及传动件09，其中：
所述近指挡板01的后端与所述机架10铰接、前端与所述中指挡板02的后端铰接，所述中指挡板02的前端与所述远指挡板03的后端铰接；
所述近指连杆04的一端与所述传动件09铰接、另一端与所述近指挡板01铰接；所述中指连杆05的一端与所述近指连杆04铰接、另一端与所述中指挡板02铰接；所述远指第三连杆08的一端与所述近指挡板01铰接，所述远指第二连杆07的一端与所述远指第三连杆08的另一端铰接、另一端与所述中指挡板02铰接，所述远指第一连杆06的一端与所述远指第二连杆07铰接、另一端与所述远指挡板03铰接。
进行手部训练时，将本发明外骨骼式康复机械手与手部结合，令各手指的各指节分别与大拇指训练机构、食指训练机构、中指训练机构、无名指训练机构以及小指训练机构的近指挡板、中指挡板、远指挡板相对应，驱动各训练机构的传动件前进或后退，这样各训练机构的近指连杆转动而带动近指挡板摆动，同时中指连杆动作而带动中指挡板摆动，远指第三连杆、远指第二连杆、远指第一连杆动作而带动远指挡板摆动，从而带动各手指在竖直平面内做上下摆动，实现手指的摆动、伸直和弯曲训练。
在一实施例中，所述连杆训练机构还包括导轨010，所述导轨010安装在所述机架10上，所述传动件09滑动联接在所述导轨010上。这样设计，便于操纵传动件进行直线往复运动，实用性高。
在一实施例中，所述近指挡板01的后端与所述机架10球铰接，所述导轨010转动安装在所述机架10上，且所述近指挡板01的后端与所述机架10球铰接的中心位于所述导轨010的转动轴线上。这样设计，可以使近指挡板及传动件实现同步左右转动，从而调节各挡板所在位置角度，而适应不同人的手指角度。
在一实施例中，还包括驱动机构，所述驱动机构包括电机701、螺纹杆702、驱动滑块703以及四根手指驱动连杆704；所述螺纹杆702的两端分别转动安装在所述机架10上，所述电机701通过联轴器705与所述螺纹杆702联接，所述驱动滑块703螺纹联接在所述螺纹杆702上，四根所述手指驱动连杆704的一端分别与所述食指训练机构30、所述中指训练机构40、所述无名指训练机构50和所述小指训练机构60中的传动件09铰接、另一端分别与所述驱动滑块703铰接。驱动滑块与螺纹杆形成螺旋副，电机通过螺纹杆带动驱动滑块前后运动，继而驱动滑块通过驱动连杆带动传动件滑动，这种驱动机构结构简单，容易实施，操作方便，实用性高。
由于大拇指与其它四指的角度不同，为适应大拇指的训练，所述机架10上具有一V形板101，所述大拇指训练机构20中的近指挡板01的后端与所述V形板101铰接，而为了驱动这种角度下的大拇指训练机构20，在一实施例中，所述驱动机构还包括大拇指第一驱动连杆706、大拇指第二驱动连杆707以及大拇指第三驱动连杆708；所述大拇指第一驱动连杆706的一端与所述驱动滑块703铰接、另一端与所述大拇指第二驱动连杆707的一端十字铰接，所述大拇指第三驱动连杆708的一端套在所述大拇指第二驱动连杆707的另一端形成转动副，另一端插入所述大拇指训练机构20中的传动件09形成转动副，这两组转动副的转动轴相互垂直。由于大拇指的角度与其它四指的角度不一致，因此不能直接通过类似手指驱动连杆的部件来带动大拇指训练机构中的传动件直线往复运动，发明人做上述设计，通过大拇指第一驱动连杆、大拇指第二驱动连杆以及大拇指第三驱动连杆形成的空间连杆机构将驱动滑块的运动传递到大拇指训练机构中的传动件上，可以有效带动其作往复直线运动。
参见图5，为进一步简化大拇指训练机构20的驱动结构，在一实施例中，所述驱动机构还包括V形连杆709，所述V形连杆709的一端与所述驱动滑块703球铰接、另一端与所述大拇指训练机构20中的传动件09球铰接。这种结构同样可以有效带动大拇指训练机构中的传动件作往复直线运动。
在一实施例中，所述远指挡板03、所述中指挡板02、所述近指挡板01以及所述机架10的底部均设置有防护海绵。以起到保护作用。
在一实施例中，所述导轨010为滑槽。这样传动件与其联接更加稳定。具体实施中，所述导轨010上设有锁紧装置，导轨旋转至合适角度后，通过锁紧装置使其与机架固定。
