CN108201497B - 穿戴式手部复健辅具系统 - Google Patents

穿戴式手部复健辅具系统 Download PDF

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Abstract

一种穿戴式手部复健辅具系统是由包括:基座、多个配置于基座中的致动单元、手部辅具单元以及多条连接致动单元与手部辅具单元的套管所组成。基座是由上盖体及底板所组成，使得上盖体及底板之间具有容置空间，在上盖体的接近中央处形成开孔，用以让每一条套管都能通过开孔后，与致动单元连接。当复健者穿上穿戴式手部复健辅具系统后，复健者可以移动或转动手臂朝向一个对象，让五根手指一起抓握对象，用以测试复健者手部完整功能的复健。

Description

穿戴式手部复健辅具系统
技术领域
本发明是关于一种机械辅具或一种复健设备，特别是关于一种可穿戴式手部复健辅具系统。
背景技术
穿戴式机械辅具，是一种可以由人体穿戴之机械器材，其主要之功能为藉由机械的能力来强化使用者的局部肢体能力，并协助或支配穿戴者完成指定之任务。为强化人类特定部位的肢体能力，透过机械的稳定施力来推动使用者的局部肢体，藉由机械的重复性与可靠度，来协助使用者的肢体完成精确且重复的往返动作，随着老年化社会的到来与使用需求的增加，相关类型的机械产品开发将逐渐成为主流。
由于人类手指结构上的复杂度与关节高自由度的关系，为了使得穿戴式机械辅具能尽可能地达成与人手相同之运动能力，使得穿戴式机械辅具之机构设计上存在着一定的难度。此外，在本技术的相关领域中，以手指为复健部位的专利件数为多数，技术发展特征又以弯曲及伸展技术为主，另外，在载具驱动的方式是以前馈式被动开启装置为主。
首先，在薄壳外骨骼相关专利前案中美国公开专利第20140072829A1号、中国台湾专新型专利第495845号、中国台湾新型专利第474206号、中国台湾专新型专利第355708号皆已揭露使用线带动关节运动；此外，中国台湾专新型专利第500316号则是揭露以导杆来带动关节运动。
另外，在与本发明技术相关的单滑轨式机械关节前案中，美国公告专利第8574179B2号与中国发明专利公告第101897643B号已揭露双滑轨设计；而美国发明专利公告第8574179B2号及中国发明专利公告第101897643号则是已揭露滑轨旋转中心设于指关节；以及，中国台湾新型专利公告第500316号与中国台湾新型专利公告第355708号则是揭露以单指马达做为驱动动力的设计。
另外，在复健疗程方法相关前案中，中国台湾发明专利第I374734号则是已揭露设定关节角度周期变化的方法；以及，中国台湾发明专利公开第201440752号则是已揭露可烧录特定运动模式。
综观上述技术零散，因此，本案发明提供一种具有重量轻且符合人体手掌结构的手部复健辅具系统。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于，包括:手部辅具单元，是由手掌基座及一与手掌基座成近似L型的关节连接部所形成，拇指关节机构固接于关节连接部的第一端上，而多个手指关节机构分别固接于手掌基座的第一端上，且多个集线柱，是配置于手掌基座的第二端上；张力感测单元，是与手部辅具单元相邻配置，其上配置有多个弹性感测柱；驱动单元，与张力感测单元相邻配置，是由多个马达所组成，藉由马达提供转动角度；
多条传动导线，每一传动导线的一端与拇指关节机构及手指关节机构连接，而另一端与驱动单元连接，并与每一弹性感测柱接触；及
控制单元，与驱动单元及张力感测单元连接；其中，
拇指关节机构具有容置空间，用以容置滑轨连杆，容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置多个导线滑轮，并使传动导线与导线滑轮及集线柱接触；
手指掌指关节中，具有容置空间，用以容置滑轨连杆，容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置多个导线滑轮，并使传动导线与导线滑轮及集线柱接触。
根据本发明上述的主要目的，藉由穿戴式手部复健辅具系统在手掌关节的结构中，配合滑轨连杆、导线滑轮以及集线柱等的设计，使得本发明的穿戴式手部复健辅具系统可以不需要在拇指关节机构或手指关节机构中配置各种感应组件，而可以简化到以导线来牵引之结果；同时也可以达到降低辅具重量及降低辅具制作成本等目的。
根据本发明上述的主要目的，藉由穿戴式手部复健辅具系统中，藉由驱动单元与手掌关节的设计，可以准确的控制拇指关节机构或手指关节机构中的弯曲角度的变化，故可以精准的带动病患的拇指或手指执行复健。
根据本发明上述的主要目的，藉由穿戴式手部复健辅具系统中，藉由张力感测单元与手掌关节的设计，可以准确的量测到病患的拇指或手指在复健过程中的回馈力量，故可以精准的评估病患的复健状况。
根据本发明上述的主要目的，藉由穿戴式手部复健辅具系统中，藉由张力感测单元与手掌关节的设计，可以准确的量测到病患的拇指或手指在复健过程中的回馈力量，故可以精准的设定病患在复健握成的默认值，以保护病患在复健过程中，不会再次受伤。
本发明的另一目的，是提供一种具有复健功能的手部辅具单元，其特征在于，包括:
手掌基座，具有平面以及与平面成近似L型的关节连接部所形成；
拇指关节机构，是固接于关节连接部的第一端上，拇指关节机构具有容置空间，用以容置滑轨连杆，容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置多个导线滑轮；
多个手指关节机构，是分别固接于手掌基座的第一端上，手指掌指关节中，具有容置空间，用以容置一滑轨连杆，容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置多个导线滑轮；
多个集线柱，是配置于手掌基座的第二端上；及
多条传动导线，每一传动导线的一端与拇指关节机构及手指关节机构连接，而另一端与集线柱接触，同时，传动导线也与导线滑轮接触。
根据本发明上述的目的，通过手部辅具单元的结构设计，可透过医疗人员协助，根据患者的手掌形状，进行客制化的设计，让患者穿戴本发明的手部辅具单元时，可以很舒适。
根据本发明上述的目的，通过手掌关节的结构中，配合滑轨连杆、导线滑轮以及集线柱等的设计，使得本发明的手部辅具单元可以不需要在拇指关节机构或手指关节机构中配置各种感应组件，而可以简化到以导线来牵引之结果；同时，也可以达到降低辅具重量及降低辅具制作成本等目的。
本发明还有一目的，是提供一种复健的手指关节机构，其特征在于，包括：手指掌指关节，具有容置空间，用以容置滑轨连杆，容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置多个导线滑轮；
手指近节指骨，具有两开放端及一顶端，其一开放端与滑轨连杆上的另一端连接，而其相对的另一开放端具有与顶端连接的两侧边，并于两侧边上配置辅助枢接孔，同时，于顶端的端面上形成一个向上凸出的第一连接端；
手指中节指骨，由两开放端及顶端所形成，其相邻手指近节关节的开放端与手指近节指骨的另一开放端连接；
手指远节关节，具有两开放端及顶端，其相邻手指中节指骨的开放端与手指中节指骨的另一开放端连接，同时，于顶端的端面上形成一个向上凸出的第二连接端；
手指驱动轴，是由驱动部、第一连接臂、第二连接臂及第三连接臂所形成，均具有两开放端，第一连接臂的开放端与第二连接臂的开放端连接，而第一连接臂的另一开放端与驱动部的开放端连接，第二连接臂在与第一连接臂连接端靠近外侧的终端上，进一步配置一对定位枢接孔，其中，驱动部的另一开放端与手指近节关节顶端端面上凸出的第一连接端连接，第二连接臂的另一开放端与拇指远节关节顶端端面上凸出的第二连接端连接，而第三连接臂的一端与定位枢接孔连接，而另一开放端与辅助枢接孔连接；
第一传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于第二连接部上，同时，第一传动导线与导线滑轮接触；及
第二传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于第二连接部上，第二传动导线与导线滑轮接触，同时，第二传动导线与滑轨连杆接触。
根据本发明上述的目的，通过手指关节机构的设计，可以藉由手指滑轨以及滑轨连杆的设计，使得手指关节机构可以产生一个虚拟中心，用以作为手指近节指骨弯曲时的参考中心点。
根据本发明上述的目的，通过手指关节机构的设计，可以藉由手指驱动轴的设计，可以准确的带动手指弯曲，并在在复健过程中的量测到手指的回馈力量，故可以精准的评估病患的复健状况。
本发明还有再一目的，是提供一种复健的拇指关节机构，包括：拇指掌指关节，具有一容置空间，用以容置滑轨连杆，容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置多个导线滑轮；
拇指近节关节，具有两开放端及顶端，其一开放端与滑轨连杆上的另一端连接，而其相对的另一开放端具有与顶端连接的两侧边，同时，于顶端的端面上形成一个向上凸出的第一连接端；
拇指远节关节，具有两开放端及顶端，其相邻拇指近节关节的开放端与拇指近节关节的另一开放端连接，同时，于顶端的端面上形成一个向上凸出的第二连接端；
拇指驱动轴，是由第一连接部及第二连接部所形成，第一连接部及第二连接部均具有两个开放端，并将第一连接部的一开放端与第二连接部的开放端连接，而第一连接部的另一开放端与拇指远节关节顶端的端面上凸出的第二连接端连接，同时，第二连接部的另一开放端与拇指近节关节顶端端面上凸出的第一连接端连接；
第一传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于第二连接部上，同时，第一传动导线与导线滑轮接触；及
第二传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于第二连接部上，第二传动导线与导线滑轮接触，同时，第二传动导线进一步与滑轨连杆接触。
根据本发明上述的目的，通过拇指关节机构的设计，可以藉由拇指滑轨以及滑轨连杆的设计，使得拇指关节机构可以产生一个虚拟中心，用以作为拇指近节指骨弯曲时的参考中心点，并且可以避免与手指关节机构产生干扰。
根据本发明上述的目的，通过手指关节拇构的设计，可以藉由拇指驱动轴的设计，可以准确的带动拇指弯曲，并在在复健过程中的量测到拇指的回馈力量，故可以精准的评估病患的复健状况。
