CN108261311B - 穿戴式手指复健装置 - Google Patents

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CN108261311B CN201611258210.6A CN201611258210A CN108261311B CN 108261311 B CN108261311 B CN 108261311B CN 201611258210 A CN201611258210 A CN 201611258210A CN 108261311 B CN108261311 B CN 108261311B
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Abstract

本发明提供一种穿戴式手指复健装置，可以穿戴式的配置于用户之手掌上，以协助使用者复健手指。穿戴式手指复健装置主要包含有：拇指机构、手指机构与小指机构，藉由上述组件彼此间相互作动后，能带动使用者拇指、手指与小之弯曲与伸直，且能让使用者于使用此手掌指复健装置时，可以降低使用者物理性伤害。

Description

穿戴式手指复健装置
技术领域
本发明于此提供一种穿戴式手指复健装置，特别是一种使用连杆及驱动杆来带动用户手指进行弯曲或伸直的穿戴式手指复健装置。
背景技术
目前临床上用于病患复健之器具主要以机械性之医疗辅具为主，且现今之机械性医疗辅具大多为穿戴式之态样。
因人类手指之结构具一定程度之复杂性，且又需维持一定程度之手指作动自由度，与手指相关之医疗辅具其设计上是具有一定之困难度。在目前已公开之相关专利中，大多以达成手指弯曲与伸直为其主要之技术功效，例如:中国大陆发明专利第CN102811690B号，其所揭露一种手指复健装置，主要是采用导引线之方式来带动使用者手指弯曲或伸直，且其所牵涉之马达装置(致动器)是采用马达轴心向前或向后移动之方式来提供相关之动力来源；然而，在实际操作时，导引线位置之配置需精确地对齐使用者之手指掌指关节(Metacarpal joint，MCP joint)、近端手指间关节(Proximal phalange joint，PIPjoint)与远程手指间关节(Distal phalange joint，DIP joint)之位置，因而增加此一装置穿戴之复杂性，且又由于导引线在拉动使用者手指之过程中，可能因收线或放线之受阻而造成使用者手指之可能物理性伤害。
鉴于上述之因素，目前市场上需另提供一种非使用导引线来拉动使用者手指之相关机构，用以提高穿戴之方便性，且于装置作动之过程中，对使用者手指所造成之可能物理性伤害也能降至最低。
发明内容
根据前述之内容，本发明之一主要目的，在提供一种拇指机构，其主要包含有：线性直驱马达，是由马达轴心与马达装置所组成，其中，马达轴心是配置在马达装置中，而所述马达装置是配置在一底杆上，所述马达轴心前端上具有前马达枢接孔，而马达装置的开放端配置后马达枢接孔，而所述底杆的两开放端具有前枢接孔与后枢接孔，其中，所述后马达枢接孔与所述底杆上的后枢接孔连接；拇指第一连杆，其前端设置有第一枢接孔，且于其接近中端处设置有第二枢接孔，以及在其后端再设置第三枢接孔，其中所述第二枢接孔与所述马达轴心上的枢接孔连接，而所述第三枢接孔与所述底杆上的前枢接孔连接；拇指第二连杆，其前端设置有第四枢接孔，且于其后端另设置有第五枢接孔，其中，所述第五枢接孔与所述第一枢接孔连接；拇指驱动杆，其前端设置有第六枢接孔，且于其后端另设置有第七枢接孔，其中，所述第七枢接孔与所述第二枢接孔连接；拇指掌指关节机构，其前端设置有一对第八枢接孔，且于其另一端上设置有第九枢接孔，其中，所述第九枢接孔与所述第六枢接孔连接；以及拇指手指机构，其上端设置有第十枢接孔，且于相邻所述拇指近节指骨一侧的终端又设置有一对第十一枢接孔，其中，所述第十枢接孔与所述第四枢接孔连接，同时，所述的一对第十一枢接孔与该对第八枢接孔连接。
本发明另一主要目的，在提供一种手指机构，其主要包含有：线性直驱马达，是由马达轴心与马达装置所组成，其中，马达轴心是配置在马达装置中，而所述马达装置是配置在底杆上，所述马达轴心前端上具有前马达枢接孔，而马达装置的开放端配置后马达枢接孔，而所述底杆的两开放端具有前枢接孔与后枢接孔，其中，所述后马达枢接孔与所述底杆上的后枢接孔连接；手指第一连杆，其前端设置有第一枢接孔，且于其接近中端处设置有第二枢接孔，以及在其后端再设置第三枢接孔，其中所述第二枢接孔与所述马达轴心上的枢接孔连接，而所述第三枢接孔与所述底杆上的前枢接孔连接；手指第二连杆，其前端设置有一第四枢接孔，且于其后端另设置有第五枢接孔，其中，所述第五枢接孔与所述第一枢接孔连接；手指第三连杆，其前端设置有第五枢接孔，且于其后端另设置有第六枢接孔；手指第一驱动杆，其前端设置有第七枢接孔，且于其后端另设置有第八枢接孔，其中，所述第八枢接孔与所述第二枢接孔连接；手指第二驱动杆，其前端设置有第九枢接孔，且于其后端另设置有第十枢接孔；手指第三驱动杆，其前端设置有第十一枢接孔，且于其后端另设置有第十二枢接孔，其中，所述第十一枢接孔与该第四枢接孔、该第九枢接孔及该第六枢接孔连接；手指掌指机构，其前端设置有向下延伸的连接部，且于所述连接部的终端配置一对第十三枢接孔，且于其接近中端处设置有第十四枢接孔，以及在其另一端上设置有第十五枢接孔，其中，所述第十四枢接孔与所述第十枢接孔连接，而所述第十五枢接孔与所述第八枢接孔连接；手指近节指骨机构，其前端设置有一对第十六枢接孔，且于其另一端上设置有第十七枢接孔，同时于所述两端之间配置向上延伸的连接部，且于所述连接部的终端配置一对第十八枢接孔，其中，所述第十七枢接孔与所述第十二枢接孔连接，而该第十七枢接孔与所述第十三枢接孔连接；以及一手指远节关节机构，其上端设置有一第十九枢接孔，且于相邻该手指掌指关节机构一侧的终端又设置有一对第二十枢接孔，其中，所述第十九枢接孔与所述第五枢接孔连接，同时，所述一对第二十枢接孔与该对第十八枢接孔连接。