在一实施例中，所述大拇指训练机构20、所述食指训练机构30、所述中指训练机构40、所述无名指训练机构50和所述小指训练机构60中的中指挡板02的顶部均具有朝着相应近指挡板01伸出的第一连接杆021，相应中指连杆05的另一端与相应所述第一连接杆021的自由端铰接，所述食指训练机构30、所述中指训练机构40、所述无名指训练机构50和所述小指训练机构60中的远指挡板03的顶部均具有朝着相应近指挡板01伸出的第二连接杆031，相应远指第一连杆06的另一端与相应所述第二连接杆031的自由端铰接。这样设计，方便与相应部件联接，且传动更加有效。
在一实施例中，所述食指训练机构30、所述中指训练机构40、所述无名指训练机构50和所述小指训练机构60中的传动件09呈L形杆状结构，其较长段与导轨滑动配合、较短段的自由端朝外并与相应近指连杆04的一端铰接。这样设计，方便与相应部件联接，且传动更加有效。
在一实施例中，所述大拇指训练机构20、所述食指训练机构30、所述中指训练机构40、所述无名指训练机构50和所述小指训练机构60中的远指第二连杆07呈T形，所述远指第二连杆07以其杆头两端部分别与相应远指第三连杆08和相应中指挡板02铰接，相应远指第一连杆06的一端与所述远指第二连杆07的剩余一端部铰接。这样设计，方便与相应部件联接，且传动更加有效。
在一实施例中，所述大拇指训练机构20、所述食指训练机构30、所述中指训练机构40、所述无名指训练机构50和所述小指训练机构60中的近指连杆04呈T形，所述大拇指训练机构20的近指连杆04以其杆头两端部分别与相应传动件09和相应中指连杆铰接，其余近指连杆04以其杆头两端部分别与相应传动件09和相应近指挡板01铰接，相应中指连杆05的一端与其余近指连杆04的剩余一端部铰接。这样设计，方便与相应部件联接，且传动更加有效。
在一实施例中，所述近指挡板01、所述中指挡板02及所述远指挡板03上均开有条形槽011，所述近指挡板01与所述中指挡板02之间以及所述中指挡板02与所述远指挡板03之间均通过合页实现铰接，所述近指挡板01、所述中指挡板02及所述远指挡板03与相应所述合页之间通过穿过相应条形槽011的螺栓实现固定。这样设计，可通过合页安装位置适当调节各个挡板尺寸，适应不同人手尺寸。
本发明能够方便患者进行手指康复并且能够使患者在使用本仪器一段时间后，手指功能可以得到一定程度上的恢复。通过每天完成45分钟以上的康复训练，能够促进手指肌肉组织的功能恢复，逐步恢复手指张力，使伸张屈伸逐渐正常，缓解“鹰勾爪”等手部畸形状态。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外骨骼式康复机械手，其特征在于：包括机架(10)、大拇指训练机构(20)、食指训练机构(30)、中指训练机构(40)、无名指训练机构(50)以及小指训练机构(60)，所述大拇指训练机构(20)、所述食指训练机构(30)、所述中指训练机构(40)、所述无名指训练机构(50)和所述小指训练机构(60)均为连杆训练机构；
所述连杆训练机构包括近指挡板(01)、中指挡板(02)、远指挡板(03)、近指连杆(04)、中指连杆(05)、远指第一连杆(06)、远指第二连杆(07)、远指第三连杆(08)以及传动件(09)，其中：
所述近指挡板(01)的后端与所述机架(10)铰接、前端与所述中指挡板(02)的后端铰接，所述中指挡板(02)的前端与所述远指挡板(03)的后端铰接；
所述近指连杆(04)的一端与所述传动件(09)铰接、另一端与所述近指挡板(01)铰接；所述中指连杆(05)的一端与所述近指连杆(04)铰接、另一端与所述中指挡板(02)铰接；所述远指第三连杆(08)的一端与所述近指挡板(01)铰接，所述远指第二连杆(07)的一端与所述远指第三连杆(08)的另一端铰接、另一端与所述中指挡板(02)铰接，所述远指第一连杆(06)的一端与所述远指第二连杆(07)铰接、另一端与所述远指挡板(03)铰接。