此外，本发明的再一目的，是提供一种复健的拇指关节机构，包括：基座，是由上盖体及底板所组成，于盖体及底板之间具有容置空间，且上盖体接近中央处形成一个开孔；手部辅具单元，是由一个拇指关节机构与多个手指关节机构所组成，而拇指关节机构与多个手指关节机构上均配置一个驱动轴；至少一个致动单元，是配置在所述基座的底板上；多对套管，每一个所述套管具有中空空间，并于空间中配置一条长度大于套管的传动导线，使得所述传动导线可以在套管的空间中滑动；其中，每一所述致动单元包括：框架，是由具有两个贯穿孔的上板、背板、下板以及具有一个通孔的支撑架所组成，其中，上板与背板的一端固接，而下板与背板的一另端固接，使得下板与上板以背板的高度为间隔而彼此平行于背板的同一侧边，及在下板另一开放端上固接一个支撑架；马达，配置在支撑架上，并具有一轴轴，并将所述轴穿过支撑架上的通孔；旋转器，为一圆周体并与所述轴连接，其上配置两个间隔的平行凹槽，而于圆周体一侧端上的相对端配置一对固定点；一对张力感测单元，是配置在下板上，是由弹性滑轮、弹性感测柱及固接在下板上的张力传感器所组成，而张力传感器与弹性滑轮之间经由所述弹性感测柱连接；其中，所述每一个套管对的一端与所述手部辅具单元连接，而其另一端连接至上板的两个贯穿孔，使得每一条传动导线的一端与驱动轴连接，而每一条传动导线的另一端则在绕过弹性滑轮并与凹槽接触后，其终端与所述一对固定点连接。
根据上述板发明之目的，本发明的穿戴式手部复健辅具系统还可以进一步提供手掌完整功能的复健及测试。当复健者穿戴上本发明的穿戴式手部复健辅具系统后，复健者可以移动或转动手臂，朝向一个对象(例如：一颗球)，并在控制单元的控制下，让五根手指一起抓握对象，可以测试复健者手部完整功能的复健。
附图说明
图1为本发明穿戴式手部复健辅具系统之系统架构示意图
图2A为本发明对穿戴式手部复健辅具系统俯视示意图；
图2B为本发明对穿戴式手部复健辅具系统侧视示意图；
图2C为本发明对穿戴式手部复健辅具系统上视示意图；
图3A为本发明对穿戴式手部复健辅具系统手掌关节机构俯视示意图；
图3B为本发明对穿戴式手部复健辅具系统手掌关节机构仰视示意图；
图3C为本发明对穿戴式手部复健辅具系统手掌关节机构侧视示意图；
图4A为本发明对穿戴式手部复健辅具系统拇指关节机构分解示意图；
图4B为本发明对穿戴式手部复健辅具系统拇指关节机构结合示意图；
图5A为本发明对穿戴式手部复健辅具系统拇指掌指关节机构局部的剖面示意图；
图5B为本发明对穿戴式手部复健辅具系统拇指掌指关节机构分解示意图；
图5C为本发明对穿戴式手部复健辅具系统拇指关节机构弯曲示意图；
图6A为本发明对穿戴式手部复健辅具系统手指关节机构分解示意图；
图6B为本发明对穿戴式手部复健辅具系统手指关节机构结合示意图；
图6C为本发明对穿戴式手部复健辅具系统手指关节机构弯曲叵面示意图；
图7为本发明穿戴式手部复健辅具系统张力感测器原理示意图；
图8为本发明穿戴式手部复健辅具系统另一实施例的系统架构示意图；
图9为本发明套管的示意图；
图10为本发明穿戴式手部复健辅具系统的基座内部示意图；
图11A为本发明的致动单元的立体示意图；
图11B为本发明的致动单元的侧视示意图；
图12为本发明的传动导线与旋转器及张力传感器连接的示意图；
图13A为穿戴式手部复健辅具系统关节机构马达的旋转角度与拇指关节弯曲程度的对照示意图；
图13B为穿戴式手部复健辅具系统关节机构马达的旋转角度与手指关节弯曲程度的对照示意图；
图14A为穿戴式手部复健辅具系统马达的旋转角度与拇指指关节弯曲程度对照示意图；
图14B为穿戴式手部复健辅具系统马达的旋转角度与手指近掌关节弯曲程度的对照示意图；及
图14C为穿戴式手部复健辅具系统马达的旋转角度与手指远掌关节弯曲程度的对照示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。另外，本发明有关之穿戴式手部复健辅具的基本原理与功能，由背景技术中的多件相关专利之揭露，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中之说明，仅针对与本发明的穿戴式手部复健辅具有关的技术特征处，进行详细说明。此外，于下述内文中之图式，亦并未依据实际之相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本创作特征有关之示意图。
首先，请参考图1，是为本发明穿戴式手部复健辅具系统之系统架构示意图。如图1所示，穿戴式手部复健辅具系统10包括:基座11、手部辅具单元100、驱动单元200、张力感测单元300、传动导线400及控制单元500所组成；其中，手部辅具单元100包括一个拇指关节机构110、四个手指关节机构130及一个手掌基座150所组成，手部辅具单元100是与可拆卸式基座11连接，而张力感测单元300是相邻配置于手部辅具单元100的后方，其内部配置有多个弹性感测柱(显示于图3C中)，并且可以通过有线/无线通讯方式与控制单元500联系。由图1可以看到，本发明的穿戴式手部复健辅具系统10，是由多条传动导线400将手部辅具单元100、张力感测单元300及驱动单元200连接；因此，可以通过控制单元500的指令来启动驱动单元200，使得驱动单元200根据指令的转动扭力及转动角度来牵引传动导线400，进而再通过传动导线400来带动手部辅具单元100上的拇指关节机构110或是手指关节机构130能够弯曲，用以带动使用者的手指跟随拇指关节机构110或是手指关节机构130同步弯曲；其中，控制单元500可以通过有线或无线通讯方式与驱动单元200联系；同时，藉由传动导线400与张力感测单元300来侦测出驱动单元200的转动扭力以及使用者的手指对于驱动单元200转动的反馈力量。接着，手部辅具单元100包括一个拇指关节机构110及多个手指关节机构130所组成。
接着，请参考2A图，是本发明穿戴式手部复健辅具系统俯视示意图。如图2A所示，本发明穿戴式手部复健辅具系统10包括:一个可拆卸式基座11，基座11配置至少一个支撑平台101，用以供使用者的手臂支撑处；在本发明的较佳实施例中，支撑平台101是对称的配置在基座11上。此外，手部辅具单元100是锁固于一个配置在基座11上的基座固定座103及手掌固定座105上；接着，手部辅具单元100及张力感测单元300是配置在基座11的支撑平台101的一侧边上，也就是说，手部辅具单元100及张力感测单元300是突出在支撑平台101上。
请继续参考图2A，手部辅具单元100包括一个拇指关节机构110、多个手指关节机构130及一个手掌基座150所组成；其中，拇指关节机构110及多个手指关节机构130是分别固接于手掌基座150的一端上，而多个手指关节机构130包括人类的食指、中指、无名指及小指等；很明显的，拇指关节机构110与多个手指关节机构130是固接在不同的平面上；例如:拇指关节机构110与多个手指关节机构130之间的夹角接近垂直。另外，在手掌基座150的一端是与一个可拆卸式固定机构153，另一端上透过手掌固定座105与基座固定座103衔接，可以藉由此基座固定座103将手部辅具单元100可拆卸式基座11连接。
再接着，请参见图2B，是本发明穿戴式手部复健辅具系统侧视示意图。如图2B所示，手部辅具单元100及张力感测单元300位于基座11及支撑平台101的上方，而由多个马达220所形成的驱动单元200位于基座11及支撑平台101的下方。由图2B可知，手部辅具单元100包括一个拇指关节机构110、四个手指关节机构130及一个手掌基座150所组成；其中，拇指关节机构110及四个手指关节机构130是分别固接于手掌基座150的一端上；很明显的，拇指关节机构110与多个手指关节机构130是固接在不同的平面上。另外，在手掌基座150的另一端上，则是与一个可拆卸式固定机构153连接，用以将手部辅具单元100可拆卸式基座11连接。同时，手掌基座150上形成一个贯穿槽152，藉由此贯穿槽152的配置，可以作为观察患者穿戴本发明的手部辅具单元100时，各手指的位置是否妥当。
请继续参考图2B，位于基座11及支撑平台101下方的驱动单元200是由五个马达220所组成，很明显的，五个马达220是用来对应拇指关节机构110及四个手指关节机构130，其中，每一个马达220皆配置有编码器及解码器，可以接收控制装置500的指令来启动马达220转动，并且可以将转动角度编码回传至控制单元500。另外，在本发明的实施例中，多条传动导线400是以五组传动导线来对应拇指关节机构110及四个手指关节机构130，且每一组传动导线400是由屈端传动导线420与伸端传动导线410所组成，其中，此对屈端传动导线420与伸端传动导线410的一端是固接于手部辅具单元100的拇指关节机构110及手指关节机构130上；而另一端是固接于一个马达220上。同时，使用一对屈端传动导线420及伸端传动导线410是为了能够更稳定的牵引拇指关节机构110及手指关节机构130，例如:当屈端传动导线420及伸端传动导线410的一端固接于手指关节机构130后，并当马达220逆时针转动时，会拉动屈端传动导线420，同时，也会跟着放出伸端传动导线410。此外，在本发明的穿戴式手部复健辅具系统中，每一手指通过一对传动导线400与张力感测单元300及驱动单元200连接，使得每一个手指可视成为单一机构系统，使得控制装置500可独立辅助患者进行单一手指的复建工作。
根据上述说明，本发明穿戴式手部复健辅具系统10是藉由五对传动导线400将手部辅具单元100、张力感测单元300及驱动单元200连接；当一位需要进行手指复健的病患戴上手部辅具单元100后，可以通过控制单元500的指令来启动驱动单元200转动，使得驱动单元200根据指令的转动角度及转动扭力来牵引传动导线400中的屈端传动导线420，再由屈端传动导线420带动手部辅具单元100上的拇指关节机构110或是手指关节机构130能够弯曲，用以带动使用者的手指跟着弯曲；同时，藉由传动导线400)与张力感测单元300来侦测出使用者的手指对于驱动单元200转动指令所达到弯曲的反馈力量(即可以通过张力感测组件所测得的张力大小来判断出手指的抵抗力量)，而此反馈的力量是由传动导线400中的屈端传动导线420侦测出来。很明显地，藉由张力感测单元300所量测到的屈端传动导线420张力值，并将屈端传动导线420张力值传送至控制单元500进行分析后，即可评估出使用者的手指状况。