本发明还有一主要目的，在提供穿戴式手指复健装置，其主要包含有:手掌基座，为一平板结构，具有前端及相对的后端，并于该前端与该后端之间具有两侧边，且于其中一侧边上配置关节连接部，使得所述关节连接部与所述平板结构形成L形结构；四手指机构相邻配置于所述手掌基座的一端上；拇指机构配置于该关节连接部上；其中，上述四手指机构中的小指机构与相邻手指机构之间具有偏移5～15度的夹角。
根据上述之目的，本发明是将拇指与4个手指(包括小指)均分别配置在相对应之底杆上，以形成模块化的拇指机构、手指机构与小指机构，因此，本发明经过模块化设计的穿戴式手指复健装置，可以根据用户手指尺寸的大小来选择适当尺寸的手指机构模块，使得用户穿戴舒适外，适当的尺寸设计也可以提高复健的效果。
根据上述之目的，本发明可以根据使用者的手掌形状来调整模块化的小指机构与相邻模块化手指机构之间的偏离角度，增加小指与其余三指间的放射状配置自由度，使得用户穿戴舒适外，适当的尺寸设计也可以提高复健的效果。
此外，小指机构30的手指线性直驱马达21的马达轴心中心线与小指机构上的小指第一连杆的中心线之间，具有一位移距离d，而此一偏移设计之目的是可以进一步增加四只手指间的放射状配置自由度，使得用户穿戴舒适外，也可以进一步的提高复健的效果。
根据上述之目的，本发明的模块化的拇指机构是配置在近似L型的关节连接部连接，使得拇指机构、手指机构及小指机构是固接在不同的平面上，用以符合人体在手掌指的自然构造，当拇指机构与手指机构、小指机构分别固定于手掌基座与关节连接部所形成的近似L型结构后，能够使拇指机构在另一个方向上自由弯曲。此外，在手掌基座与关节连接部所形成的近似L型结构，除了可以很容易地让使用者的五个手指能套入穿戴式手指复健装置外，也能根据人类手掌指的生理结构，让拇指机构弯曲时，不会与三个手指机构、小指机构产生干扰。
根据上述之目的，本发明所提供的模块化设计的穿戴式手指复健装置，是经过优化设计，具有容易穿戴性、可调整性、舒适性及使用线性直驱马达所产生的安全性等，可以让使用者得到最大的复健效果。
附图说明
图1A系为本发明之穿戴式手指复健装置之立体示意图。
图1B系为本发明之穿戴式手指复健装置之仰视示意图。
图2系为本发明之拇指机构之爆炸图。
图3系为本发明之拇指机构作动(拇指弯曲)之流程图。
图4系为本发明之拇指机构之弯曲示意图。
图5系为本发明之拇指机构作动(拇指伸直)之流程图。
图6系为本发明之手指机构之爆炸图。
图7系为本发明之手指机构作动(手指弯曲)之流程图。
图8系为本发明之拇指机构之弯曲示意图。
图9系为本发明之手指机构作动(手指伸直)之流程图。
图10系为本发明之小指机构配置于手掌基座示意图。
图11系为本发明之小指机构偏移设计示意图。
具体实施方式
为了使本发明所提供之拇指机构、手指机构、小指机构与穿戴式手指复健装置能被所属之技术领域者能充分了解其技术内容，于此提供相关之实施列与其实施方式来加以说明；以下实施例所提及之关节机构，其组成材料于此并不加以限制，其通常以具有一定强度之钢体材料，如铁或钢等所组成；且以下实施例所提及之关节机构，其组成组件之构形于此也并无特别之限制；且对于本发明所牵涉之基本机械原理，于以下之实施方式也并不额外说明。
为了使本发明所提供之拇指机构、手指机构、小指机构与穿戴式手指复健装置其组成组件之相对位置能够明确被了解，于此先行对其各方位进行定义：前端于此意指为靠近手指尖之方位；后端则意指与前端相反之方位，即靠近手腕之方位；中端则为介于前端与后端之方位；上端为与手背同方向之方位；下端则为与手心同方向之方位，以上述之定义来界定各组成组件之相对位置。
请参考图1A，为本发明穿戴式手指复健装置之立体示意图。如图1A所示，本发明的穿戴式手指复健装置1包括拇指机构10、多个手指机构20、一小指机构30及一个手掌基座50所组成；且拇指机构10、多个手指机构20与小指机构30是分别固接于手掌基座50的一端上；其中，拇指机构10是由一个与手掌基座50成近似L型的关节连接部51连接，使得拇指机构10与多个手指机构20、小指机构30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。当拇指机构10与手指机构20、小指机构30分别固定于关节连接部51与手掌基座50所形成的近似L型结构后，能够使拇指机构10在另一个方向上自由弯曲。此外，在手掌基座50与关节连接部51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穿戴式手指复健装置1外，也能根据人类手掌的生理结构，让拇指机构10弯曲时，不会与手指机构20、小指机构30产生干扰。
