TWI649078B - Exoskeleton manipulator with thumb adjustment mechanism - Google Patents

Abstract

本創作係一種復健用的外骨骼機械手，其包含一手背基座、四手指骨架、一拇指基座、一拇指骨架及一固定組件；四手指骨架設於手背基座上，拇指骨架設於拇指基座上，拇指基座及手背基座可調整拇指骨架與手指骨架的間距地相互連接；手背基座延伸有一手背虎口連接部，拇指基座延伸有一拇指虎口連接部，固定組件連接手背虎口連接部及拇指虎口連接部，且選擇性地固定兩連接部，以使手指骨架及拇指骨架的間距調整完畢後，可固定兩者的間距；本創作藉此可讓使用者自行調整拇指與食指的間距以對應不同使用者的不同的習慣距離，進而提升穿戴時的舒適度。

Description

具拇指調整機構的外骨骼機械手

本創作係涉及一種醫療器材，尤指一種用於輔助手指復健的外骨骼機械手。

物理治療對傷者或病患來說是復健的必要過程，而輔助器材也在其中扮演著極為重要的角色。在一項手指復健的治療過程中，治療師需讓患者的手指依照一定的速度、力道與姿勢等參數活動，以達到復健的功效，於是發展出了外骨骼機械手這一項醫療器材。

外骨骼機械手是以機械結構作為骨架套設於手指外，並以電腦或是其他方式控制骨架的作動以帶動患者的手指活動，藉以達到復健的效果；具體來說外骨骼機械手大致包含有一基板及五指的骨架；該基板的形狀對應於使用者的手背；五指的骨架設於基板的外側面，並用以套設於使用者的五隻手指外；使用時，五指的骨架會強制帶動使用者的手指活動以達到復健的效果。

現有技術的外骨骼機械手的缺點在於：不同的人在放鬆時，拇指與食指之間的距離會略有差異，但是現有技術的外骨骼機械手的基板為一體成形，因此拇指與食指的骨架的間距也是固定的，如此一來便無法對應不同使用者的該兩指之間的習慣距離，進而使得有些使用者穿戴外骨骼機械手後會感到不適。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本創作提供一種具拇指調整機構的外骨骼機械手，可以依照使用者需求來調整其拇指與食指之間的距離。

為達到上述的創作目的，本創作所採用的技術手段為設計一種具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中包含：一手背基座，其一側延伸有一手背虎口連接部，該手背虎口連接部上貫穿成形有一第一軌道；四手指骨架，其設於該手背基座上，該手背虎口連接部突出於該等手指骨架的一側；一拇指基座，其一側延伸有一拇指虎口連接部，該拇指虎口連接部與該手背基座的該手背虎口連接部相互貼靠；一拇指骨架，其設於該拇指基座上，該拇指虎口連接部突出於該拇指骨架的一側；該拇指基座及該手背基座可調整該拇指骨架與該等手指骨架間距地相互連接；一固定組件，其連接該手背虎口連接部及該拇指虎口連接部，且選擇性地固定該手背虎口連接部及該拇指虎口連接部；該固定組件貫穿該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部，且該固定組件進一步包含一第一連接柱，其貫穿該拇指基座的該拇指虎口連接部，且可沿該第一軌道移動地穿設於該第一軌道內，該第一連接柱的一端突出成形有一抵靠部；一結合座；該第一連接柱穿設該結合座，該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部位於該結合座及該第一連接柱的該抵靠部之間； 一壓合桿，其樞設於該結合座上，且該壓合桿樞設於該結合座的一端形成有至少一偏心輪，該至少一偏心輪的周緣選擇性地與該第一連接柱的該抵靠部夾設該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部。

本創作的優點在於，藉由將現有技術的基板分成一手背基座及一拇指基座，並且該兩基座可移動或轉動地相結合，藉此便可調整位於該兩基座上的手指(食指)骨架及拇指骨架的間距；並且於調整至適當間距後，可再由固定組件固定及維持該手指骨架及拇指骨架的間距，本創作藉此可讓使用者自行調整拇指與食指的間距以對應不同使用者的不同的習慣距離，進而提升穿戴時的舒適度。

進一步而言，所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部可弧形移動地相互貼靠。

進一步而言，所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中：該手背基座的該手背虎口連接部上進一步貫穿成形有一第二軌道，該第二軌道與該第一軌道相互平行；該固定組件進一步包含有一第二連接柱，其貫穿該拇指基座的該拇指虎口連接部，且可沿該第二軌道移動地穿設於該第二軌道內。