2.如权利要求1所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述连杆训练机构还包括导轨(010)，所述导轨(010)安装在所述机架(10)上，所述传动件(09)滑动联接在所述导轨(010)上。
3.如权利要求2所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述近指挡板(01)的后端与所述机架(10)球铰接，所述导轨(010)转动安装在所述机架(10)上，且所述近指挡板(01)的后端与所述机架(10)球铰接的中心位于所述导轨(010)的转动轴线上。
4.如权利要求1或2或3所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：还包括驱动机构，所述驱动机构包括电机(701)、螺纹杆(702)、驱动滑块(703)以及四根手指驱动连杆(704)；
所述螺纹杆(702)的两端分别转动安装在所述机架(10)上，所述电机(701)通过联轴器(705)与所述螺纹杆(702)联接，所述驱动滑块(703)螺纹联接在所述螺纹杆(702)上，四根所述手指驱动连杆(704)的一端分别与所述食指训练机构(30)、所述中指训练机构(40)、所述无名指训练机构(50)和所述小指训练机构(60)中的传动件(09)铰接、另一端分别与所述驱动滑块(703)铰接。
5.如权利要求4所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述驱动机构还包括大拇指第一驱动连杆(706)、大拇指第二驱动连杆(707)以及大拇指第三驱动连杆(708)；
所述大拇指第一驱动连杆(706)的一端与所述驱动滑块(703)铰接、另一端与所述大拇指第二驱动连杆(707)的一端十字铰接，所述大拇指第三驱动连杆(708)的一端与所述大拇指第二驱动连杆(707)的另一端转动联接、另一端与所述大拇指训练机构(20)中的传动件(09)转动联接。
6.如权利要求4所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述驱动机构还包括V形连杆(709)，所述V形连杆(709)的一端与所述驱动滑块(703)球铰接、另一端与所述大拇指训练机构(20)中的传动件(09)球铰接。
7.如权利要求1或2或3所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述远指挡板(03)、所述中指挡板(02)、所述近指挡板(01)以及所述机架(10)的底部均设置有防护海绵。
8.如权利要求1或2或3所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述导轨(010)上设有锁紧装置。
9.如权利要求1或2或3所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述食指训练机构(30)、所述中指训练机构(40)、所述无名指训练机构(50)和所述小指训练机构(60)中的中指挡板(02)的顶部均具有朝着相应近指挡板(01)伸出的第一连接杆(021)，相应中指连杆(05)的另一端与相应所述第一连接杆(021)的自由端铰接，且远指挡板(03)的顶部均具有朝着相应近指挡板(01)伸出的第二连接杆(031)，相应远指第一连杆(06)的另一端与相应所述第二连接杆(031)的自由端铰接。
10.如权利要求1或2或3所述的外骨骼式康复机械手，其特征在于：所述近指挡板(01)、所述中指挡板(02)及所述远指挡板(03)上均开有条形槽(011)，所述近指挡板(01)与所述中指挡板(02)之间以及所述中指挡板(02)与所述远指挡板(03)之间均通过合页实现铰接，所述近指挡板(01)、所述中指挡板(02)及所述远指挡板(03)与相应所述合页之间通过穿过相应条形槽(011)的螺栓实现固定。
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