请继续参考图1A，手掌基座50与关节连接部51是分别藉由拇指机构10、多个手指机构20与小指机构30上的拇指底杆15、多个手指底杆26及小指底杆36(显示于图1B中)的一部份固接，其固接方式于图1B中说明。而拇指底杆15与每一手指底杆26及小指底杆36在手掌基座50与关节连接部51上方，则是分别配置一个线性直驱马达11/21/31，而在拇指底杆15与每一手指底杆26及小指底杆36的开放端则连接拇指机构10与多个手指机构20及小指机构30；很明显的，拇指机构10与多个手指机构20及小指机构30则是配置在手掌基座50与关节连接部51外部的空间中。
请参考图1B，为本发明穿戴式手指复健装置底部的仰视示意图。如图1B所示，手掌基座50与关节连接部51是分别与拇指底杆15、多个手指底杆26及小指底杆36的一部份固接，并且是由多个锁固件53/54来执行固接。再由图1B可以看出，拇指底杆15与多个手指底杆26及小指底杆36的一部份暴露在手掌基座50与关节连接部51的外部，且伸出在手掌基座50与关节连接部51外部的拇指底杆15与多个手指底杆26及小指底杆36的开放端上，则连接拇指机构10与多个手指机构20及及小指机构30，使得拇指机构10与多个手指机构20及小指机构30可以在手掌基座50与关节连接部51外部的空间中活动。于此另要特别说明的是，拇指底杆15与多个手指底杆26及小指底杆36使藉由锁固件53/54与手掌基座50与关节连接部51固接成一体。
接着，请参考图2，是为本发明之拇指机构之爆炸图，其中，图中虚线用以表示各组件间之连接关系。如图2所示，拇指机构10是由拇指线性直驱马达11、拇指连杆驱动轴12、拇指掌指关节机构13以及拇指手指机构14等组件所组成。首先，拇指线性直驱马达11是由拇指马达轴心111与拇指马达装置112所组成，其中，拇指马达轴心111是配置在拇指马达装置112中，并且拇指马达轴心111能够被拇指马达装置112驱动来产生前后位移。此外，拇指马达轴心111前端设置有拇指枢接孔1111，同时，拇指马达装置112后端也设置有另一拇指马达枢接孔1121。接着，拇指连杆驱动轴12包括有：拇指驱动杆122，此拇指驱动杆122前端设置有拇指枢接孔1221，同时，此拇指驱动杆122后端另设置有一个拇指枢接孔1222，此一拇指枢接孔1222用以连接拇指马达轴心111上的拇指枢接孔1111；而拇指第一连杆121，此拇指第一连杆121前端设置有拇指枢接孔1211，同时，此拇指第一连杆121在接近中端处，另设置有一个拇指枢接孔1212，此一拇指枢接孔1212是用以连接拇指驱动轴122后端上的拇指枢接孔1222与拇指马达轴心111上的拇指枢接孔1111，而此拇指第一连杆121的后端又再设置一个拇指枢接孔1213；以及拇指第二连杆123，此拇指第二连杆123前端设置有拇指枢接孔1231，且此拇指第二连杆123后端另设置有一个拇指枢接孔1232，此一拇指枢接孔1232是用以连接拇指第一连杆121前端上的拇指枢接孔1211。而在本发明的较佳实施例中，拇指第二连杆123的长度大于拇指第一连杆121的长度。
接着，请继续参考图2，拇指机构10上有一个拇指掌指关节机构13，此拇指掌指关节机构13为一种具有类似
Figure BDA0001199292200000071
字型的结构，因此具有一个开放空间可用于容置使用者的拇指(图式中未示出)，且其前端设置有一对枢接孔131，同时，在此拇指掌指关节机构13之
Figure BDA0001199292200000072
字型上端设置有枢接孔132，此枢接孔132，用以连接拇指驱动轴122前端上的枢接孔1221；另外，拇指机构10上还有一个拇指手指机构14，此拇指手指机构14也具有一种具有类似
Figure BDA0001199292200000073
字型的结构，因此具有一个开放空间可用于容置使用者之拇指(图式中未示出)，且其在
Figure BDA0001199292200000074
字型上端设置有拇指枢接孔141，用以连接拇指第二连杆123前端上的拇指枢接孔1231，此拇指手指机构14下端又设置有一个拇指枢接孔142，此拇指枢接孔142是用以连接拇指掌指关节机构13前端上的枢接孔131；以及在拇指机构10上还配置一个拇指底杆15，此拇指底杆15可藉由其上的拇指贯穿孔153/154经由锁固件53/54(如图1B所示)固接于手掌基座50的关节连接部51上，且其前端设置有拇指枢接孔151，此拇指枢接孔151是用以连接拇指第一连杆121的后端上的拇指枢接孔1213，而在拇指底杆15后端，则又设置有拇指枢接孔152，用以连接拇指马达装置112后端上的拇指马达枢接孔1121；要特别说明的是，拇指枢接孔152与拇指马达枢接孔1121的连接点为可以活动的支点，因此，除了使得线性直驱马达11可以活动式的固定在拇指枢接孔152上之外，还可以随着拇指马达轴心111进行前后位移并驱动拇指机构10的弯曲或伸直时，拇指线性直驱马达11能够做随着拇指机构10的弯曲或伸直角度的大小做上下的移动。根据上述说明，本发明的明穿戴式手指复健装置1亦具有模块化的设计，可以根据使用者拇指尺寸的大小来选择适当尺寸的拇指机构10模块，使得用户穿戴舒适外，适当的尺寸设计也可以提高复健的效果。于此另要特别说明的是，上述之姆指贯穿孔153/154与锁固件53/54进行接合时，系藉由螺丝来实现，且因拇指贯穿孔153/154于此时之设计相较于接合用之螺丝(图式中未示出)是较大，因此，能于进行拇指贯穿孔153/154与锁固件53/54(显示于图1B中)接合时，能藉由姆指贯穿孔153/154的空间来调整拇指机构10配置于关节连接部51上之位置，以藉此进一步达到调整拇指机构10于手掌上的放射角度，因而使拇指机构10能根据用户手掌的生理结构调整配置，使得用户穿戴能够更舒适。