接着，请参见图2C，是本发明穿戴式手部复健辅具系统之上视示意图。由图2C所示，本发明穿戴式手部复健辅具系统10上的手部辅具单元100包括一个拇指关节机构110、多个手指关节机构130及一个手掌基座150，手部辅具单元100后方为张力感测单元300；手掌基座150可以藉由可拆卸式固定机构153将手部辅具单元100与基座11连接；另外，由图2C可以看出，连接拇指关节机构110及手指关节机构130的五对传动导线400皆引入至手掌基座150整理集中后，会与张力感测单元300中的五组弹性感测柱321连接。此外，如图2C的放大区块可以看到，张力感测单元300中的多个固定柱320是用来固定张力感测单元300两个侧边的相对距离，而固定柱320之间配置五组呈间隔配对的弹性感测柱321；另外，请一同参考图2C、图5C及图6C，传动导线400中的屈端传动导线420与伸端传动导线410是分别与一个作为张力感测单元300中的弹性感测柱321接触。而使用五组的屈端传动导线420与伸端传动导线410是分别对应五个手指所组成，而每一条屈端传动导线420与伸端传动导线410的一端是与五个手指的驱动轴114，134(显示于图5C及图6C中)连接，之后经过手掌基座150再连接到张力感测单元300上的多组弹性感测柱321，随后再将另一端拉往下方并与相对应的马达220连接。很明显的，本发明是藉由张力感测单元300中所配置的五对弹性感测柱321，用以分别对应由屈端传动导线420与伸端传动导线410的五对传动导线400，用以侦测出传动导线400的张力大小；之后，再将量测到的张力值资料传送至控制单元500中分析，以作为控制单元500评估使用者的手指状况。
另外，控制单元500可设定一预设值，当拇指或手指张力数值超越此预设值时，控制单元500便命令穿戴式手部复健辅具系统停止动作，避免患者受伤，此预设值由医师根据不同患者状况设定条件。
请参见图3A，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的手部辅具单元俯视示意图。如图3A所示，手部辅具单元100包括一个拇指关节机构110、四个手指关节机构130及一个手掌基座150所组成，并且拇指关节机构110及四个手指关节机构130是分别固接于手掌基座150的一端上；其中，拇指关节机构110是由一个与手掌基座150成近似L型的关节连接部151连接，使得拇指关节机构110与多个手指关节机构130是固接在不同的平面上，用以符合人体在手指拇指的自然构造。当拇指关节机构110及手指关节机构130分别固定于手掌基座150与关节连接部151所形成的近似L型结构后，能够使拇指自由弯曲；此外，在手掌基座150与关节连接部151所形成的近似L型结构，除了可以很容易地让使用者的五个手指能套入手部辅具单元100外，也能根据人类手掌的生理结构，让拇指关节机构110弯曲时，不会与手指关节机构130产生干扰。
请继续参见图3A，手掌基座150在与可拆卸式固定机构153(显示于图2A)连接的一侧边上，配置有多个集线柱154，用以与同在一水平面的五个手指关节机构(包括拇指关节机构110及手指关节机构130上的五对传动导线400接触；很明显的，五对传动导线400)皆引入至手掌基座150上的多个集线柱154整理集中。此外，拇指关节机构110通过拇指关节连接部151与手掌基座150所形成的近似L型连接结构，使得拇指关节连接部151与手掌基座150不在一水平面上，因此，在拇指关节连接部151上也配置了多个集线柱154，用以引导拇指关节机构110上的传动导线400。另外，请再参考图2C，在本发明的实施例中，是使用五个集线柱154来与张力感测单元300中的五对弹性感测柱321是相应配置的；同时，在本发明的一个较佳实施例中，在每一个集线柱154接近顶端处，形成一个凹部155，可以让传动导线400通过凹部155，使得传动导线400可以容易被固定。
请参见第3B图，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的手部辅具单元仰视图。如图3B所示，手掌基座150上的配置有多对固定孔157，159，其中，固定孔159是槽状结构，其目的是要让手指在与手掌基座150连接时，可以做左右角度的微调。例如:拇指关节机构110及每一手指关节机构130可藉由这些固定孔157，159连接至手掌基座150上。由于每一对的固定孔157,159间的槽状结构、距离及角度，可以根据使用者的手指分布大小进行调整并加以固定后，即可以达到客制化之效果，并且提高患者穿戴及操作时的舒适度；至于固定的方式，可以根据手掌基座150的材质而调整，本发明并不加以限制。
请参见第3C图，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的手部辅具单元侧视示意图。如图3C所示，在手掌基座150的一端上是一个可拆卸式固定机构153，另一端上透过手掌固定座105与基座固定座103)衔接(于第2B图显示)，可以藉由此基座固定座03将手部辅具单元100可拆卸式基座11连接。，而手掌基座150则是与拇指关节机构110及多个手指关节机构130连接；此外，手掌基座150在靠近可拆卸式固定机构153的一端上，配置有多个集线柱154。最后，一个外罩160，用来覆盖手掌基座150，除了美观外，主要是用来保护多条传动导线400，以避免病患在复健过程中，碰触到传动导线400，而造成张力侦测的误差。
请参见图4A，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的拇指关节机构的分解示意图。如图4A所示，本发明的拇指关节机构110是由拇指掌指关节111、拇指近节关节113、拇指驱动轴114及拇指远节关节115所组成；其中，拇指掌指关节111为一个具有容置空间的结构，可以用来容置滑轨连杆112；而容置空间是由至少一对侧壁1111，1112所形成，并于其中一个侧壁上(例如:侧壁1112上)配置多个导线滑轮所形成的导线滑轮组600，这些由多个导线滑轮所形成的导线滑轮组600可以配对的与传动导线400接触，用以作为传动导线400的运动轨道；同时，于拇指掌指关节111的一对拇指侧壁1111，1112上进一步还配置一对拇指滑轨1113，在本发明的较佳实施例中，此拇指滑轨1113为一弧状轨槽，并且可以选择将拇指滑轨1113配置在导线滑轮组600的导线滑轮之中；此外，于拇指掌指关节111的容置空间中，可以容置一个拇指滑轨连杆112，此一拇指滑轨连杆112的一端1121与拇指近节指骨113的一顶端1135连接，而拇指滑轨连杆112的另一端上具有一个拇指滑轨卡楯1124；当拇指滑轨连杆112配置于拇指掌指关节111的容置空间后，此拇指滑轨卡楯1124可以枢接在拇指滑轨1113中，使得拇指滑轨连杆112可以藉由拇指滑轨卡楯1124的枢接，并藉由传动导线400的牵引，而可以在拇指滑轨1113之间移动。此外，于拇指掌指关节111中配置导线滑轮组600的设计目的，是用来帮助稳定传动导线400的轨道。
请继续参考图4A所示，拇指近节指骨113是由两开放端1131，1133及一顶端1135所形成，其一顶端1135与拇指滑轨连杆112上的一端1121连接，而其一开放端1133具有与顶端1135两端连接的两侧边1137，并于两侧边1137的向顶端1135外侧及向下延伸一距离的开放端上配置枢接孔1139；在本发明的实施例中，顶端1135具有一宽度，并于顶端1135的端面上形成一个向上凸出的连接端1136，而于连接端1136的开放端上形成枢接孔11361；其中，顶端1135的宽度及两侧边1137的向外侧及向下延伸距离，都是用来配合使用者的拇指尺寸设计。
请继续参考图4A所示，拇指远节关节115亦是由两开放端及一顶端1155所形成，其相邻拇指近节关节113的一开放端1153具有与顶端1155两端连接的两侧边1157，并于两侧边1157的向顶端1155外侧及向下延伸一距离的开放端上配置枢接孔1159；很明显的，拇指远节关节115上的枢接孔1159是与拇指近节关节113上的置枢接孔1139相应的枢接，并于枢接孔1159与枢接孔1139完成枢接后，即会形成一个可以转动的拇指指关节117；此外，在拇指远节指骨115的一端1153的相对另一端1151为一开放的终端；再者，在拇指远节关节115的顶端1155端面上形成一个向上凸出的连接端1156，并于连接端1156的开放端上形成枢接孔11561。
再接着，请继续参考图4A所示，拇指驱动轴114是由第一连接部1141及第二连接部1143枢接所形成，其中，第一连接部1141及第二连接部1143的两开放端上，均配置有枢接孔；将第一连接部1141及第二连接部1143一开放端上的枢接孔连接后，可以藉由连接的枢接点连接成一体并可以以枢接点为轴心自由活动；接着，先将第一连接部1141的另一开放端11411上的枢接孔与拇指远节关节115上的连接端1156的枢接孔11561枢接，再将第二连接部1143的另一开放端11431上的枢接孔与拇指近节关节113连接端1136上的枢接孔11361枢接后，可以使得拇指近节关节113连接成一体。故当拇指驱动轴114的第一连接部1141及第二连接部1143被驱动后，可以藉由第一连接部1141及第二连接部1143活动时，带动拇指近节关节113及拇指远节关节115一起运动。在本发明的较佳实施例中，第一连接部1141可以是一种手臂的结构，而第二连接部1143可以是一种体积较第一连接部1141大的结构体来形成；很明显的，本发明对于第一连接部1141及第二连接部1143的形状、结构或是使用的材质并不加以限制。
接着，请参考图4B，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的拇指关节机构结合示意图。如图4B所示，当拇指关节机构110连接成一体后，拇指滑轨1113两个终端的法线交叉点即为一个虚拟中心点119，此虚拟中心点119与拇指指关节117可以维持在一条水平线上，其中，虚拟中心点119是做为拇指近节关节113弯曲时的参考中心点，而拇指指关节117是做为拇指远节关节115转动的轴心，此轴心为图4A中枢接孔1139与枢接孔1159之结合处；其中，虚拟中心点119的位置是可以根据用户的手掌尺寸及形状来决定，并且可以藉由调整拇指滑轨1113的弧度来调整虚拟中心点119，藉由此虚拟中心点119的设计，可以让使用者在复健过程中，可以让手掌不会与拇指关节机构产生干扰，例如:避免拇指关节机构在活动时，会夹到手掌上的肉。故在本发明的实施例中，当拇指驱动轴114被传动导线400驱动后，传动导线400会先带动拇指滑轨连杆112在拇指滑轨1113的两个终端间移动，用以带动拇指近节关节113弯曲，当滑轨连杆112移动到拇指滑轨1113终端后，拇指近节关节113就不在弯曲，接着，拇指远节关节115会以拇指指关节117为轴心进行弯曲，其最大弯曲角度为90度；其详细的操作过程，说明如后。