進一步而言，所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中該壓合桿包含兩壓合壁，該兩壓合壁的一端相互連接，該兩壓合壁的另一端分別成形有一該偏心輪，該兩壓合壁的該偏心輪分別貼靠於該結合座的相對兩側。

進一步而言，所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中該固定組件進一步包含：一樞軸，其貫穿該壓合桿的該至少一偏心輪及該結合座；該樞軸的至少其中一端的外壁面環繞凹設成形有一環槽；至少一C型扣，其套設卡合於該樞軸的該至少其中一端的該環槽中，且抵靠於該至少一偏心輪。

進一步而言，所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中：該固定組件的該第一連接柱貫穿該結合座；該固定組件進一步包含一榫合片，其固設於該結合座上，且嵌合於該第一連接柱突出於該結合座的端部。

進一步而言，所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中：該固定組件的該第一連接柱突出於該結合座的端部的外壁面環繞凹設成形有一環槽；該固定組件的該榫合片的一側凹設成形有一嵌合槽，其套設嵌合於該第一連接柱的該環槽內。

10‧‧‧手背基座

11‧‧‧手背虎口連接部

111‧‧‧第一軌道

112‧‧‧第二軌道

20‧‧‧手指骨架

30‧‧‧拇指基座

31‧‧‧拇指虎口連接部

40‧‧‧拇指骨架

50‧‧‧固定組件

51‧‧‧第一連接柱

511‧‧‧抵靠部

512‧‧‧環槽

52‧‧‧第二連接柱

521‧‧‧抵靠部

522‧‧‧環槽

53‧‧‧結合座

54‧‧‧壓合桿

541‧‧‧偏心輪

542‧‧‧壓合壁

55‧‧‧樞軸

551‧‧‧環槽

56C‧‧‧型扣

57‧‧‧榫合片

571‧‧‧嵌合槽

58‧‧‧螺絲

90‧‧‧間隙

圖1係本創作的立體外觀圖。

圖2係本創作的拇指基座及拇指骨架的調整示意圖。

圖3係本創作的手背基座、拇指基座及固定組件的立體外觀圖。

圖4係本創作的手背基座、拇指基座及固定組件的元件分解圖。

圖5係本創作的手背虎口連接部、拇指虎口連接部及固定組件的側視剖面圖。

圖6及圖7係本創作的固定組件的使用動作示意圖。

以下配合圖式及本創作之較佳實施例，進一步闡述本創作為達成預定創作目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖3所示，本創作之具拇指調整機構的外骨骼機械手包含有一手背基座10、四手指骨架20、一拇指基座30、一拇指骨架40及一固定組件50。

前述之手背基座10的一側延伸有一手背虎口連接部11；在本實施例中，手背基座10為一彎折的板體，且其形狀大致對應於手背的弧度，但不以此為限，手背基座10僅要能連接四手指骨架20並一側延伸有一手背虎口連接部11即可，而不以彎折板體為限。

前述之四手指骨架20設於手背基座10上，且手背基座10的手背虎口連接部11橫向突出於該等手指骨架20的一側；四根手指骨架20分別依序對應食指、中指、無名指及小指，且手背虎口連接部11相鄰於對應食指的手指骨架20。

請參閱圖1、圖3及圖4所示，前述之拇指基座30的一側延伸有一拇指虎口連接部31；在本實施例中，拇指基座30為一彎折的板體，且其形狀大致對應於手掌對應於拇指的一側的弧度，但不以此為限，拇指基座30僅要供拇指骨架40設置並一側延伸有一拇指虎口連接部31即可，而不以彎折板體為限。

前述之拇指骨架40設於拇指基座30上，且拇指基座30的拇指虎口連接部31突出於拇指骨架40的一側；且具體來說，拇指基座30位於手背基座10突出手背虎口連接部11的一側，並且拇指虎口連接部31突出於拇指基座30相鄰手背基座10的一側。

請參閱圖1至圖4所示，拇指基座30與手背基座10可調整拇指骨架40與該等手指骨架20間距地相互連接，並且具體來說是可調整拇指骨架40與對應食指的手指骨架20的間距地相互連接；也就是說，拇指基座30是可移動或可轉動地設於手背基座10上，例如在本實施例中，手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31是可弧形移動地相互貼靠，但是並不以此為限，拇指基座30與手背基座10間調整距離的方式也可以是直線移動；又或者拇指基座30與手背基座10間調整距離的方式可以不是移動而是樞轉，若是樞轉，則其調整的間距是指拇指骨架40的端部與該等手指骨架20的端部之間距。

