專利名稱：穿戴式手指功能訓(xùn)練器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模仿人體手指對指運(yùn)動的穿戴式外骨骼手功能訓(xùn)練器，尤其是一種用于腦卒中患者手功能障礙早期及恢復(fù)期的康復(fù)訓(xùn)練器。
背景技術(shù)：
一雙健康的手在人的生活當(dāng)中占據(jù)了非常重要的地位，然而對于一些老年人以及身體受到外部損傷導(dǎo)致手部發(fā)生痙攣以及其他傷害的時候，就對患者的生活造成了極大的困難。同時手部損傷的治療難度很大，治療后康復(fù)訓(xùn)練受到很大的局限。對于傳統(tǒng)意義上的手部康復(fù)治療一般都是通過患者定期到醫(yī)院借助一些相對比較大的手部訓(xùn)練器進(jìn)行對手的康復(fù)訓(xùn)練。國內(nèi)四肢康復(fù)設(shè)備的研究起步較晚，在此領(lǐng)域展開研究的主要有清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。目前，七自由度假手模擬裝置已設(shè)計(jì)完成神經(jīng)信息的提取正在進(jìn)行動物試驗(yàn)，信息的整合與控制電路的設(shè)計(jì)進(jìn)展順利。但目前的成型產(chǎn)品很難完全滿足患者的要求。上肢康復(fù)設(shè)備中應(yīng)用范圍僅限于局部關(guān)節(jié)，且智能化程度不高、穿戴性較差。國外針對偏癱上肢的重復(fù)訓(xùn)練，1991年MIT設(shè)計(jì)完成了第一臺上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系MIT-MANUS [8]，與一般工業(yè)機(jī)器人不同，MIT-MANUS盡管在機(jī)械方面考慮到了安全性、穩(wěn)定性以及患者近距離物理接觸的柔順性，但不具有穿戴性.發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是要提供一種穿戴式手指功能訓(xùn)練器，該訓(xùn)練器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，方便攜帶，使患者能夠在家里以及社區(qū)可以隨時隨地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種穿戴式手指功能訓(xùn)練器，包括背部支撐板，手指機(jī)構(gòu)，四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是:背部支撐板的前部固定連接手指機(jī)構(gòu)，用于固定放置患者的手；背部支撐板的上面以及一側(cè)安裝四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動患者四指的運(yùn)動；背部支撐板的一側(cè)通過連接拇指固定板連接拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動患者的拇指運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)與四指的對指運(yùn)動。四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)，第一斜齒輪，第二斜齒輪，齒輪箱內(nèi)連接桿，小齒輪，半弧齒輪，齒輪箱外連接桿，驅(qū)動齒輪，其中，電機(jī)安裝在背部支撐板上，并通過背部支撐板上齒輪箱內(nèi)第一斜齒輪與齒輪箱內(nèi)連接桿上的第二斜齒輪嚙合連接，齒輪箱內(nèi)連接桿另一端上的小齒輪與半弧齒輪嚙合連接，半弧齒輪與齒輪箱外連接桿連接，齒輪箱外連接桿兩端分別固定連接驅(qū)動齒輪，驅(qū)動齒輪通過傳送帶與手指機(jī)構(gòu)上的傳動齒輪傳動連接。手指機(jī)構(gòu)包括四根手指，四根手指終端連接件，指間連接件，四指傳動桿，傳動軸，四指帶動桿，手指近端連接桿，第一手指遠(yuǎn)端連接桿，第二手指遠(yuǎn)端連接件，連桿，指間傳動桿，手指支架，其中，四根手指與四根手指終端連接件通過曲線滑桿相連接，四根手指終端連接件通過指間連接件固定連接在一起；四指傳動桿通過手指近端連接桿、第一手指遠(yuǎn)端連接桿和第二手指遠(yuǎn)端連接件與手指支架連接；四根手指終端通過四指帶動桿與傳動軸相連接；傳動軸固定在手指支架的兩側(cè)，并通過連桿與四指傳動桿連接，四指傳動桿與傳動齒輪相連接。拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)，拇指固定板，直線電機(jī)固定架，連桿機(jī)構(gòu)，直線電機(jī)通過兩個直線電機(jī)固定架固定在拇指固定板上，并通過一個聯(lián)動器與驅(qū)動連桿機(jī)構(gòu)連接；連桿機(jī)構(gòu)包括推桿，推桿聯(lián)動桿，拇指，拇指連接架，推桿聯(lián)動桿通過拇指連接架與拇指連接。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的背部支撐板的前部固定連接手指機(jī)構(gòu)，用于固定放置患者的手；背部支撐板的上面以及一側(cè)安裝四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動患者四指的運(yùn)動；背部支撐板的一側(cè)通過連接拇指固定板連接拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動患者的拇指運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)與四指的對指運(yùn)動。因此，本發(fā)明能夠完成拇指和食指的對指運(yùn)動，食指機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度可根據(jù)患者自身的康復(fù)情況設(shè)定。