再接着，请参考图5A，是本发明穿戴式手部复健辅具系统拇指掌指关节机构局部的剖面示意图。如图5A所示，拇指关节机构110的侧壁1111上配置多个导线滑轮所形成的导线滑轮组600，用以作为传动导线400的运动轨道，在本发明的实施例中，传动导线400是由两个独立线段所组成，包括:作为牵引手指弯曲的屈端传动导线420与牵引手指伸直的伸端传动导线410。导线滑轮组600包括第一滑轮组611，612，613及第二滑轮组621，622，分别用来与传动导线400中的伸端传动导线410与屈端传动导线420接触；其中，第一滑轮组611，612，613与伸端传动导线410接触，而第二滑轮组621，622与屈端传动导线420接触。伸端传动导线410与屈端传动导线420的一端与同一个马达220的不同位置上连接，而伸端传动导线410与屈端传动导线420的另一端则分别固接在拇指驱动轴114第二连接部1143上的同一位置或是不同的位置上；由于本发明的拇指驱动轴114第二连接部1143可以由组合方式形成，故第二连接部1143的内部可以为中空或是部分中空，故可以配置一个转盘(未显示于图中)于其中，可以让伸端传动导线410与屈端传动导线420的末端是固定在第二连接部1143内部的转盘上。很明显的，本发明配置转盘的主要目的，是藉由不同大小的转盘两端来提供一个位移距离。当复健辅具系统10要驱动拇指驱动轴114的第二连接部1143时，伸端传动导线410与第一滑轮组611，612，613及滑轮622接触，而屈端传动导线420则先穿过拇指滑轨连杆112再与个拇指滑轨卡楯1124及第二滑轮组621，622接触；其中，转盘可引导伸端传动导线410与屈端传动导线420于第二连接部1143内顺畅滑动。
当马达220以逆时钟方向转动时，一方面带动屈端传动导线420往逆时钟方向移动，另一方面，则同时带动伸端传动导线410往逆时钟方向移动；此时，屈端传动导线420会先带动拇指掌指关节111中的拇指滑轨连杆112沿着拇指滑轨1113移动，当拇指滑轨连杆112移动至拇指滑轨1113的终端时，即不会再弯曲；接着，屈端传动导线420与伸端传动导线410会继续带动拇指驱动轴114的第二连接部1143往逆时钟方向转动；再接着，驱动第一连接部1141来带动拇指远节关节115以拇指指关节117为轴心进行弯曲。
很明显的，在本发明的较佳实施例中，使用第一滑轮组611，612，613及第二滑轮组621，622分别与伸端传动导线410与屈端传动导线420接触的设计，除了用来使伸端传动导线410与屈端传动导线420维持在一个的张力状态之外，还可以避免伸端传动导线410与屈端传动导线420在运动过程中发生缠绕。例如，当第一滑轮组611，612，613与伸端传动导线410接触时，伸端传动导线410会与滑轮611及滑轮612的一端接触，接着，伸端传动导线410会绕过滑轮613并与滑轮613的另一端接触，使得在滑轮612与滑轮613形成类似S型的交错接触，再接着，伸端传动导线410会绕过滑轮622，并与滑轮622的另一端接触，同样于滑轮622与滑轮613形成类似S型的交错接触；最后，将伸端传动导线410固定在第二连接部1143内部的转盘上。同样的，当第二滑轮组621，622与屈端传动导线420接触时，屈端传动导线420会先与滑轮621的一端接触，接着，屈端传动导线420会绕过滑轮622的另一端接触并与滑轮621形成类似S型的交错接触；再接着，屈端传动导线420会在绕过拇指滑轨卡楯1124后，再穿过拇指滑轨连杆112中；最后，将屈端传动导线420固定在第二连接部1143内部的转盘上。
请参考图5B，是本发明拇指关节中的拇指掌指关节中的拇指掌指关节分解图示意图。如图5B所示，拇指掌指关节111是由一个侧壁1111及另一个侧壁1112所组成，且侧壁1111与侧壁1112之间形成一个容置空间，用以容置拇指滑轨连杆112；其中，导线滑轮组600可以选择性的固接于两侧壁1111，1112的容置空间中，同时，可以藉由侧壁1112上的多个固定螺丝(未显示于图中)将侧壁1111与侧壁1112之间组合固定成一体。此外，在拇指滑轨连杆112)位于底座的两端点处，配置一对贯穿孔1123，可以让屈端传动导线420能够穿过贯穿孔1123，使得屈端传动导线420与拇指滑轨连杆112形成接触；故当屈端传动导线420被驱动时，拇指滑轨连杆112会被屈端传动导线420带动，使得拇指滑轨连杆112可以在拇指滑轨1113的两个终端间移动。
在此要强调的是，本发明是使用滑轮组600来作为驱动拇指关节机构110弯曲时的传动导线400的运动轨道；前述说明仅为本发明的实施例之一；很明显的，对于使用几个滑轮来与传动导线400接触，以及传动导线400与每一个滑轮接触的方式或方向，本发明均不加以限制。此外，为了能够准确地得到伸端传动导线410与屈端传动导线420上的张力数据，本发明在伸端传动导线410与屈端传动导线420的材质是选择金属线，特别是直径0.5～1mm的金属线；同样的，本发明对于使用何种材质的金属线，也并不加以限制。
接着，请参考图5C，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中拇指关节机构弯曲叵面示意图。如图5C所示，拇指掌指关节111的侧壁1111上配置多个导线滑轮所形成的导线滑轮组600，用以作为传动导线400的运动轨道；在本发明的实施例中，传动导线400是由两个独立线段所组成，包括:伸端传动导线410与屈端传动导线420。导线滑轮组600包括第一滑轮组611,612，613及第二滑轮组621，622，用来与伸端传动导线410与屈端传动导线420接触；其中，伸端传动导线410与第一滑轮组611，612，613及轮组622接触，而屈端传动导线420则至少会与第二滑轮组621，622接触。
由于伸端传动导线410与屈端传动导线420的一端与同一个马达220的不同位置连接，而伸端传动导线410与屈端传动导线420的另一端则分别固接在拇指驱动轴114内的转盘上。当马达220以逆时钟方向转动时，一方面带动屈端传动导线420往逆时钟方向移动，另一方面则同时带动伸端传动导线410往逆时钟方向移动，藉由屈端传动导线420与伸端传动导线410带动手指驱动轴114的第二连接部1143往逆时钟方向转动；此时，屈端传动导线420会先带动拇指掌指关节111中的拇指滑轨连杆112沿着拇指滑轨1113移动，当拇指滑轨连杆112移动至拇指滑轨1113的终端时，即不会再弯曲；接着，屈端传动导线420与伸端传动导线410会继续带动第二连接部1143的转动，用以推动第一连接部1141，使得第二连接部1143及第一连接部1141带动带动拇指近节指骨113及拇指远节指骨115弯曲；例如，在本发明的实施例中，藉由驱动第一连接部1141来带动拇指远节关节115以拇指指关节117为轴心进行弯曲，其最大弯曲角度为90度，如图5C所示。
请参见图6A，是穿戴式手部复健辅具系统中的手指关节机构分解示意图。如图6A所示，本发明的手指关节机构130是由手指掌指关节131、手指近节指骨133、手指驱动轴134、手指中节指骨135及手指远节指骨137所组成，其中，手指掌指关节131与图4A中的拇指掌指关节111结构相同，为一个具又容置空间的结构，可以用来容置手指滑轨连杆132；而容置空间是由至少一对侧壁1311，1312所形成，并于其中一个侧壁1312上配置多个导线滑轮所形成的导线滑轮组600，这些由多个导线滑轮所形成的导线滑轮组600可以配对的与传动导线400接触，用以作为传动导线400的运动轨道；同时，于手指掌指关节131的一对侧壁1311，1312上进一步还配置一个手指滑轨1313，在本发明的较佳实施例中，此手指滑轨1313为一弧状轨槽，并且可以选择将手指滑轨1313配置在导线滑轮组600中。此外，于手指掌指关节131的容置空间中，配置一个手指滑轨连杆132，此一手指滑轨连杆132的一端1322与手指近节指骨133的顶端1335连接，而手指滑轨连杆132的另一端上具有一个手指滑轨卡楯1324；当手指滑轨连杆132配置于手指掌指关节131的容置空间后，此手指滑轨卡楯1324可以枢接在手指滑轨1313中，使得手指滑轨连杆132可以藉由手指滑轨卡楯1324的枢接并藉由传动导线400的牵引，而使手指滑轨连杆132在手指滑轨1313之间移动。此外，在手指滑轨连杆132位于底座的两端点处，配置一对贯穿孔1323，可以让屈端传动导线420穿过手指滑轨连杆132的贯穿孔1323之后，与手指驱动轴134中的驱动部1341连接；此外，于手指掌指关节131中配置导线滑轮组600的设计目的，是用来帮助稳定传动导线400轨道。
请继续参考图6A所示，手指近节关节133是由两开放端1331，1333及一顶端1335所形成，其顶端1335与手指滑轨连杆132上的一端1322连接，而其相对的另一开放端1333具有与顶端335两侧端连接的两侧边13331，并于两侧边13331的向顶端1335外侧及向下延伸一距离的开放端上配置第一枢接孔13333；而于一对手指近节侧边13331的近节枢接孔13333旁边另外配置近节辅助枢接孔13335；在本发明的实施例中，顶端1335具有一宽度，并于顶端1335的端面上形成一个向上凸出的连接端1337；其中，顶端1335的宽度及两侧边13331的向外侧及向下延伸距离，都是用来配合使用者的手指尺寸设计。
请继续参考图6A所示，手指中节指骨135是由两开放端1351，、1353及一顶端1355所形成，其相邻手指近节关节133的一开放端1353具有与顶端1355两端连接的两侧边13531，且在每一手指中节侧边13531的终端上形成一对中节终端枢接孔13535，此对枢接孔13535可以与手指近节关节133上的近节枢接孔13333连接并形成一个可以转动的手指近掌关节138；而于手指中节指骨135的另一开放端1353，具有与中节顶端1355两端连接的两侧边13531，且在每一侧边13531的始端上配置一对中节终端枢接孔13535。
请继续参考图6A所示，手指远节指骨137是由两开放端1371，1373及一顶端1375所形成，其相邻手指中节指骨135的一端1373具有与顶端1375两端连接的一对侧边1377，并于两侧边1377的向顶端1375外侧及向下延伸一距离的开放端上配置枢接孔13731；很明显的，手指中节指骨135上的枢接孔13533是与手指远节指骨137上的置枢接孔13731相应的枢接后，形成一个可以转动的手指远掌关节139；而于手指远节指骨137的另一端1371为一开放的终端；此外，在手指远节指骨137的顶端1375端面上具有一的连接端1372，并且于凸出的连接端1372的终端上形成一对枢接孔13721。
再接着，请继续参考图6A所示，手指驱动轴134是由驱动部1341、第一连接臂1343、第二连接臂1345及第三连接臂1347所组成；驱动部1341、第一连接臂1343、第二连接臂1345及第三连接臂1347均具有两开放端，并于每一开放端上均各自配置有一对枢接孔；因此，可以藉由第一连接臂1343一端上的枢接孔与第二连接臂1345的相邻第一连接臂1343一端上的枢接孔13453枢接，而第一连接臂1343另一端上的枢接孔13431与驱动部1341一端上的枢接孔13411连接；而驱动部1341的另一端上的枢接孔13413是与手指近节指骨133的连接端1337上的一对枢接孔13371连接。第二连接臂1345另一端的终端具有一对枢接孔13451，而此对枢接孔13451是用来与手指远节指骨137的连接端1372上的枢接孔13721连接。此外，第二连接臂1345在与第一连接臂1343连接端的靠近外侧的终端上，进一步配置一对定位枢接孔13457。另外，在第三连接臂1347一端的终端具有一对枢接孔13471，而此对枢接孔13471是用来与手指近节指骨133的辅助枢接孔13335连接；另外，第三连接臂1347的另一端与第二连接臂1345的定位枢接孔13457枢接；很明显的，在手指关节机构130完成连接并维持在伸直的姿势下，第三连接臂1347与第二连接臂1345之间的夹角接近90度。
