本發明專利技術涉及一種穿戴式動力外骨骼手部康復訓練器，包括手掌板、外殼、五個手指，仿生肌腱連接桿組件、驅動推桿、直線推桿電機組件，直線推桿電機組件固定在手掌板上，并通過驅動推桿和固定在指根部固定座上的仿生肌腱連接桿組件分別與五個手指連接形成手指驅動機構。本發明專利技術通過兩個直線推桿電機獲得動力，分別驅動四指和大拇指，極大地簡化了驅動方式和所用電機的數量，結構更加簡單、易于實現。手部外骨骼部分與手掌較好的貼合，起到良好的仿生效果，能更好的輔助手部功能受損的患者進行康復訓練。采用位置可調式手指綁帶系統設計，可以按照患者的手部尺寸自如的調節佩戴方式，無需特殊定制，具有更廣泛的實用性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種外骨骼手部康復訓練裝置，尤其是一種用于手部功能障礙的腦卒中患者的康復訓練康復裝置。
技術介紹
手是人體最重要的結構之一，手不僅能完成許多粗大工作，而且還能從事與日常生活密切聯系的各種精細活動。然而，許多意外事故和疾病，如外傷、腦卒中等可能會導致人手的感覺和運動功能喪失。所以如何讓喪失的手功能得到康復，是手功能受:損患者最急需解決的問題，也是最難以解決的問題。在手部功能受損的患者群體中，因腦卒中后遺癥而導致手部功能喪失的患者占絕 大多數。我國現有腦卒中患者約900萬人，每年新發病例在150萬人以上，大約75%腦卒中患者在發病后會留下不同程度的后遺癥，在眾多的后遺癥中，以偏癱發生率最高，在偏癱的康復中，又以手功能的康復最為困難?；颊叩氖衷诤笃谕蚣∪獐d攣，形成一個屈曲的半握拳姿勢。醫學理論和實踐證明，肢體損傷的患者為了防止肌肉“廢用性”萎縮，必須要進行有效的肢體訓練才能恢復其功能。隨著機器人技術和康復醫學的發展，為了改進傳統的康復治療手段和提高康復治療效果，人手康復機器人應運而生。它具備一些傳統康復手段所不具備的優勢，機器人不僅可以對患者的手施加精確的力和運動控制，還可以實時記錄詳實的患者信息和治療數據，并將信息可視化，為臨床康復醫生提供客觀、準確、直觀的治療和評價參數。由機器人代替治療師的部分體力工作，不僅能減輕治療師的工作強度，而且訓練參數重復性好，保證了訓練的效率和強度，實現長期、穩定的康復訓練，能夠有效加快康復進程。此外，結合虛擬現實技術，康復訓練任務可以在仿真環境中完成，康復訓練形式可以更為豐富、有趣，患者在訓練過程中可以同時得到觸覺、視覺和聽覺等多通道的信息反饋，提高康復訓練的趣味性，從而激勵患者主動、積極地進行康復訓練。外骨骼機器人技術是融合了傳感、控制、信息，并為操作者提供一種可穿戴的機械機構的綜合技術。作為外骨骼機器人在醫療康復領域的應用，創傷手指康復外骨骼手的主要任務是輔助手外傷患者進行術后的康復訓練，依據現代循證醫學(Evidence BasedMedicine,EBM)和連續被動運動(Continuous Passive Motion,CPM)理論，可以使患者在盡可能短的時間內恢復健康。
技術實現思路
本專利技術在分析人手生物學特性的基礎上，提出一種穿戴式便攜動力外骨骼手功能康復訓練裝置，用于手部功能障礙的腦卒中患者的康復訓練。本專利技術是通過以下技術方案來實現的一種穿戴式動力外骨骼手部康復訓練器，包括手掌板、外殼、五個手指，仿生肌腱連接桿組件、驅動推桿、直線推桿電機組件，其特點是直線推桿電機組件固定在手掌板上，并通過驅動推桿和固定在指根部固定座上的仿生肌腱連接桿組件分別與五個手指連接形成手指驅動機構。仿生肌腱連接桿組件9包括與手指連接的短肌腱連桿和與手指驅動軸連接的長肌腱連桿，其中，長肌腱連桿一端通過驅動軸與驅動推桿10連接，另一端與短肌腱連桿連接，長肌腱連桿中間通過定位銷與指根部固定座8上端的限位滑槽連接。手指驅動機構包括大拇指驅動機構和四指驅動機構，每一個手指驅動機構還包括連桿連接板，手指第一驅動桿，手指第二驅動桿，手指遠指節、手指中節、手指中指關節連桿一、手指中指關節連桿二、手指大關節連桿，連桿連接板上端與短肌腱連桿連接，下端與手指第一驅動桿連接，手指第一驅動桿前端與手指中指關節連桿一連接，后端通過定位銷與指根部固定座中間的限位滑槽連接。直線推桿電機組件包括電機外殼、固定底座、直線推桿電機、電機驅動推桿，電機外殼由一個與安裝面成一角度的固定底座支撐固定，直線推桿電機通過電機外殼定位。手指中節和手指第二驅動桿下面分別通過其上的四個定位孔連接中指節綁帶板·和掌指關節綁帶板，組成位置可調的佩帶系統，適應各種患者的佩戴需求。