請參閱圖3至圖5所示，前述之固定組件50連接手背虎口連接部11及拇指虎口連接部31，且選擇性地固定手背虎口連接部11及拇指虎口連接部31；在本實施例中，手背基座10的手背虎口連接部11與拇指基座30的拇指虎口連接部31上下相互貼靠，且固定組件50貫穿手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31，藉此使拇指基座30與手背基座10有較大的接觸面積而可使兩者的結合較為穩固，但是並不以此為限，手背基座10亦可與拇指基座30沒有任何接觸，但手背基座10及拇指基座30分別連接固定組件50，並透過固定組件50來結合。

在本實施例中，拇指基座30、手背基座10以及固定組件50之間的具體連接方式請參閱圖3及圖4所示，手背基座10的手背虎口連接部11上貫穿成形有一第一軌道111及一第二軌道112，第一軌道111及第二軌道112相互平行，且在本實施例中第一軌道111及第二軌道112均為弧形軌道以使拇指基座30及手背基座10可弧形地相互移動；而固定組件50進一步包含有一第一連接柱51及一第二連接柱52，其均向上貫穿拇指基座30的拇指虎口連接部31，第一連接柱51可沿第一軌道111移動地穿設於第一軌道111內，第二連接柱52可沿第二軌道112移動地穿設於第二軌道112內；第二軌道112可以讓連接結構更加穩固，但是並不一定需要有第二軌道112及第二連接柱52，也可以只有第一軌道111及第一連接柱51，其同樣可使拇指基座30與手背基座10可移動或可轉動地相連接。

此外，在本實施例中，第一軌道111及第二軌道112均設於手背虎口連接部11上，但不以此為限，也可設置於拇指基座30的拇指虎口連接部31上；並且，在本實施例中，手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31兩者相互貼靠連接時，是手背虎口連接部11位於上方，但是並不以此為限，也可以是拇指虎口連接部31位於上方，且第一連接柱51是先可沿第一軌道111移動地穿設於 第一軌道111內再貫穿拇指虎口連接部31；上述改變均不影響拇指基座30與手背基座10可移動或可轉動地相連接。

請參閱圖3至圖5所示，固定組件50進一步包含有一結合座53、一榫合片57、一壓合桿54、一樞軸55以及至少一C型扣56。

結合座53位於手背虎口連接部11的上方；固定組件50的第一連接柱51的一端突出成形有一抵靠部511，第二連接柱52的一端突出成形有一抵靠部521，該兩連接柱51、52穿設於結合座53，並且手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31位於結合座53及該兩連接柱51、52的抵靠部511、521之間；此外，進一步來說，該兩連接柱51、52是貫穿結合座53，而榫合片57是固設於結合座53上且嵌合於兩連接柱51、52突出於結合座53的端部，藉此固定兩連接柱51、52於突出於手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31上；但不以此為限，也可以不需要榫合片57而是直接使兩連接柱51、52直接穿設螺合於結合座53內。

進一步而言，第一連接柱51突出於結合座53的端部的外壁面環繞凹設成形有一環槽512，第二連接柱52突出於結合座53的端部的外壁面同樣環繞凹設成形有一環槽522，而榫合片57的一側凹設成形有兩嵌合槽571，其分別套設嵌合於第一連接柱51的環槽512及第二連接柱52的環槽522內，但是兩連接柱51、52與榫合片57的結合方式不以此為限；此外，在本實施例中榫合片57是以兩螺絲58固設於結合座53上，但是其固設方式不以此為限。

壓合桿54透過樞軸55樞設於結合座53上，且壓合桿54樞設於結合座53的一端形成有至少一偏心輪541，樞軸55貫穿偏心輪541的圓心，即偏心輪541的周緣的不同處與樞軸55的距離並非一致，藉此相對結合座53樞轉壓合桿54時，便可讓偏心輪541的周緣選擇性地推抵手背虎口連接部11或拇指虎口連接部31，進而使偏心輪541的周緣選擇性地與第一連接柱51的抵靠部511及第二連接柱52的抵靠部521夾設手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31。

進一步而言，在本實施例中，壓合桿54包含兩壓合壁542，兩壓合壁542的一端相互連接，兩壓合壁542的另一端分別成形有一偏心輪541，兩壓合壁542的偏心輪541分別貼靠於結合座53的相對兩側，藉以可從兩側進行下壓，但是壓合桿54的形式不以此為限，也可以是單一一壓合壁542樞設於結合座53的其中一側或是結合座53包含有一槽體且壓合桿54樞設於該槽體之中。