请参考图6B，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的手指关节机构结合示意图。如图6B所示，当手指关节机构130藉由手指驱动轴134与手指近节指骨133及手指远节指骨137结合并将关节推动至终端形成一直线形状，手指滑轨132两个终端的法线交叉点即为一个虚拟中心点140，此虚拟中心点140与手指近掌关节138以及手指远掌关节139可以维持在一条水平线上；其中，虚拟中心点140是做为手指近节指骨133弯曲时的参考中心点，而手指近掌关节138是做为手指中节指骨135转动的轴心，以及手指远掌关节139是做为手指远节指骨137转动的轴心。故当手指驱动轴134被传动导线400驱动后，以第三连接臂1347作为驱动部341转动时的传动作用力的导杆，使得手指滑轨连杆132在手指滑轨1313的两个终端间移动。此外，在本发明的一个较佳实施例中，可以将第二连接臂1345与第三连接臂1347以一体成型方式形成。
请参考图6C，是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的手指关节由传动导线牵引活动的示意图。如图6C所示，手指关节机构130的侧壁1311上配置多个导线滑轮所形成的导线滑轮组600，用以作为传动导线400的运动轨道；在本发明的实施例中，传动导线400是由两个独立线段所组成，包括:伸端传动导线410与屈端传动导线420。导线滑轮组600包括第一滑轮组611，612，613及第二滑轮组621，622，用来与伸端传动导线410与屈端传动导线420接触；其中，第一滑轮组611，612，613与伸端传动导线410接触，而第二滑轮组621，622与屈端传动导线420接触。
此外，屈端传动导线420与伸端传动导线410的一端与同一个马达220的不同位置上连接，而屈端传动导线420与伸端传动导线410的另一端则分别固接在驱动部1341内部的转盘(未显示于图中)不同的位置上；由于本发明的驱动部1341可以由组合方式形成，故驱动部1341的内部可以为中空或是部分中空，故可以配置一个转盘于其中，然而，本发明配置转盘的主要目的，是藉由不同大小的转盘两端来提供一个位移距离。当复健辅具系统10要驱动手指驱动轴134的驱动部1341时，伸端传动导线410与第一滑轮组611，612，613及滑轮622接触，而屈端传动导线420则先穿过手指滑轨132再与第二滑轮组621，622接触；其中，转盘可引导伸端传动导线410与屈端传动导线420于驱动部1341内顺畅滑动。在此要强调，由于手指掌指关节131与图4A中的拇指掌指关节111结构相同，因此，伸端传动导线410及屈端传动导线420与第一滑轮组611，612，613、第二滑轮组621，622及手指滑轨连杆132的接触方式相同，与前述说明相同，不再赘述。
由于屈端传动导线420与伸端传动导线410的一端与同一个马达220的不同位置连接，而屈端传动导线420与伸端传动导线410的另一端则分别固接在手指驱动轴134上。当马达220以逆时钟方向转动时，一方面带动屈端传动导线420往逆时钟方向移动，另一方面则同时带动伸端传动导线410往逆时钟方向移动，藉由屈端传动导线420与伸端传动导线410带动手指驱动轴134的驱动部1341往逆时钟方向转动；此时，屈端传动导线420会先带动手指掌指关节131中的手指滑轨连杆132沿着手指滑轨1313移动，当手指滑轨连杆132移动至手指滑轨1313的终端时，即不会再弯曲；接着，屈端传动导线420与伸端传动导线410会继续带动驱动部1341的转动，用以推动第一连接臂1343及第二连接臂1345，使得第一连接臂1343及第二连接臂1345分别带动手指近掌关节138以及手指远掌关节139转动，用以带动手指中节指骨135及手指远节指骨137弯曲，如图6C所示，其中，图6C是本发明穿戴式手部复健辅具系统中的手指关节弯曲示意图。此外，本发明的手指掌指关节131分解图与图5A及图5B所示的拇指关节中的拇指掌指关节111分解示意图是相同的，不再赘述。
此外，要进一步说明的是，在本发明的较佳实施例中，拇指关节机构110中的拇指掌指关节111与手指关节机构130中的手指掌指关节131两者在结构上是相同的设计，包括:手指滑轨连杆132、第一滑轮组611，612，613及第二滑轮组621，622的设计；故使得拇指掌指关节111中的拇指驱动轴114与手指掌指关节131中的手指驱动轴134藉由屈端传动导线420与伸端传动导线410的牵引来驱动的设计也相同；其间的差异在于:当拇指驱动轴114被屈端传动导线420与伸端传动导线410驱动后，可以带动拇指近节指骨113与拇指远节指骨115以拇指指关节117为轴心弯曲或伸直；而当手指驱动轴134被屈端传动导线420与伸端传动导线410驱动后，可以带动手指近节指骨133与手指中节指骨135以手指近掌关节138为轴心弯曲或伸直，以及同时带动手指中节指骨135及手指远节指骨137以手指远掌关节139为轴心弯曲或伸直。
此外，如前述的图2A所示，本发明的手部辅具单元100包括一个拇指关节机构110、多个手指关节机构130及一个手掌基座150所组成；其中，对应至人体的手部时，由于手指关节机构130结构及运动方式均相同，故每一个手指关节机构130可以做为食指、中指、无名指及小指等，不再赘述；此外，手指关节机构130只有在做为食指、中指、无名指及小指时，每一关节的大小尺寸不同。
请参考前述的图2C所示，传动导线400是分别对应五个手指的五对传动导线，即包括:五对伸端传动导线410与屈端传动导线420所组成，每一对伸端传动导线410与屈端传动导线420的一端与五个手指结构中的驱动轴114，134连接，之后，经过手掌基座150再连接到张力感单元300上的多组弹性感测柱321，随后再拉往下方并与相对应的马达220连接；因此，张力感测单元300中亦应配置有五对弹性感测柱321，用以分别对应五对伸端传动导线410与屈端传动导线420，来侦测出伸端传动导线410与屈端传动导线420的张力大小；而在本发明的较佳实施例中，在每一弹性感测柱321的端点上，进一步配置弹性滑轮312，以供伸端传动导线410与屈端传动导线420在与弹性感测柱321接触时，可以降低阻力。
接着，请参考图7，是本发明穿戴式手部复健辅具系统张力感测器原理示意图。如图7所示并参考图2C，首先，在本发明的实施例中，每一个弹性感测柱321是与屈端传动导线420及伸端传动导线410接触，当马达220转动并带动屈端传动导线420与伸端传动导线410运动时，很明显的，屈端传动导线420与伸端传动导线410会被拉紧，故会以弹性感测柱321为中心，分别与马达220及驱动轴114，134之渐形成夹角θ，当系统知道传动导线400作用在弹性感测柱321的等效力量Feq后，就可以使用三角函数的关系得到屈端传动导线420与伸端传动导线410上的张力值(tension)；之后，再将量测到的张力值资料传送至控制单元500中分析，以作为控制单元500评估使用者的手指状况。
接着，本发明进一步揭露穿戴式手部复健辅具系统另一实施例。首先，请参考图8，是本发明穿戴式手部复健辅具系统另一实施例的系统架构示意图。如图8所示，穿戴式手部复健辅具系统20包括:基座21、手部辅具单元100以及多对连接基座21与手部辅具单元100的套管400A所组成。此外，基座21是由一个上盖体211及一个底板212所组成，使得上盖体211及底板212之间具有一个容置空间。再者，在上盖体211的接近中央处形成一个开孔并于此开孔上配置一个刚管22，用以让每一条套管400A都能通过此一刚管22。另外，在底板212的两相对端上，则分别配置有把手213，以便于搬动基座21。同时，在本实施例中的手部辅具单元100与前述图3A至图6C中所述的结构相同，故不再赘述。
接着，请参考图9，是本发明套管的示意图。首先，如图9所示，套管400A是由一种可挠性的材料所形成，每一条套管400A具有中空的空间，使得每一条屈端传动导线420与伸端传动导线410可以配置在套管400A中，并且可以在每一条套管400A的中空空间内滑动，很明显的，每一条屈端传动导线420与伸端传动导线410的长度是大于其外部的套管400A；其中，套管400A的材料可以选择由金属、塑料、碳纤维、玻璃材料或其它合适的材料制成，并且可以让配置在套管400A中空空间内的每一条屈端传动导线420与伸端传动导线410能够以最小的摩擦值滑动，很明显的，对此套管400A的材质，本发明并不加以限制。
再接着，请参考图10，是本发明穿戴式手部复健辅具系统的基座内部示意图。如图10所示，在基座21的底板212上配置有五个致动单元24，每一致动单元24可以与一条屈端传动导线420及一条伸端传动导线410的一端连接；由于，屈端传动导线420及一条伸端传动导线410的另一端是与手部辅具单元100中的一个拇指关节机构110或是手指关节机构130连接。此外，每一致动单元24也与一个马达220连接，顾可以藉由马达220的转动来带动致动单元24转动，进而带动屈端传动导线420及伸端传动导线410转动，使得与屈端传动导线420及伸端传动导线410另一端连接的拇指关节机构110或是手指关节机构130能够藉由屈端传动导线420及伸端传动导线410转动而产生弯曲或伸直的动作，进而同时带动使用者的手指跟随拇指关节机构110或是手指关节机构130同步弯曲或伸直。
请继续参考图10，在本发明的实施例中，是将三个致动单元24平行排列在底板212上，而另外两的致动单元24则相邻配置在三个致动单元24的一侧边上。然而，本发明对于底板212上的五个致动单元24的配置方式并不加以限制。此外，在相邻五个致动单元24的空间处，配置一个伺服控制单元510，此伺服控制单元510是由印刷电路板(PCB)所形成。此伺服控制单元510配置五个伺服电路520并分别对应一个致动单元24；同时，伺服控制单元510配置有编码器及译码器(未显示于图中)，可以接收控制装置500的指令来启动马达220并带动致动单元24转动，同时，也可以将马达220转动的角度编码回传至控制单元500。另外，可以看到，在底板212的两相对端上，则分别配置有把手213，以便于搬动基座21。