再接着请参考图3，为本发明之拇指机构带动使用者拇指弯曲之作动流程图。在阅读图3时，请同时参照图2之结构图。如图3所示，首先，如步骤S1所示，当拇指机构10配置于用户为伸直状态之拇指(图式中未示出)上时，拇指马达轴心111能往前移动改变其位置，此时能同时带动与其相连之拇指第一连杆121与拇指驱动杆122进行弯曲运动，且在拇指机构10进行弯曲运动时，拇指线性直驱马达11是以拇指马达枢接孔1121为支点，使得拇指线性直驱马达11能够做随着拇指机构10的弯曲角度的大小做上下的移动；再接着，如步骤S2所示，当拇指驱动杆122进行转动时，能同时带动与其相连之拇指掌指关节机构13发生转动，当拇指掌指关节机构13发生转动时，能带动使用者之拇指掌指关节(thumb MCP joint)进行转动(拇指弯曲)，且当拇指第一连杆121进行转动时，能同时带动与其相连之拇指第二连杆123发生转动；接着，如步骤S3所示，当姆指掌指关节机构13与拇指驱动杆122之转动到达临界(使用者之掌指关节停止转动)时，因拇指马达轴心111仍向前移动，此时由拇指第一连杆121与拇指第二连杆123之转动来带动拇指手指机构14之转动，当拇指手指机构14发生转动时，能同时带动使用者之近端拇指间关节(thumb PIP joint)发生转动(拇指弯曲)；最后，如步骤S4所示，当拇指马达轴心111停止向前移动时，拇指手指机构14也停止转动，使用者近端指间关节之转动因而停止，此时使用者之拇指已由原本伸直之状态变更为弯曲之状态，因而达成弯曲使用者拇指之目的，如图4所示，其中，图4为本发明之拇指机构之弯曲示意图。由上述之作动流程可得知，拇指机构10带动使用者拇指弯曲时，是随着拇指马达轴心111做稳定的运动，因此，能使拇指机构10在有效的位移控制下弯曲，可以降低上述机构作动时对使用者拇指所造成之可能物理性伤害。
再接着请参考图5，为本发明之拇指机构带动使用者拇指伸直之作动流程图，阅读时请同时参照图1之结构图。首先，如步骤S5所示，当拇指机构10配置于用户为弯曲状态之拇指(图式中未示出)上时，拇指马达轴心111能往后移动改变其位置，此时能同时带动与其相连之拇指第一连杆121与拇指驱动杆122进行伸直运动，且在拇指机构10进行伸直运动时，拇指线性直驱马达11是以拇指马达枢接孔1121为支点，使得拇指线性直驱马达11能够做随着拇指机构10的伸直角度的大小做上下的移动；接着，如步骤S6所示，当拇指驱动杆122进行转动时，能同时带动与其相连之拇指掌指关节机构13发生转动；且拇指马达轴心11于此时也绕拇指底杆15进行转动，此能带动使用者之拇指掌指关节(thumb MCP joint)进行转动(拇指伸直)，且当拇指第一连杆121进行转动时，能同时带动与其相连之拇指第二连杆123发生转动；再接着，如步骤S7所示，当姆指掌指关节机构13与拇指驱动杆122之转动到达临界(使用者之掌指关节停止转动)时，因拇指马达轴心111仍向前移动，此时由拇指第一连杆121与拇指第二连杆123之转动来带动拇指手指机构14之转动，当拇指手指机构14发生转动时，能同时带动使用者之近端拇指间关节(thumb PIP joint)发生转动(拇指伸直)；最后，如步骤S8所示，当拇指马达轴心111停止向前移动时，拇指手指机构14也停止其转动，使用者近端指间关节之转动因而停止，此时使用者之拇指已由原本弯曲之状态变更为伸直之状态，因而达成伸直使用者拇指之目的。由上述之作动流程可得知，拇指机构10带动使用者拇指伸直时，是随着拇指马达轴心111做稳定的运动，因此，能使拇指机构10在有效的位移控制下伸直，可以降低上述机构作动时对使用者拇指所造成之可能物理性伤害。
再接着，请参考图6，为本发明之手指机构之爆炸图，其中，图中虚线用以表示各组件间之连接关系。如图6所示，手指机构20由下述组件所组成：首先，是一个手指线性直驱马达21，此手指线性直驱马达21包含有手指马达轴心211与手指马达装置212，此手指马达轴心211前端设置有手指马达枢接孔2111，且此手指马达装置212后端另设置有手指马达枢接孔2121。其次，一个手指连杆驱动轴22，此手指连杆驱动轴22包含有：一个手指第一驱动杆221，此手指第一驱动杆221前端设置有手指枢接孔2211，且此手指第一驱动杆221后端另设置有手指枢接孔2212，用以连接手指马达枢接孔2111，其中，手指第一驱动杆221进一步具有一弧度的设计，可以根据使用者的手指长短来选择弧度的大小，藉以控制手指机构20整体的长度；一个手指第一连杆222，此手指第一连杆222前端设置有手指枢接孔2221，且此手指第一连杆222中段另设置有手指枢接孔2222，用以连接手指马达枢接孔2111与手指枢接孔2212，而此手指第一连杆222后端又再设置一手指枢接孔2223；一个手指第二连杆223，此手指第二连杆223前端设置有手指枢接孔2231，且此手指第二连杆后端另设置有手指枢接孔2232，用以连接手指枢接孔2221；一个手指第二驱动杆224，此手指第二驱动杆224前端设置有手指枢接孔2241，用以连接至手指枢接孔2231，且此手指第二驱动杆224后端另设有手指枢接孔2242；一个手指第三驱动杆225，此手指第三驱动杆225前端设置有一手指枢接孔2251，且此手指第三驱动杆225后端另设置有手指枢接孔2252用以连接手指枢接孔2231与手指枢接孔2241；以及一个手指第三连杆226，其前端设置有手指枢接孔2261，且此手指第三连杆后端另设置有手指枢接孔2262用以连接手指枢接孔2252、手指枢接孔2231与手指枢接孔2241。而在本发明的较佳实施例中，拇指第三连杆226的长度大于手指第一连杆222的长度，同时手指第三连杆226的长度也大于手指第二连杆223的长度。