同時該機(jī)構(gòu)的可穿戴功能可通過穿戴手套與手部相連接實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單， 質(zhì)量輕，攜帶方便，可供患者在家里社區(qū)隨時進(jìn)行手部的訓(xùn)練。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖2是背部支撐板支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)立體示意圖；圖4是手指機(jī)構(gòu)立體示意圖；圖5是拇指機(jī)構(gòu)立體示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的具體內(nèi)容。如圖1至圖5所示，本發(fā)明的穿戴式手功能康復(fù)訓(xùn)練器，包括背部支撐板22，手指機(jī)構(gòu)B，四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)C，拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)D等。背部支撐板22的前部固定連接手指機(jī)構(gòu)B，用于固定放置患者的手；背部支撐板22的上面以及一側(cè)安裝四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)C，用于驅(qū)動患者四指的運(yùn)動；背部支撐板22的一側(cè)通過連接拇指固定板23連接拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)D，用于驅(qū)動患者的拇指運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)與四指的對指運(yùn)動。背部支撐板(圖2)、背部支撐板22后方為一套環(huán)將背部支撐板支架固定在手上，背部支撐板22上方固定一個齒輪箱，用于連接電機(jī)控制。如圖3所示，四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)C包括電機(jī)32，第一斜齒輪34，第二斜齒輪38，齒輪箱內(nèi)連接桿35，小齒輪37，半弧齒輪36，齒輪箱外連接桿33，驅(qū)動齒輪39等。電機(jī)32安裝在背部支撐板22上，并通過背部支撐板上齒輪箱內(nèi)第一斜齒輪34與齒輪箱內(nèi)連接桿35上的第二斜齒輪38嚙合連接，齒輪箱內(nèi)連接桿35另一端上的小齒輪37與半弧齒輪36嚙合連接，半弧齒輪36與齒輪箱外連接桿33連接，齒輪箱外連接桿33由兩個背部支撐板支架31固定在背部支撐板22上，齒輪箱外連接桿33兩端分別固定連接驅(qū)動齒輪39，驅(qū)動齒輪39通過傳送帶與手指機(jī)構(gòu)B上的傳動齒輪21傳動連接。如圖4所示，手指機(jī)構(gòu)B包括四根手指(食指2、中指4、無名指8、小指7)，四根手指終端連接件(食指終端連接件1、中指終端連接件3、無名指終端連接件5、小指終端連接件6，指間連接件16，四指傳動桿18，傳動軸19，四指帶動桿17，手指近端連接桿10，第一手指遠(yuǎn)端連接桿11，第二手指遠(yuǎn)端連接件12，連桿13，指間傳動桿15，手指支架9等。四根手指與四根手指終端連接件通過曲線滑桿相連接，四根手指終端連接件通過指間連接件16固定連接在一起；四指傳動桿18通過手指近端連接桿10、第一手指遠(yuǎn)端連接桿11和第二手指遠(yuǎn)端連接件12與手指支架9連接；四根手指終端通過四指帶動桿17與傳動軸19相連接；傳動軸19固定在手指支架9的兩側(cè)，并通過連桿13與四指傳動桿18連接，四指傳動桿18與傳動齒輪21相連接。如圖5所示，拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)D包括直線電機(jī)24，拇指固定板23，直線電機(jī)固定架25,連桿機(jī)構(gòu),直線電機(jī)24通過兩個直線電機(jī)固定架25固定在拇指固定板23上,并通過一個聯(lián)動器與驅(qū)動連桿機(jī)構(gòu)連接；連桿機(jī)構(gòu)包括推桿29，推桿聯(lián)動桿30，拇指27，拇指連接架28，推桿聯(lián)動桿30通過拇指連接架28與拇指27連接。本實(shí)用新型的功能描述如下:(I)四指訓(xùn)練控制:參見圖3，圖4，通過肌肉信號或者聲音的控制，控制電機(jī)32驅(qū)動，背部支撐板上的電機(jī)連接第一斜齒輪34，電機(jī)32驅(qū)動第二斜齒輪38的轉(zhuǎn)動，第一斜齒輪34的轉(zhuǎn)動會帶動齒輪箱內(nèi)連接桿35上第二斜齒輪38的轉(zhuǎn)動，齒輪箱內(nèi)連接桿35穿過固定在背部支撐板上的齒輪箱，同時齒輪箱內(nèi)連接桿的另一端有一個小齒輪37，小齒輪37與半弧齒輪36相配合，半弧齒輪36與齒輪箱外連接桿33相配合，外連接桿33由兩個背部支撐板支架31固定，。背部支撐板22上的傳動齒輪21通過傳送帶與四指上的傳動軸19相連接，四指帶動桿17與傳動軸19相連接，穿過四指傳動桿18。指間連接件16將四根手指近端連接起來，電機(jī)驅(qū)動齒輪與傳動軸的運(yùn)動四指傳動桿的運(yùn)動，通過手指近端連接桿10、指間傳動桿15、第一手指遠(yuǎn)端連接 桿11和第二手指遠(yuǎn)端連接件12從而驅(qū)動手指支架進(jìn)行仿生運(yùn)動運(yùn)動。從而帶動四根手指的運(yùn)動。(2)拇指訓(xùn)練控制參見圖5，通過肌電信號或者聲音的控制，控制拇指固定板23上直線電機(jī)24，由于直線電機(jī)24通過直線電機(jī)固定架25固定在拇指固定板23上，因此直線電機(jī)24固定不動，直線電機(jī)24驅(qū)動推桿29向前運(yùn)動，推桿29的運(yùn)動驅(qū)動推桿聯(lián)動桿30向前向下運(yùn)動，由于推桿聯(lián)動桿30通過拇指連接架28與拇指27連接，因此拇指27的運(yùn)動隨推桿聯(lián)動桿30的運(yùn)動而運(yùn)動。