请参考图11A及11B，是本发明的致动单元的立体是意图及侧视示意图。首先，如图11A所示，致动单元24是由一框架所组成，其中，框架是由一个上板241与一个背板242的一端固接，而一个下板243与背板242的一另端固接，因此，使得下板243与上板241以背板242的高度为间隔而彼此平行于背板242的同一侧边。接着，在下板243另一开放端上，则配置一个支撑架244，此支撑架244用来支撑马达220，同时，支撑架244的平面上具有一个通孔，用以让马达220的轴(shaft)221通过，使得轴221的一端与一个圆周体的旋转器222连接。再接着，在支撑架244的另一开放端上，则与一个连接板245固接，而在连接板245在朝背板242方向的另一开放端上，则配置一个光遮断器(Photo Interrupter)248，并使光遮断器248位于旋转器222的上方处。
请继续请参考图11A，上板241上具有两个开口，且在每一个开口中，嵌入一刚性管体246，而在刚性管体246凸出上板241的开放端上，则配置一个滚花螺帽(knurled head)247。当每一个套管400A固定在刚性管体246后，可以藉由滚花螺帽247的上下滑动及旋转来减少或增大对套管400A连接的刚性管体246两端的相对距离，用以调节套管400A内部屈端传动导线420及伸端传动导线410的相对张力大小，从而调整传动导线的张力至适当的安装范围。接着，在下板243上的空间，特别是在背板242与支撑架244之间的空间上，配置一对张力感测单元300A。很明显的，旋转器222是配置在上板241与张力感测单元300A之间的适当距离。特别要说明的，由图11B可以看出，上板241上具有两个开口以及一对张力感测单元300A并非平行对齐的，而是一前一后的排列，其目的是为了让屈端传动导线420及伸端传动导线410分别通过上板241的一对套管400A后，能够在不同的位置与旋转器222接触，以避免屈端传动导线420及伸端传动导线410互相干扰或缠绕。
请继续请参考图11A，光遮断器248是由一中ㄇ字型的结构所形成，藉由ㄇ字型的一凸出边上的光二极管与另一凸出边上的晶体管来形成遮断控制。如图11A可以看到，在旋转器222面对马达220的一端上，进一步配置一个挡片223，此挡片223有一半(或是180度)的半径是与旋转器222的半径相同(即相同的圆周)，而另一半的半径则大于旋转器222的半径，其中，较大半径的部分可以通过光遮断器248的ㄇ字型结构，使得光遮断器248一侧的光被遮断，而使晶体管被关闭。很明显的，在本发明所揭露的实施例中，马达220转动的角度被限制在180度(将于之后说明)，即为本发明的默认值之一；因此，当马达220转动的角度超过180度时，旋转器222较大半径的部分就会通过光遮断器248，使得晶体管被关闭，进而使得马达被强迫断电并停止输出转动角度；此外，此一马达强迫停止的讯号，也会经由伺服控制单元510上的编码器及译码器传送至控制单元500，并命令穿戴式手部复健辅具系统停止动作，避免患者受伤。在此要说明，选择多少角度作为旋转器222大小半径的划分，本发明并不加以限制；同时，使用何种光遮断器248的构造，本发明并不加以限制。
请再请参考图11A，当屈端传动导线420及伸端传动导线410分别通过上板241的一对套管400A后，会在不同的位置与旋转器222接触，以避免屈端传动导线420及伸端传动导线410互相干扰或缠绕；而在本发明的实施例中，可以在旋转器222形成一前一后呈彼此间隔平行的两条凹槽，用以将屈端传动导线420及伸端传动导线410分别配置在一个凹槽中，其配置的方式，是将屈端传动导线420及伸端传动导线410分别遶过凹槽至少一圈，以使屈端传动导线420及伸端传动导线410被固定在旋转器222上。同时，为了使屈端传动导线420及伸端传动导线410与旋转器222及张力感测单元300A上的弹性滑轮312接触时，能够笔直的与下板243垂直，因此，本发明的一对张力感测单元300A并非平行对齐的，而是一前一后的排列，并分别对准旋转器222形成一前一后的两条凹槽。而需要控制屈端传动导线420及伸端传动导线410与下板243垂直的目的，是避免屈端传动导线420及伸端传动导线410产生偏角时，在马达220转动时，会使偏移的屈端传动导线420及伸端传动导线410在弹性滑轮312产生力的分量，造成张力传感器330传回的张力大小错误，进而使得控制装置500在治疗过程中，误判马达220输出的转动角度，而造成复健者受伤。
请参考图12，是本发明的传动导线与旋转器及张力传感器连接的示意图。如图12所示，张力感测单元300A是由弹性滑轮312、弹性感测柱321及固接在下板243上的张力传感器330所组成，其中，张力传感器330与弹性滑轮312之间经由一弹性感测柱321连接，使得张力传感器330与弹性滑轮312之间保持一个距离。此外，旋转器222在相对挡片223的另一侧端上，则配置一对固定点2221，2222。当屈端传动导线420及伸端传动导线410分别通过上板241的一对套管400A后，会先分别通过不同的弹性滑轮312，然后，屈端传动导线420及伸端传动导线410再分别往旋转器222方向拉伸，因此，屈端传动导线420及伸端传动导线410会与不同的弹性滑轮312产生接触。接着，屈端传动导线420及伸端传动导线410分别在旋转器222上的不同凹槽绕至少一圈后(绕圈并未显示在图中)，再将屈端传动导线420及伸端传动导线410的终端与旋转器222上的固定点2221，2222连接；因此，当马达220带动旋转器222转动时，即可同时带动屈端传动导线420及伸端传动导线410产生位移，进而可以牵引拇指关节机构110或是手指关节机构130弯曲。
接着，当一个需要进行拇指复健的患者，其拇指已经套进了穿戴式手部复健辅具系统20的拇指关节机构110中时，经由复健人员评估患者状况后，由控制单元500发出马达220转动的命令。当马达220依命令转动时，即会带动旋转器222转动同时转动，并同时带动屈端传动导线420与伸端传动导线410跟着移动，由于屈端传动导线420与伸端传动导线410跟着移动均与张力感测单元300中的弹性滑轮312接触，因此，可以通过弹性感测柱321量测到屈端传动导线420上的张力以及伸端传动导线410上的张力。另外，在进行复健过程中，除了可以在控制单元500设定一预设值，当拇指张力数值超过此预设值时，控制装置500便命令穿戴式手部复健辅具系统停止动作，避免患者受伤，此预设值由医师根据不同患者状况设定条件。另外，本发明的穿戴式手部复健辅具系统20也可以藉由旋转器222上的挡板223作为强迫马达220)停止转动的保护机制。
当复健者穿戴上本发明上述的穿戴式手部复健辅具系统20后，由于套管400A是由一种可挠性的材料所形成，因此可以跟随着复健者手臂移动手部辅具单元100，并在医师藉由控制单元500的控制下，对个别的拇指关节机构110或是手指关节机构130进行复健。此外，本发明的穿戴式手部复健辅具系统20还可以进一步提供手掌完整功能的复健及测试。例如：当复健者穿戴上本发明上述的穿戴式手部复健辅具系统20后，复健者可以移动或转动手臂，朝向一个对象(例如：一颗球)，并在控制单元500的控制下，让五根手指一起抓握对象，可以测试复健者手部完整功能的复健。
请参考图13A，为穿戴式手部复健辅具系统的拇指关节机构被马达旋转角度带动之弯曲曲线示意图。如图13A所示，横轴为马达旋转角度(motor position)，纵轴为拇指关节机构弯曲角度(angles)，其中，点线是掌指关节(MCP，Metacarpophalangeal)为对应拇指掌指关节111的旋转角度，长虚线是θ2为拇指指关节117的旋转角度，而实线是拇指指关节(IP，Interphalangeal)为对应拇指驱动轴114的旋转角度。首先，以拇指掌指关节111)的旋转角度来看，当马达220转动至30度左右时，会开始带动屈端传动导线420与伸端传动导线410跟着移动，此时，屈端传动导线420会先带动拇指掌指关节111中的拇指滑轨连杆112移动，使得拇指滑轨连杆112最先感受到屈端传动导线420施予的拉力而开始滑动并弯曲；接着，马达220继续旋转至140度左右时，拇指滑轨卡楯1124已经移动至拇指滑轨1113的终端，很明显的，拇指掌指关节111即不再弯曲；此时，由纵轴座标可看出，拇指掌指关节111弯曲接近60度，换句话说，在本发明的实施例中，拇指掌指关节111最大的弯曲角度为60度。另外，要说明的是，拇指掌指关节111连接手掌基座150与拇指近指指骨113之间，因此拇指掌指关节111会带动拇指近指指骨113一起弯曲。
再接着，以拇指驱动轴114)的旋转角度来看，由图13A可看出，当马达220转动至60度时，马达220继续转动并拉动屈端传动导线420与伸端传动导线410，使得屈端传动导线420与伸端传动导线410会驱动拇指驱动轴114运动，其运动的角度如实线的θ2所示，故藉由拇指驱动轴114转动的角度来驱动拇指远节指骨115以拇指指关节117为轴心弯曲；例如:当随着马达220拉动屈端传动导线420与伸端传动导线410并转动至60度左右时，拇指驱动轴114因感受到拉力而开始旋转，拇指驱动轴114的角度θ2因而上升。很明显的，在本发明的实施例中，拇指驱动轴114会先受到屈端传动导线420与伸端传动导线410的拉力而弯曲，故其弯曲的角度较快，接着，在拇指驱动轴114弯曲的过程中，会牵引拇指远节指骨115使拇指指关节117弯曲；当拇指驱动轴114)的θ2角度到达130度时，即达到拇指指关节117最大的弯曲角度。此外，在马达220转动至60度左右时，此时拇指掌指关节111已弯曲至20度，而在此同时，拇指驱动轴114会开始受到屈端传动导线420与伸端传动导线410的拉力而开始弯曲，随后，会牵引拇指远节指骨115弯曲。很明显的，在本发明的实施例中，在马达220转动至60～140度的期间，拇指关节110中的拇指掌指关节111、拇指驱动轴114及拇指远节指骨115会同时弯曲。
当一个需要进行拇指复健的患者，其拇指已经套进了穿戴式手部复健辅具系统的拇指关节机构中时，经由复健人员评估患者状况后，由控制单元500发出马达220转动的命令。当马达220依命令转动时，即会同时带动屈端传动导线420与伸端传动导线410跟着移动，由于屈端传动导线420与伸端传动导线410跟着移动均与张力感测单元300中的弹性感测柱321接触，因此，可以量测到屈端传动导线420上的张力以及伸端传动导线410上的张力。另外，在进行复健过程中，控制单元500可以设定一预设值，当拇指张力数值超过此预设值时，控制装置500便命令穿戴式手部复健辅具系统停止动作，避免患者受伤，此预设值由医师根据不同患者状况设定条件。