接着，请继续参考图6，手指机构20还包括:手指掌指机构23，此手指掌指机构23具有一种类似字型的结构，因此具有一个开放空间可用于容置使用者的手指(图式中未示出)，且其前端设置有一项下端延伸一距离的手指连接部230，且在手指连接部230的终端附近配置一对手指枢接孔231，而在手指掌指机构23靠近中间位置处又配置有手指枢接孔232，用以连接手指枢接孔2242，以及在手指掌指机构23的后端，另设置一个手指枢接孔233，用以连接手指枢接孔2211；再其次，手指近节指骨机构24，此手指近节指骨机构24也具有一种类似字型的结构，因此具有一个开放空间可用于容置手用者手指(图式中未示出)，且其前端设置有一手指枢接孔241，此手指近节指骨机构24后端另设置有手指枢接孔243，用以连接手指枢接孔231，以及此手指近节指骨机构24前端与后端之间的
Figure BDA0001199292200000113
字型顶端上，又配置一个向上延伸以距离的手指轴部240，而在手指轴部240的终端上有一个手指枢接孔242，用以连接手指枢接孔2251；再其次，手指远节指骨机构25，此手指远节指骨机构25也具有一种类似
Figure BDA0001199292200000114
字型的结构，因此具有一个开放空间可用于容置使用者之手指(图式中未示出)，且其在
Figure BDA0001199292200000115
字型的上端设置有手指枢接孔251，用以连接手指枢接孔2261，此手指远节指骨机构25在靠近手指近节指骨机构24一侧端上，又设置有一对手指枢接孔252，用以连接手指枢接孔241；以及，手指底杆26，此手指底杆26可藉由其上的手指贯穿孔263/264经由锁固件53/54(如图1B所示)固接于手掌基座50上，且其前端设置有枢接孔261，用以连接手指枢接孔2223，且于此手指底杆26的后端又设置有手指枢接孔262，用以连接手指马达枢接孔2121，使得线性马达21可以固定在手指底杆26上。
接着，要特别说明的是，手指枢接孔262与手指马达枢接孔2121的连接点为可以活动的支点，因此，除了使得线性直驱马达11可以活动式的固定在手指枢接孔262上之外，还可以随着拇指马达轴心111进行前后位移并驱动拇指机构10的弯曲或伸直时，拇指线性直驱马达11能够做随着手指机构20的弯曲或伸直角度的大小做上下的移动。很明显的，经由手指底杆26的连接，使得手指机构20成为一个模块，可以通过锁固件53/54(如图2所示)配置于手掌基座50上或从手掌基座50上拆卸下来。因此，本发明的明穿戴式手指复健装置1亦具有模块化的设计，可以根据使用者拇指尺寸的大小来选择是档尺寸的手指机构20模块，使得用户穿戴舒适外，适当的尺寸设计也可以提高复健的效果。于此另要特别说明的是，上述之手指贯穿孔263/264与锁固件53/54(显示于图1B中)进行接合时，系藉由螺丝来实现，且因手指贯穿孔263/264于此时之设计相较于接合用之螺丝(图式中未示出)是较大，因此能于进行手指贯穿孔263/264与锁固件53/54接合时，能藉由姆指贯穿孔263/264的空间来调整手指机构20于手掌基座50上之位置，以藉此进一步达到调整手指机构20于手掌上的放射角度，因而使手指机构20能根据用户手掌的生理结构调整配置，使得用户穿戴能够更舒适。
再接着请参考图7，为本发明之手指机构带动使用者手指弯曲之作动流程图，阅读时请同时参照图6之结构图。首先，如步骤SS1所示，当手指机构20配置于用户为伸直状态之手指(图式中未示出)上时，手指马达轴心211能往前移动改变其位置，此时能同时带动与其相连之手指第一连杆222与手指第一驱动杆221进行弯曲运动，且在手指机构20进行弯曲运动时，拇指线性直驱马达11是以手指马达枢接孔2121为支点，使得拇指线性直驱马达11能够做随着手指机构20的弯曲角度的大小做上下的移动；接着，如步骤SS2所示，手指第一驱动222之转动能带动手指掌指机构23发生转动，当手指掌指机构23发生转动时，能带动使用者之掌指关节(MCP joint)发生转动(手指弯曲)；且手指第一连杆222之转动能带动手指第二连杆223发生转动；再接着，如步骤SS3所示，当手指第二连杆223发生转动时，能带动与其相连之手指第二驱动杆224发生转动；再接着，如步骤SS4所示，此时由手指第二连杆223与手指第二驱动杆224之转动来带动手指第三驱动杆225发生转动；再接着，如步骤SS5所示，当手指第三驱动杆225发生转动时，能带动手指近节指骨机构24发生转动，且当手指近节指骨机构24发生转动时，能进一步带动使用者之近端手指间关节(PIP joint)发生转动(手指弯曲)；接着，如步骤SS6所示，再由手指第三驱动杆225之转动来进一步带动手指第三连杆226发生转动；再接着，如步骤SS7所示，当手指第三连杆226发生转动时，能带手指远节指骨机构25发生转动，且当手指远节指骨机构25发生转动时，能带动使用者之远程手指间关节(DIP joint)发生转动(手指弯曲)；最后，如步骤SS8所示，当手指马达轴心211停止向前移动，上述之手指机构20其内各组件之转动也因而停止，此时使用者之手指已由原本伸直之状态变更为弯曲之状态，藉此达成弯曲使用者手指之目的，如图8所示，其中，图8为本发明之手指机构之弯曲示意图。