[發明專利]手指運動功能康復機器人

無效

• 申請號: 200910081170.6
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN101518491A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 李繼婷;王舉;張玉茹;王爽
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/16
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域：

本發明手指運動功能康復機器人，涉及一種對運動功能障礙患者進行康復訓練的設備，特別涉及一種對手指運動功能障礙患者的手指關節進行運動功能康復訓練的機器人裝置。

技術背景：

手是人體最重要的結構之一，它對人類的功能及外觀都顯得及其重要。特別是手的運動能力是人類的日常生活和工作得以順利進行的基本保障。然而，在生活和勞動中手的關節、骨骼、肌腱、神經很容易受到損傷，一般受損治療都需要對手指長時間的制動，但長時間的制動會由于關節肌腱淤血形成纖維變性，造成手指關節及肌腱的粘連和肌肉的萎縮。另外，關節疾病、中風等心血管疾病造成的偏癱也會導致手指關節肌腱纖維化和肌肉、韌帶的痙攣萎縮。這些情況都會使患者喪失一些運動功能，造成手部運動功能障礙。

康復科學表明，早期的運動康復治療有助于患者康復，通過重復的肢體運動，可建立新的神經通道，患者可重獲已喪失的運動功能。運動康復主要是指通過肢體的主動運動和被動運動，逐步恢復肢體的運動功能。

目前的運動康復治療是在醫院中通過康復治療師進行的，康復治療師向患者手指施力，讓患者手指恢復力量和運動范圍。然而，目前的運動康復治療存在很多問題。首先，康復過程是康復治療師與病人一對一的，治療費用昂貴，效率低。其次，康復訓練過程持續時間較長且機械枯燥，患者缺乏康復訓練的主動性和積極性，康復訓練很難堅持。再次，目前的康復訓練依賴于康復治療師的經驗和主觀判斷，不能精確控制訓練參數并且缺乏康復過程的客觀記錄，難以對康復效果的準確評定，不利于治療方案的改進。

隨著機器人技術、康復醫學的發展，為了改良傳統的康復治療手段和提高康復治療效果，康復機器人技術應運而生?？祻蜋C器人由于可以進行高精度的重復運動，對訓練過程進行實時監控記錄治療數據，并可以進行醫療測評，因此可以輔助康復治療師同時對多個患者進行高效的治療。另外，將虛擬現實技術引入到康復機器人技術上，可以將枯燥的治療過程變成具有圖像、聲音和力反饋的治療游戲，使康復訓練充滿趣味性，提高患者對康復訓練的主動性，從而進一步提高治療效果。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種佩戴式的手指運動功能康復機器人，能夠滿足除去拇指以外其他手指四個自由度的要求，并且可以實現患者被動和主動等康復模式，將虛擬現實技術加入到康復系統中，增加康復訓練的趣味性，提高患者對康復訓練的主動性。

本發明一種手指運動功能康復機器人，其技術方案為：所述的機器人是由執行部分和驅動部分組成。其中，執行部分可以分為遠端關節模塊(1自由度)、近端關節模塊(1自由度)和掌骨關節模塊(2自由度)三大部分；驅動部分則分成四個獨立的驅動模塊實現對執行部分的三個模塊共四個自由度的單獨雙向驅動，實現手指的彎曲和伸直，外展和內收的動作。由于整個系統通過鋼絲繩實現遠距離、變距離傳動，因此在康復過程中人手可以在一定范圍內任意移動。為了防止執行部分和驅動部分之間的鋼絲繩松弛，兩部分通過硬度較大的鋼絲繩外套連接，鋼絲繩穿過鋼絲繩外套實現傳動。

本發明一種手指運動功能康復機器人，其特征在于：該機器人由執行部分和驅動部分兩大部分組成，上述兩部分通過鋼絲繩外套5a、5b、5c、5d連接；

其中，執行部分分為掌骨關節模塊2、近端關節模塊3和遠端關節模塊4三部分；驅動部分則分成四個獨立的驅動模塊1a、1b、1c、1d實現對執行部分的驅動；

所述掌骨關節模塊2主要由近節指骨基座201、掌骨基座202、旋轉基座208、前滑塊203、后滑塊204、205、扇形輪206、水平輪209、滑輪207、鋼絲繩6a01、6a02、6b01、6b02、鋼絲繩外套固定塊210、216、限位螺釘211、212和限位塊213構成；

所述近端關節模塊3主要由后滑塊304、305、前滑塊301、扇形輪302、滑輪303、鋼絲繩6c01、6c02、鋼絲繩外套固定塊309、限位螺釘306、307和限位塊308構成；

所述遠端關節模塊4主要由中節指骨基座407、遠節指骨基座401、前滑塊401、后滑塊405、406、扇形輪404、滑輪403、鋼絲繩6d01、6d02、鋼絲繩外套固定塊416、限位螺釘412、413和限位塊414構成；

所述驅動部分的四個模塊是相同的；其中，驅動模塊A1a主要由電機1a01、固定架1a03、1a04、減速機構、張緊裝置1a12、驅動主軸1a10、主動輪1a09、鋼絲繩6a01、6a02和鋼絲繩外套固定塊1a11組成；