请参见第13B图，为穿戴式手部复健辅具系统的手指关节机构被马达旋转角度带动之弯曲曲线示意图。如图13B所示，横轴为马达旋转角度(motor position)，纵轴为手指关节机构弯曲角度(angles)，其中，点线标志的掌指关节(MCP)为对应手指掌指关节131的旋转角度，长虚线标示的近掌关节(PIP，proximal interphalangeal)为对应手指近掌关节138的旋转角度，短虚线标示的远掌关节(DIP，Distal interphalangeal)为对应手指远掌关节139的旋转角度，而实线的θ2是对应手指驱动轴134的旋转角度。首先，再配合图6A至图6C所示，当马达220转动至30度左右时，会开始带动屈端传动导线420与伸端传动导线410跟着移动，此时，屈端传动导线420会先带动手指掌指关节131中的手指滑轨连杆132移动，使得手指滑轨连杆132最先感受到拉力而滑动，并带动手指掌指关节131开始弯曲，直到马达旋转角度至150度左右时，手指滑轨卡楯1324已经移动至手指滑轨1313的终端，故手指掌指关节131即不再弯曲；此时，由纵轴座标可知，手指掌指关节131弯曲约70度左右，换句话说，在本发明的实施例中，手指掌指关节131最大的弯曲角度为70度。另外，要说明的是，由于手指掌指关节131与手指近指指骨133是连接成一体的，故手指近指指骨133会被手指掌指关节131的弯曲带动一起运动。
再接着，由图13B可看出，当马达220旋转至120度以后，马达220继续转动并拉动屈端传动导线420与伸端传动导线410，使得屈端传动导线420与伸端传动导线410会驱动手指驱动轴134运动，其运动的角度如θ2所示，并带动手指近掌关节138与手指远掌关节139旋转。当马达220转动至120度后，手指掌指关节131即已滑动至手指滑轨1313的终端而不再弯曲，此时传动导线400的拉力会引导至手指驱动轴134，藉由手指驱动轴134的转动来推动手指近节指骨133与手指中节指骨135之间的手指近掌关节138弯曲；例如:当随着马达220拉动屈端传动导线420与伸端传动导线410并转动至120度左右时，手指驱动轴134因感受到拉力而开始旋转，驱动轴角度θ2因而上升。很明显的，在本发明的实施例中，手指驱动轴134会先受到屈端传动导线420与伸端传动导线410的拉力而转动，故其转动的角度较明显；接着，当马达220转动至120度后，藉由手指驱动轴134转动的角度来驱动手指近节指骨133与手指中节指骨135之间的手指近掌关节138弯曲，也同时驱动手指远节指骨137与手指中节指骨135之间的手指远掌关节139弯曲，其中，手指近掌关节138弯曲较手指远掌关节139弯曲明显。一直到马达220转动至240度后，手指掌指关节131维持在最大的弯曲角度为70度，手指近掌关节138弯曲角度为接近90度，手指远掌关节139弯曲角度为接近50度，而手指驱动轴134可以转动到达接近160度。
很明显的，在本发明在手指关节机构130弯曲的实施例与拇指关节机构110弯曲的实施例的驱动是不相同的。在本发明的手指关节机构130弯曲的实施例中，在马达220转动至120度之前，手指关节130中的手指掌指关节131会受力而使手指驱动轴134弯曲，而其他的部分包括:手指近掌关节138及手指远掌关节139均还没有转动；而当马达220自120度转动至240度期间，手指驱动轴134会同时带动手指近掌关节138及手指远掌关节139一起弯曲，但手指近掌关节138弯曲幅度较手指远掌关节139明显；而在此期间，手指掌指关节131弯曲角度保持在70度左右。
同样的，当一个需要进行手指复健的患者，其手指已经套进了穿戴式手部复健辅具系统10的手指关节机构130中时，经由复健人员评估患者状况后，由控制单元500发出马达220转动的命令。当马达220依命令转动时，即会同时带动屈端传动导线410与伸端传动导线420跟着移动，由于屈端传动导线410与伸端传动导线420均与张力感测单元300中的弹性感测柱321接触，因此，可以量测到屈端传动导线410上的张力以及伸端传动导线420上的张力。另外，在进行复健过程中，控制单元500可以设定一预设值，当手指张力数值超过此预设值时，控制装置500便命令穿戴式手部复健辅具系统停止动作，避免患者受伤，此预设值由医师根据不同患者状况设定条件。
请参见图14A，为本发明穿戴式手部复健辅具系统的马达旋转角度与拇指指关节(IP)弯曲角度轨迹的模拟(实线)与实际实验(虚线)对照图。如图14A所示，拇指指关节(IP)为对应拇指远节指骨115与拇指近节指骨113之间的相对角度，也就是拇指指关节117的转动角度，其中，实线为根据本发明穿戴式手部复健辅具系统的拇指关节弯曲过程的模拟结果，而虚线为根据本发明穿戴式手部复健辅具系统的拇指关节实际被马达驱动后的弯曲结果。由图14A可知，当拇指驱动轴114角度θ2到达约40度时，拇指指关节117开始弯曲。很明显的，图14A中的模拟曲线(实线)与实际以马达旋转角度驱动拇指关节弯曲的曲线(虚线)是一致的，显示本发明的拇趾关节机构110的设计是接近理论值，基于此点，使得本发明可以不需要在拇指关节机构110中配置各种感应组件，而可以简化到以导线来牵引之结果；同时也可以达到降低辅具重量及降低辅具制作成本等目的。
请参见图14B，为穿戴式手部复健辅具系统的马达旋转角度与手指近掌关节(PIP)弯曲角度轨迹的模拟(实线)与实际实验(虚线)。首先，手指近掌关节(PIP)是对应手指近掌关节138的转动角度。由图14B可知，当手指驱动轴134角度θ2约在20度时，手指近掌关节138开始弯曲；当手指驱动轴134角度θ2自20度转动到达约150度期间时，手指近掌关节138的弯曲是接近线性。很明显的，图14B中的模拟曲线(实线)与实际以马达旋转角度驱动手指近掌关节(PIP)弯曲的曲线(虚线)是一致的。
请参见图14C，为穿戴式手部复健辅具系统的马达旋转角度与远掌关节(DIP)弯曲角度轨迹的模拟(实线)与实际实验(虚线)。首先，远掌关节(DIP)是对应手指近掌关节139的转动角度。由图14C可知，当手指驱动轴134角度θ2约在15度时，手指远掌关节139开始弯曲。很明显的，图14C中的模拟曲线(实线)与实际以马达旋转角度驱动远掌关节(DIP)弯曲的曲线(虚线)是一致的。
根据图14B及图14C之对照图，很明显的，由本发明在马达旋转角度与手指近掌关节(PIP)弯曲角度轨迹、马达旋转角度与远掌关节(DIP)弯曲角度轨迹模拟曲线(实线)与实际以马达旋转角度驱动拇指关节弯曲的曲线(虚线)是一致的，显示本发明的手指关节机构130的设计是接近理论值，基于此点，使得本发明可以不需要在手指关节机构130中配置各种感应组件，而可以简化到以导线来牵引之结果。再根据图14A、图14B及图14C的结果，显示本发明的穿戴式手部复健辅具系统也可以达到降低重量及降低制作成本等目的。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明之权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域之专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (19)

1.一种穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于，包括：
基座，是由上盖体及底板所组成，于所述上盖体及所述底板之间具有容置空间，且所述上盖体接近中央处形成一个开孔；
至少一个致动单元，是配置在所述基座的所述底板上；
伺服控制单元，是配置在所述底板上；
其中，每一所述致动单元包括：
框架，是由具有两个贯穿孔的上板、背板、下板以及具有一个通孔的支撑架所组成，其中，所述上板与所述背板的一端固接，而所述下板与所述背板的另一端固接，使得所述下板与所述上板以所述背板的高度为间隔而彼此平行于所述背板的同一侧边，及在所述下板另一开放端上固接一个所述支撑架；
马达，配置在所述支撑架上，并具有一轴，并将所述轴穿过所述支撑架上的所述通孔，所述伺服控制单元启动所述马达并带动每一所述致动单元转动；
旋转器，为一圆周体并与所述轴连接，其上配置两个间隔的平行凹槽，而于所述圆周体的一侧端、与相对于所述侧端的另一端分别配置一对固定点；
一对张力感测单元，是配置在所述下板上，是由弹性滑轮、弹性感测柱及固接在所述下板上的张力传感器所组成，而所述张力传感器与所述弹性滑轮之间经由所述弹性感测柱连接；
手部辅具单元，是由一个拇指关节机构与多个手指关节机构所组成，而所述拇指关节机构包括：
拇指掌指关节，具有容置空间，用以容置一个滑轨连杆，所述容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于所述两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与所述滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置第一导线滑轮组及第二导线滑轮组；
拇指驱动轴，是由第一连接部及第二连接部所形成，所述第一连接部及所述第二连接部均具有两个开放端，并将所述第一连接部的开放端与所述第二连接部的开放端连接，而所述第一连接部的另一开放端与一个拇指远节关节连接，同时，所述第二连接部的另一开放端与一个拇指近节关节端连接；
第一传动导线，其一端固接于所述马达上，而其另一端固接于所述第二连接部的一端上，同时，所述第一传动导线与所述第一导线滑轮组接触；及
第二传动导线，其一端固接于所述马达上，而其另一端固接于所述第二连接部的另一端上，所述第二传动导线与所述第二导线滑轮组接触，同时，所述第二传动导线进一步与所述滑轨连杆接触；
所述手指关节机构包括：
手指掌指关节，具有容置空间，用以容置滑轨连杆，所述容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于所述两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与所述滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置第一导线滑轮组及第二导线滑轮组；
手指近节指骨，具有两开放端及顶端，其一开放端与所述滑轨连杆上的另一端连接，而其相对的另一开放端具有与所述顶端连接的两侧边，并于所述两侧边上配置辅助枢接孔，同时，于所述顶端的端面上形成一个向上凸出的第一连接端；
手指驱动轴，是由驱动部、第一连接臂、第二连接臂及第三连接臂所形成，每一所述驱动部、所述第一连接臂、所述第二连接臂及所述第三连接臂均具有两开放端，所述第一连接臂的开放端与所述第二连接臂的开放端连接，而所述第一连接臂的另一开放端与所述驱动部的开放端连接，所述第二连接臂在与所述第一连接臂连接端靠近外侧的终端上，进一步配置一对定位枢接孔，其中，所述驱动部的另一开放端与一个手指近节关节的一端连接，所述第二连接臂的另一开放端与一个拇指远节关节连接，而所述第三连接臂的一端与所述定位枢接孔连接，而另一开放端与所述手指近节关节的另一端连接；
所述第一传动导线，其一端固接于所述马达上，而其另一端固接于所述第二连接臂上，同时，所述第一传动导线与所述第一导线滑轮组接触；及