由上述之作动流程可得知，手指机构20带动使用者拇指弯曲时，是随着手指马达轴心211做稳定的运动，因此，能使手指机构20在有效的位移控制下弯曲，可以降低上述机构作动时对使用者手指所造成之可能物理性伤害。
再接着，请参考图9，为本发明之手指机构带动使用者手指伸直之作动流程图，同样的，阅读时请同时参照图8之结构图。首先，如步骤SS9所示，当手指机构20配置于用户为弯曲状态之手指(图式中未示出)上时，拇指马达轴心211能往后移动改变其位置，此时能同时带动与其相连之手指第一连杆222与手指第一驱动杆221进行伸直运动，且在手指机构20进行伸直运动时，拇指线性直驱马达11是以手指马达枢接孔2121为支点，使得拇指线性直驱马达11能够做随着手指机构20的伸直角度的大小做上下的移动；接着，如步骤SS10所示，手指第一驱动杆221之转动带动手指掌指机构23发生转动，当手指掌指机构23发生转动时，能带动使用者之掌指关节(MCP joint)发生转动(手指伸直)；且手指第一连杆222之转动能带动手指第二连杆223发生转动；再接着，如步骤SS11所示，当手指第二连杆223发生转动时，能带动与其相连之手指第二驱动224发生转动；再接着，如步骤SS12所示，此时由手指第二连杆223与第二驱动杆224带动手指第三驱动杆225发生转动；接着，如步骤SS13所示，当手指第三驱动杆225发生转动时，能带动手指近节指骨机构24发生转动，且当手指近节指骨机构24发生转动时，能进一步带动使用者之近端手指间关节(PIP joint)发生转动(手指伸直)；接着，如步骤SS14所示，再由手指第三驱动杆225来进一步带动手指第三连杆226发生转动；再接着，如步骤SS15所示，当手指第三连杆226发生转动时，能带手指远节指骨机构25发生转动，且当手指远节指骨机构25发生转动时，能进一步带动使用者之远程手指间关节(DIP joint)发生转动(手指伸直)；最后，如步骤SS16所示，当手指马达轴心211停止向前移动，手指远节指骨机构25也停止其转动，使用者远程指间关节之转动因而停止，此时使用者之手指已由原本弯曲之状态变更为伸直之状态，因而达成伸直使用者手指之目的。由上述之作动流程可得知，手指机构20带动使用者手指伸直时，是随着拇指马达轴心211做稳定的运动，因此，能使手指机构20在有效的位移控制下伸直，可以降低上述机构作动时对使用者手指所造成之可能物理性伤害。
有关于本发明的小指机构30，其构造是与手指机构20完全相同，固其详细的构造及弯曲或伸直运动过程，如前述的图6至图9所示，故不再赘述；而特别标示出小指机构30的目的，是因为在本发明的穿戴式手指复健装置1中，为配合人类手指特征，故对小指机构30配置在手掌基座50上的位置是经过特别设计的，详细说明如下。
再接着，请参考图10，系为本发明之小指机构配置于手掌基座示意图。如图10所示，一个拇指机构10、三个手指机构20与一小指机构30已配置在手掌基座50上，其中，配置在手掌基座50上的三个手指机构20及一个小指机构30是成小角度的放射状设计；然而，在小指机构30与其相邻的手指机构20间，产生一相对较大的间隙，换句话说，小指机构30是向手掌基座50外侧偏离一个角度α，其偏离的角度α如两条交错的虚线40所表示；其偏离的角度α可以视使用者的手掌形状调整，一般的偏离角度α在5～15度；而将小指机构30偏离一个角度的设计，其目的是要增加四只手指间(即三个手指机构20及一个小指机构30)的放射状配置自由度，使得用户穿戴舒适外，适当的尺寸设计也可以提高复健的效果。
再接着，请参考图11，系为本发明之小指机构偏移设计示意图。如图11所示，一个拇指机构10、三个手指机构20与一个小指机构30已配置在手掌基座50上，其中，小指机构30的手指线性直驱马达21的马达轴心中心线41a与小指机构30上的小指第一连杆32(此处的小指第一连杆32是与手指机构20上的手指第一连杆222相同)的中心线41b之间，具有一位移距离d，而此位移距离d可以自1mm～10mm。而此一偏移设计之目的是可以进一步增加四只手指间的放射状配置自由度，使得用户穿戴舒适外，也可以进一步的提高复健的效果。