與現有技術相比，本專利技術取得了以下的有益效果 I.通過兩個直線推桿電機獲得動力，分別驅動四指和大拇指，極大地簡化了驅動方式和所用電機的數量，結構更加簡單、易于實現。2.手部外骨骼部分與手掌較好的貼合，起到良好的仿生效果，能更好的輔助手部功能受損的患者進行康復訓練。3.康復過程要求保證康復力始終垂直作用于指骨以避免損壞關節周圍的軟組織。對外骨骼手關節單自由度和二自由度構型進行了分析，進行了更加合理的機械結構設計，采用連桿滑軌機構較好的模擬了人手的運動軌跡，佩戴更加自然，訓練效果更好。4.采用位置可調式手指綁帶系統設計，可以按照患者的手部尺寸自如的調節佩戴方式，無需特殊定制，具有更廣泛的實用性。本專利技術基于四邊形連桿及連桿滑槽機構設計了外骨骼手機構本體，該外骨骼手可以適應不同人手長度，幫助運動功能受損的手指進行彎曲和內收/外展康復運動。具有良好的仿生性、靈活性和便攜性。手功能受損患者佩戴后，患肢被外骨骼訓練器支撐和固定，通過貼在患肢手臂拮抗肌上的體表電極接收患者手臂肌肉運動的微弱電流，將電流放大后驅動電機帶動外骨骼訓練器運動。從而帶動無法運動的手部進行抓握運動，進行康復訓練和日常生活輔助、此外對訓練器的控制還可以通過語音信號\健側手信號來進行控制。附圖說明圖I是本專利技術的整體結構示意 圖2是食指組件結構示意 圖3是四指驅動機構示意 圖4是四指驅動機構手指平放狀態示意 圖5是四指驅動機構手指收握狀態示意 圖6是大拇指驅動機構示意 圖7是直線推桿電機組件結構示意 圖8是位置可調式手指綁帶系統示意圖。具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本專利技術作進一步說明。如圖I至圖8所示，本專利技術的穿戴式動力外骨骼手部康復訓練器，包括手掌板I、外殼2、大姆指3、食指4、中指5、無名指6、小姆指7以及各個手指的指跟固定基座8、仿生肌腱連接桿組件9、驅動推桿10、直線推桿電機組件11等。直線推桿電機組件11固定在手掌板I上，并通過驅動推桿10和固定在指根部固定座8上的仿生肌腱連接桿組件9分別與五個手指連接形成手指驅動機構。手指驅動機構包括大拇指驅動機構和四指驅動機構。四指驅動機構還包括食指4組件、中指5組件、無名指6組件和小拇指7組件。大拇指驅動機構還包括大拇指3組件，并且食指4組件、中指5組件、無名指6組件和小拇指7組件以及大拇指3組件都相同。穿戴式動力外骨骼手部康復訓練器的動力來自于兩個分置的直線電機組，一個用于驅動大拇指機構，另一個用于驅動其他四個手指。 仿生肌腱連接桿組件9包括與手指連接的短肌腱連桿和與手指驅動軸連接的長肌腱連桿，其中，長肌腱連桿一端通過驅動軸與驅動推桿10連接，另一端與短肌腱連桿連接，長肌腱連桿中間通過定位銷與指根部固定座8上端的限位滑槽連接。如圖3所示，四指驅動機構安裝在手掌板I上的直線推桿電機組11通過驅動推桿10推動四肢驅動軸27,推動固定在指根部固定座8的四個手指(食指4、中指5、無名指6、小拇指7)在定位滑槽的作用下做抓握運動(圖5)。如圖6所示，大拇指驅動機構與四指驅動機構類似，由直線推桿電機組11驅動驅動推桿10帶動大拇指驅動軸28使大拇指3在指根部固定基座8的限位作用下運動。如圖7所示，直線推桿電機組件11由一個與安裝面成一定角度的固定底座30支撐固定。直線推桿電機31由電機外殼29定位,使電機驅動推桿32與手指驅動軸成一定角度，可以增大力臂，有效的減少所需驅動力，降低電機功率，節約成本。如圖2所示，食指傳動機構包括連桿連本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種穿戴式動力外骨骼手部康復訓練器，包括手掌板（1）、外殼（2）、五個手指，仿生肌腱連接桿組件（9）、驅動推桿（10）、直線推桿電機組件（11），其特征在于：所述直線推桿電機組件（11）固定在手掌板（1）上，并通過驅動推桿（10）和固定在指根部固定座（8）上的仿生肌腱連接桿組件（9）分別與五個手指連接形成手指驅動機構。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡鑫，喻洪流，張穎，易金花，李繼才，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：發明
國別省市：
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