所述第二传动导线，其一端固接于所述马达上，而其另一端固接于所述第二连接臂上，所述第二传动导线与所述第二导线滑轮组接触，同时，所述第二传动导线进一步与所述滑轨连杆接触；
多对套管，通过所述基座的所述开孔，每一所述套管具有中空空间，并于所述中空空间中配置一条长度大于所述套管的所述第一传动导线或所述第二传动导线，使得所述第一传动导线或所述第二传动导线可以在所述套管的空间中滑动；
其中，
所述每一个套管对的一端与所述手部辅具单元连接，而其另一端连接至所述上板的每一所述贯穿孔，使得每一所述第一传动导线、所述第二传动导线穿过每一所述贯穿孔，而每一所述第一传动导线、所述第二传动导线的所述另一端则在绕过所述弹性滑轮并与所述凹槽接触后与所述一对固定点连接。
2.如权利要求1所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于:进一步包括连接板，所述连接板的一端固接于所述支撑架。
3.如权利要求2所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于:所述连接板在朝背板方向的另一开放端上，则配置一个光遮断器，并使所述光遮断器位于所述旋转器的上方处。
4.如权利要求3所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于:进一步包括挡片，所述挡片是配置所述旋转器圆周体的另一侧端上，且所述挡片的半径大于所述圆周体的半径。
5.如权利要求1所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于: 所述上板上的两个开口，分别嵌入一刚性管体。
6.如权利要求5所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于:在所述刚性管体凸出所述上板的开放端上，分别配置一个滚花螺帽。
7.如权利要求1所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于:所述套管由一种可挠性的材料。
8.如权利要求1所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于:所述上盖体的所述开孔上配置一个刚管。
9.如权利要求8所述的穿戴式手部复健辅具系统，其特征在于:所述多对套管通过所述刚管进入所述基座内。
10.一种复健的拇指关节机构，其特征在于，包括：
拇指掌指关节，具有容置空间，用以容置一个滑轨连杆，所述容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于所述两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与所述滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置第一导线滑轮组及第二导线滑轮组；
拇指驱动轴，是由第一连接部及第二连接部所形成，所述第一连接部及所述第二连接部均具有两个开放端，并将所述第一连接部的开放端与所述第二连接部的开放端连接，而所述第一连接部的另一开放端与一个拇指远节关节连接，同时，所述第二连接部的另一开放端与一个拇指近节关节端连接；
第一传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于所述第二连接部的一端上，同时，所述第一传动导线与所述第一导线滑轮组接触；及
第二传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于所述第二连接部的另一端上，所述第二传动导线与所述第二导线滑轮组接触，同时，所述第二传动导线进一步与所述滑轨连杆接触。
11.如权利要求10所述的复健的拇指关节机构，其特征在于: 所述第一传动导线及所述第二传动导线为金属材质。
12.如权利要求10所述的复健的拇指关节机构，其特征在于: 所述拇指滑轨为弧型结构。
13.如权利要求10所述的复健的拇指关节机构，其特征在于: 所述第一导线滑轮组是由三个导线滑轮所组成。
14.如权利要求10所述的复健的拇指关节机构，其特征在于: 所述第二导线滑轮组是由二个导线滑轮所组成。
15.一种复健的手指关节机构，其特征在于，包括
手指掌指关节，具有容置空间，用以容置滑轨连杆，所述容置空间是由至少两个侧壁所形成，并于所述两个侧壁上配置一个拇指滑轨，用以与所述滑轨连杆的一端枢接，同时于其中一个侧壁上配置第一导线滑轮组及第二导线滑轮组；
手指近节指骨，具有两开放端及顶端，其一开放端与所述滑轨连杆上的另一端连接，而其相对的另一开放端具有与所述顶端连接的两侧边，并于所述两侧边上配置辅助枢接孔，同时，于所述顶端的端面上形成一个向上凸出的第一连接端；
手指驱动轴，是由驱动部、第一连接臂、第二连接臂及第三连接臂所形成，每一所述驱动部、所述第一连接臂、所述第二连接臂及所述第三连接臂均具有两开放端，所述第一连接臂的开放端与所述第二连接臂的开放端连接，而所述第一连接臂的另一开放端与驱动部的开放端连接，所述第二连接臂在与所述第一连接臂连接端靠近外侧的终端上，进一步配置一对定位枢接孔，其中，所述驱动部的另一开放端与一个手指近节关节的一端连接，所述第二连接臂的另一开放端与一个拇指远节关节连接，而所述第三连接臂的一端与所述定位枢接孔连接，而另一开放端与所述手指近节关节的另一端连接；
第一传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于所述第二连接臂上，同时，所述第一传动导线与所述第一导线滑轮组接触；及
第二传动导线，其一端固接于马达上，而其另一端固接于所述第二连接臂上，所述第二传动导线与所述第二导线滑轮组接触，同时，所述第二传动导线进一步与所述滑轨连杆接触。
16.如权利要求15所述的复健的手指关节机构，其特征在于: 所述第一传动导线及所述第二传动导线为金属材质。
17.如权利要求15所述的复健的手指关节机构，其特征在于: 所述手指滑轨为弧型结构。
18.如权利要求15所述的复健的手指关节机构，其特征在于: 所述第一导线滑轮组是由三个导线滑轮所组成。
19.如权利要求15所述的复健的手指关节机构，其特征在于: 所述第二导线滑轮组是由二个导线滑轮所组成。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112472514B (zh) * 2019-09-12 2024-08-20 富伯生医科技股份有限公司 外骨骼机械手
CN110897829B (zh) * 2019-12-10 2021-08-17 刘廷宾 一种带有腕部结构的手部骨折康复机器人
CN110916978B (zh) * 2019-12-10 2021-11-12 山东君泰安德医疗科技股份有限公司 一种手部骨折康复机器人
IT202000001738A1 (it) * 2020-01-29 2021-07-29 Movit S R L Sistema esoscheletrico modulare
CN113491618B (zh) * 2020-04-08 2024-09-24 富伯生医科技股份有限公司 具拇指调整机构的外骨骼机器手

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995010396A1 (en) * 1993-10-08 1995-04-20 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfezionamento S. Anna A device operable to supply a force feedback to a physiological unit to be used in particular as an advanced interface for machines and computers
WO1998051451A2 (en) * 1997-05-12 1998-11-19 Virtual Technologies, Inc. Force-feedback interface device for the hand
CN101181176A (zh) * 2007-12-10 2008-05-21 华中科技大学 一种穿戴式手功能康复机器人及其控制系统
CN101518491A (zh) * 2009-04-03 2009-09-02 北京航空航天大学 手指运动功能康复机器人
CN101897643A (zh) * 2009-05-26 2010-12-01 香港理工大学 帮助用户移动手的可佩戴式助力设备
WO2015095459A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Robotic finger exoskeleton

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995010396A1 (en) * 1993-10-08 1995-04-20 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfezionamento S. Anna A device operable to supply a force feedback to a physiological unit to be used in particular as an advanced interface for machines and computers
WO1998051451A2 (en) * 1997-05-12 1998-11-19 Virtual Technologies, Inc. Force-feedback interface device for the hand
CN101181176A (zh) * 2007-12-10 2008-05-21 华中科技大学 一种穿戴式手功能康复机器人及其控制系统
CN101518491A (zh) * 2009-04-03 2009-09-02 北京航空航天大学 手指运动功能康复机器人
CN101897643A (zh) * 2009-05-26 2010-12-01 香港理工大学 帮助用户移动手的可佩戴式助力设备
WO2015095459A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Robotic finger exoskeleton

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