再接着，请参考图1A、图1B及图10，如前所述，本发明是将拇指、三个手指与一个小指均分别配置在拇指底杆15、手指底杆26与小指底杆30上，以形成模块化的拇指机构10、三个手指机构20与一个小指机构30，因此，本发明经过模块化设计的穿戴式手指复健装置1，可以根据用户手指尺寸的大小来选择适当尺寸的拇指机构10、三个手指机构20与一个小指机构30，更能根据使用者的手掌形状来调整模块化的小指机构30与相邻模块化手指机构20之间的偏离角度，增加四只手指间(即三个手指机构20及一个小指机构30)的放射状配置自由度，使得用户穿戴舒适外，适当的尺寸设计也可以提高复健的效果。再者，模块化的拇指机构10是配置在近似L型的关节连接部51连接，使得拇指机构10、三个手指机构20与小指机构30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，当拇指机构10与三个手指机构20及小指机构30分别固定于手掌基座50与关节连接部51所形成的近似L型结构后，能够使拇指机构10在另一个方向上自由弯曲。此外，在手掌基座50与关节连接部51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穿戴式手指复健装置1外，也能根据人类手掌的生理结构，让拇指机构10弯曲时，不会与三个手指机构20及小指机构30产生干扰。因此，本发明所提供的模块化设计的穿戴式手指复健装置1，是经过优化设计，具有容易穿戴性、可调整性、舒适性及使用线性直驱马达所产生的安全性等，可以让使用者得到最大的复健效果。
最后，本发明所提供的模块化设计的穿戴式手指复健装置1上的拇指线性直驱马达11与手指线性直驱21等，可以藉由多条电线连接至控制装置(图式中为示出)，或是透过无线网络与控制装置连接，使得模块化设计的穿戴式手指复健装置1上的拇指机构10、手指机构20与小指机构30，可以接受控制装置的命令来执行个别手指或是整个手掌的复健工作，对此如何接受控制装置的命令来执行个别手指或是整个手掌的复健工作的方式，本发明并不加以限制。
最以上之实施例与其相关之实施方式所牵涉之线性直驱马达，其内之马达轴心可选择以电气式、油压式、或马达轴心外围具螺纹构造之螺纹传动式等方式进行上述实施方式所提及之前后移动，本实施方式于此并无特别之限制；且线性控制马达可以电池、行动电源装置或插电式等方式来做为其动力之来源，本实施方式于此也并无特别之限制，于此加以说明。
以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用以限定本发明权利的范围；同时以上的描述，对于相关技术领域中具有通常知识者应可明了并据以实施，因此其他未脱离本发明所揭露概念下所完成的等效改变或修饰，应均包含于申请专利范围中。

Claims (8)

1.一种拇指机构，其特征包括:
线性直驱马达，是由马达轴心与马达装置所组成，其中，马达轴心是配置在马达装置中，而所述马达装置是配置在底杆上，所述马达轴心前端上具有前马达枢接孔，而马达装置的开放端配置后马达枢接孔，而所述底杆的两开放端具有前枢接孔与后枢接孔，其中，所述后马达枢接孔与所述底杆上的所述后枢接孔连接；
拇指第一连杆，其前端设置有第一枢接孔，且于其接近中端处设置有第二枢接孔，以及在其后端再设置第三枢接孔，其中所述第二枢接孔与所述马达轴心上的枢接孔连接，而所述第三枢接孔与所述底杆上的前枢接孔连接；
拇指第二连杆，其前端设置有第四枢接孔，且于其后端另设置有第五枢接孔，其中，所述第五枢接孔与所述第一枢接孔连接；
拇指驱动杆，其前端设置有一第六枢接孔，且于其后端另设置有第七枢接孔，其中，所述第七枢接孔与所述第二枢接孔连接；
拇指掌指关节机构，其前端设置有一对第八枢接孔，且于其另一端上设置有第九枢接孔，其中，所述第九枢接孔与所述第六枢接孔连接；以及
拇指手指机构，其上端设置有第十枢接孔，且于相邻所述拇指掌指关节机构一侧的终端又设置有一对第十一枢接孔，其中，所述第十枢接孔与所述第四枢接孔连接，同时，所述一对第十一枢接孔与所述一对第八枢接孔连接。
2.如权利要求1所述的拇指机构，其中，所述拇指手指机构具有ㄇ字型的结构。
3.如权利要求1所述的拇指机构，其中，所述后马达枢接孔与所述底杆上的所述后枢接孔为一种活动支点的连接。
4.一种手指机构，其特征包括:
线性直驱马达，是由马达轴心与马达装置所组成，其中，马达轴心是配置在马达装置中，而所述马达装置是配置在底杆上，所述马达轴心前端上具有前马达枢接孔，而马达装置的开放端配置后马达枢接孔，而所述底杆的两开放端具有前枢接孔与后枢接孔，其中，所述后马达枢接孔与所述底杆上的所述后枢接孔连接；
手指第一连杆，其前端设置有第一枢接孔，且于其接近中端处设置有第二枢接孔，以及在其后端再设置第三枢接孔，其中所述第二枢接孔与所述马达轴心上的枢接孔连接，而所述第三枢接孔与所述底杆上的前枢接孔连接；
手指第二连杆，其前端设置有第四枢接孔，且于其后端另设置有第五枢接孔，其中，所述第五枢接孔与所述第一枢接孔连接；
手指第三连杆，其前端设置有第六枢接孔，且于其后端另设置有第七枢接孔；
手指第一驱动杆，其前端设置有第八枢接孔，且于其后端另设置有第九枢接孔，其中，所述第九枢接孔与所述第二枢接孔连接；
手指第二驱动杆，其前端设置有第十枢接孔，且于其后端另设置有第十一枢接孔；
手指第三驱动杆，其前端设置有第十二枢接孔，且于其后端另设置有第十三枢接孔，其中，所述第十二枢接孔与所述第四枢接孔、所述第十三枢接孔及所述第七枢接孔连接；
手指掌指机构，其前端设置有向下延伸的连接部，且于所述连接部的终端配置一对第十四枢接孔，且于其接近中端处设置有第十五枢接孔，以及在其另一端上设置有第十六枢接孔，其中，所述第十五枢接孔与所述第十一枢接孔连接，而所述第十六枢接孔与所述第八枢接孔连接；