權(quán)利要求1.一種穿戴式手指功能訓(xùn)練器，包括背部支撐板(22)，手指機(jī)構(gòu)(B)，四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)(C)，拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)(D)，其特點(diǎn)是:背部支撐板(22)的前部固定連接手指機(jī)構(gòu)(B)，用于固定放置患者的手；背部支撐板(22)的上面以及一側(cè)安裝四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)(C)，用于驅(qū)動患者四指的運(yùn)動；背部支撐板(22)的一側(cè)通過連接拇指固定板(23)連接拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)(D)，用于驅(qū)動患者的拇指運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)與四指的對指運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式手指功能訓(xùn)練器，其特征在于:所述四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)(C)包括電機(jī)(32)，第一斜齒輪(34)，第二斜齒輪(38)，齒輪箱內(nèi)連接桿(35)，小齒輪(37)，半弧齒輪(36 )，齒輪箱外連接桿(33 )，驅(qū)動齒輪(39 )，其中，電機(jī)(32 )安裝在背部支撐板(22 )上，并通過背部支撐板上齒輪箱內(nèi)第一斜齒輪(34)與齒輪箱內(nèi)連接桿(35)上的第二斜齒輪(38)嚙合連接，齒輪箱內(nèi)連接桿(35)另一端上的小齒輪(37)與半弧齒輪(36)嚙合連接，半弧齒輪(36)與齒輪箱外連接桿(33)連接，齒輪箱外連接桿(33)兩端分別固定連接驅(qū)動齒輪(39 )，驅(qū)動齒輪(39 )通過傳送帶與手指機(jī)構(gòu)(B )上的傳動齒輪(21)傳動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式手指功能訓(xùn)練器，其特征在于:所述手指機(jī)構(gòu)(B)包括四根手指，四根手指終端連接件，指間連接件(16)，四指傳動桿(18)，傳動軸(19)，四指帶動桿(17)，指近端連接桿(10)，第一手指遠(yuǎn)端連接桿(11)，第二手指遠(yuǎn)端連接件(12)，連桿(13)，指間傳動桿(15)，手指支架(9)，其中， 四根手指與四根手指終端連接件通過曲線滑桿相連接，四根手指終端連接件通過指間連接件(16)固定連接在一起；四指傳動桿(18)通過手指近端連接桿(10)、第一手指遠(yuǎn)端連接桿(11)和第二手指遠(yuǎn)端連接件(12)與手指支架(9)連接；四根手指終端通過四指帶動桿(17)與傳動軸(19)相連接；傳動軸(19)固定在手指支架(9)的兩側(cè)，并通過連桿(13)與四指傳動桿(18)連接，四指傳動桿(18)與傳動齒輪(21)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式手指功能訓(xùn)練器，其特征在于:所述拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)(D)包括直線電機(jī)(24)，拇 指固定板(23)，直線電機(jī)固定架(25)，連桿機(jī)構(gòu)，直線電機(jī)(24)通過兩個直線電機(jī)固定架(25)固定在拇指固定板(23)上，并通過一個聯(lián)動器與驅(qū)動連桿機(jī)構(gòu)連接；連桿機(jī)構(gòu)包括推桿(29)，推桿聯(lián)動桿(30)，拇指(27)，拇指連接架(28)，推桿聯(lián)動桿(30 )通過拇指連接架(28 )與拇指(27 )連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種穿戴式手指功能訓(xùn)練器，包括背部支撐板，手指機(jī)構(gòu)，四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是背部支撐板的前部固定連接手指機(jī)構(gòu)，用于固定放置患者的手；背部支撐板的上面以及一側(cè)安裝四指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動患者四指的運(yùn)動；背部支撐板的一側(cè)通過連接拇指固定板連接拇指驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動患者的拇指運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)與四指的對指運(yùn)動。本實(shí)用新型能夠完成拇指和食指的對指運(yùn)動，食指機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度可根據(jù)患者自身的康復(fù)情況設(shè)定。同時該機(jī)構(gòu)的可穿戴功能可通過穿戴手套與手部相連接實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，攜帶方便，可供患者在家里社區(qū)隨時進(jìn)行手部的訓(xùn)練。
文檔編號A61H1/02GK203139036SQ201320028940
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者胡鑫, 蘇鵬飛, 喻洪流, 張穎, 李秀芝, 陳娜, 李繼才 申請人:上海理工大學(xué)