而樞軸55與結合座53在本實施例中係透過C型扣56來結合；具體來說，樞軸55貫穿壓合桿54的偏心輪541及結合座53，且樞軸55的兩端的外壁面分別環繞凹設成形有一環槽551，而兩C型扣56分別套設卡合於樞軸55的兩環槽551中，且抵靠於兩偏心輪541，但其樞設方式不以此為限；例如亦可使樞軸55的一端的外徑較大而抵靠於其中一偏心輪541，而樞軸55的另一端使用C型扣56來夾設。

請參閱圖6所示，本創作使用時，首先使固定組件50的壓合桿54向上鬆開，使手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31之間產生一間隙90，藉此兩者可相互移動或轉動；請參閱圖1及圖2所示，接著，拇指基座30以第一連接柱51及第二連接柱52可移動地連接於手背基座10上，並可隨著第一軌道111及第二軌道112弧形移動，藉此以調整拇指骨架40與其他四手指骨架20之間的距離；請參閱圖5及圖7所示，調整至定位後，將壓合桿54向下壓緊，則其偏心輪541的周緣較突出之處轉動至朝向手背虎口連接部11，以向下抵靠於手背虎口連接部11並藉由結合座53將第一連接柱51的抵靠部511及第二連接柱52的抵靠部521向上抵靠於拇指虎口連接部31，進一步將手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31夾固於偏心輪541及兩連接柱51、52的抵靠部511、521之間，並使間隙90達到密合而產生摩擦力，以達成固定手背虎口連接部11與拇指虎口連接部31兩者的效果； 本創作藉此可讓使用者自行調整拇指與食指的間距以對應不同使用者的不同的習慣距離，進而提升穿戴時的舒適度。

此外，若是拇指基座30以樞轉的方式連接於手背基座10上，則同樣可以調整拇指骨架40的端部與其他四手指骨架20的端部之間的距離，一樣可加強舒適性及符合不同的使用者。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

Claims (7)

1. 一種具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中包含：一手背基座，其一側延伸有一手背虎口連接部，該手背虎口連接部上貫穿成形有一第一軌道；四手指骨架，其設於該手背基座上，該手背虎口連接部突出於該等手指骨架的一側；一拇指基座，其一側延伸有一拇指虎口連接部，該拇指虎口連接部與該手背基座的該手背虎口連接部相互貼靠；一拇指骨架，其設於該拇指基座上，該拇指虎口連接部突出於該拇指骨架的一側；該拇指基座及該手背基座可調整該拇指骨架與該等手指骨架間距地相互連接；一固定組件，其連接該手背虎口連接部及該拇指虎口連接部，且選擇性地固定該手背虎口連接部及該拇指虎口連接部；該固定組件貫穿該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部，且該固定組件進一步包含一第一連接柱，其貫穿該拇指基座的該拇指虎口連接部，且可沿該第一軌道移動地穿設於該第一軌道內，該第一連接柱的一端突出成形有一抵靠部；一結合座；該第一連接柱穿設該結合座，該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部位於該結合座及該第一連接柱的該抵靠部之間；一壓合桿，其樞設於該結合座上，且該壓合桿樞設於該結合座的一端形成有至少一偏心輪，該至少一偏心輪的周緣選擇性地與該第一連接柱的該抵靠部夾設該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部。
2. 如請求項1所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中該手背虎口連接部與該拇指虎口連接部可弧形移動地相互貼靠。
3. 如請求項1所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中：該手背基座的該手背虎口連接部上進一步貫穿成形有一第二軌道，該第二軌道與該第一軌道相互平行；該固定組件進一步包含有一第二連接柱，其貫穿該拇指基座的該拇指虎口連接部，且可沿該第二軌道移動地穿設於該第二軌道內。
4. 如請求項1所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中該壓合桿包含兩壓合壁，該兩壓合壁的一端相互連接，該兩壓合壁的另一端分別成形有一該偏心輪，該兩壓合壁的該偏心輪分別貼靠於該結合座的相對兩側。
5. 如請求項1所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中該固定組件進一步包含：一樞軸，其貫穿該壓合桿的該至少一偏心輪及該結合座；該樞軸的至少其中一端的外壁面環繞凹設成形有一環槽；至少一C型扣，其套設卡合於該樞軸的該至少其中一端的該環槽中，且抵靠於該至少一偏心輪。
6. 如請求項1所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中：該固定組件的該第一連接柱貫穿該結合座；該固定組件進一步包含一榫合片，其固設於該結合座上，且嵌合於該第一連接柱突出於該結合座的端部。
7. 如請求項6所述之具拇指調整機構的外骨骼機械手，其中：該固定組件的該第一連接柱突出於該結合座的端部的外壁面環繞凹設成形有一環槽；該固定組件的該榫合片的一側凹設成形有一嵌合槽，其套設嵌合於該第一連接柱的該環槽內。