手指近节指骨机构，其前端设置有一对第十七枢接孔，且于其另一端上设置有第十八枢接孔，同时于所述两端之间配置向上延伸的连接部，且于所述连接部的终端配置一对第十九枢接孔，其中，所述第十八枢接孔与所述第十四枢接孔连接，而所述第十九枢接孔与所述第十二枢接孔连接；以及
手指远节关节机构，其上端设置有第二十枢接孔，且于相邻所述手指近节关节机构一侧的终端又设置有一对第二十一枢接孔，其中，所述第二十枢接孔与所述第六枢接孔连接，同时，所述一对第二十一枢接孔与所述一对第十七枢接孔连接。
5.如权利要求4所述的手指机构，其中，所述手指近节指骨机构及所述手指远节指骨机构具有ㄇ字型的结构。
6.如权利要求4所述的手指机构，其中，所述后马达枢接孔与所述底杆上的所述后枢接孔为一种活动支点的连接。
7.一种穿戴式手指复健装置，其特征包括:
手掌基座，为平板结构，具有前端及相对的后端，并于所述前端与所述后端之间具有两侧边，且于其中侧边上配置关节连接部，使得所述关节连接部与所述平板结构形成L形结构；
小指机构及三个手指机构相邻配置于所述手掌基座的一端上；
拇指机构配置于所述关节连接部上；其中，
所述拇指机构包括:
拇指线性直驱马达，是由拇指马达轴心与拇指马达装置所组成，其中，所述拇指马达轴心是配置在所述拇指马达装置中，而所述拇指马达装置是配置在拇指底杆上，所述拇指马达轴心前端上具有前拇指马达枢接孔，而所述拇指马达装置的开放端配置后拇指马达枢接孔，而所述拇指底杆的两开放端具有前拇指枢接孔与后拇指枢接孔，其中，所述后拇指马达枢接孔与所述拇指底杆上的所述后拇指枢接孔连接；
拇指第一连杆，其前端设置有第一拇指枢接孔，且于其接近中端处设置有第二拇指枢接孔，以及在其后端再设置第三拇指枢接孔，其中所述第二拇指枢接孔与所述拇指马达轴心上的所述前拇指马达枢接孔连接，而所述第三拇指枢接孔与所述拇指底杆上的所述前拇指枢接孔连接；
拇指第二连杆，其前端设置有第四拇指枢接孔，且于其后端另设置有第五拇指枢接孔，其中，所述第五拇指枢接孔与所述第一拇指枢接孔连接；
拇指驱动杆，其前端设置有一第六拇指枢接孔，且于其后端另设置有第七拇指枢接孔，其中，所述第七拇指枢接孔与所述第二拇指枢接孔连接；
拇指掌指关节机构，其前端设置有一对第八拇指枢接孔，且于其另一端上设置有第九拇指枢接孔，其中，所述第九拇指枢接孔与所述第六拇指枢接孔连接；以及
拇指手指机构，其上端设置有第十拇指枢接孔，且于相邻所述拇指掌指关节机构一侧的终端又设置有一对第十一拇指枢接孔，其中，所述第十拇指枢接孔与所述第四拇指枢接孔连接，同时，所述一对第十一拇指枢接孔与所述一对第八拇指枢接孔连接；
所述手指机构包括:
手指线性直驱马达，是由手指马达轴心与手指马达装置所组成，其中，所述手指马达轴心是配置在所述手指马达装置中，而所述手指马达装置是配置在手指底杆上，所述手指马达轴心前端上具有前手指马达枢接孔，而所述手指马达装置的开放端配置后手指马达枢接孔，而所述手指底杆的两开放端具有前手指枢接孔与后手指枢接孔，其中，所述后手指马达枢接孔与所述手指底杆上的所述后手指枢接孔连接；
手指第一连杆，其前端设置有第一手指枢接孔，且于其接近中端处设置有第二手指枢接孔，以及在其后端再设置第三手指枢接孔，其中所述第二手指枢接孔与所述手指马达轴心上的所述前手指马达枢接孔连接，而所述第三手指枢接孔与所述手指底杆上的所述前手指枢接孔连接；
手指第二连杆，其前端设置有第四手指枢接孔，且于其后端另设置有第五手指枢接孔，其中，所述第五手指枢接孔与所述第
一手指枢接孔连接；
手指第三连杆，其前端设置有第六手指枢接孔，且于其后端另设置有第七手指枢接孔；
手指第一驱动杆，其前端设置有第八手指枢接孔，且于其后端另设置有第九手指枢接孔，其中，所述第九手指枢接孔与所述第二手指枢接孔连接；
手指第二驱动杆，其前端设置有第十手指枢接孔，且于其后端另设置有第十一手指枢接孔；
手指第三驱动杆，其前端设置有第十二手指枢接孔，且于其后端另设置有第十三手指枢接孔，其中，所述第十二手指枢接孔与所述第四手指枢接孔、所述第十三手指枢接孔及所述第七手指枢接孔连接；
手指掌指机构，其前端设置有向下延伸的连接部，且于所述连接部的终端配置一对第十四手指枢接孔，且于其接近中端处设置有第十五手指枢接孔，以及在其另一端上设置有第十六手指枢接孔，其中，所述第十五手指枢接孔与所述第十一手指枢接孔连接，而所述第十六手指枢接孔与所述第八手指枢接孔连接；
手指近节指骨机构，其前端设置有一对第十七手指枢接孔，且于其另一端上设置有第十八手指枢接孔，同时于所述两端之间配置向上延伸的连接部，且于所述连接部的终端配置一对第十九手指枢接孔，其中，所述第十八手指枢接孔与所述第十四手指枢接孔连接，而所述第十九手指枢接孔与所述第十二手指枢接孔连接；以及
手指远节关节机构，其上端设置有第二十手指枢接孔，且于相邻所述手指近节关节机构一侧的终端又设置有一对第二十一手指枢接孔，其中，所述第二十手指枢接孔与所述第六手指枢接孔连接，同时，所述一对第二十一手指枢接孔与所述一对第十七手指枢接孔连接；
且所述小指机构与相邻所述手指机构之间具有偏移5～15度的夹角。
8.如权利要求7所述的穿戴式手指复健装置，其中，该手指机构的马达轴心具有一第一中心线以及该手指第一连杆具有一第二中心线，其中，该第一中心线以及该第二中心线之间具有一位移距离。
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