[發明專利]主/被動驅動器聯合驅動的外骨骼式手指康復訓練裝置

有效

• 申請號: 201310190630.5
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103251494A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王愛民;王堅;冷志源;王昌鵬;王恒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/16
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 齊旺

技術領域

本發明涉及一種用于實現主/被動驅動器聯合驅動的外骨骼式手指康復訓練裝置。

背景技術

人手是身體最容易損傷的部分之一。在創傷病例中，手外傷占很大比重。據調查顯示，手外傷比例是15.0%?~?28.6%。由于手部結構比較精細，小肌肉遍布全手，導致手部損傷治療的要求較高，難度很大，而我國缺乏相應的單手指康復治療設備，致使很多手外傷患者不能及時得到康復治療。因此，單手指康復在整個康復醫學體系中的地位日趨重要。

手部的功能要通過手指的靈活運動來完成，而手指的運動障礙主要由兩種情況產生：車禍、骨折等意外事故和中風等疾病。臨床上手外傷手術后多需將患指固定于功能位、休息位或某一特殊體位3-4周。致使淤積于關節內肌腱周圍的淤血形成纖維變性，這就直接導致手指關節及肌腱的粘連，在不同程度上影響患指的功能。近年來，手外科的臨床醫生已經對這種情況予以高度關注，并積極尋找解決辦法。以往臨床單手指康復治療主要靠醫生和患者一對一的物理理療，這種治療方法不僅耗時費力，而且治療效果不明顯，目前這種治療方式正在發生變化，轉變為依靠單手指康復訓練運動來達到治療目的。

目前存在的手指康復訓練訓練設備，大多數是由電機、壓縮空氣、電磁等驅動的主動型裝置，主動型裝置具有靈活多變的特征，可以用于手指的主動或被動康復訓練，但主動型力交互設備穩定性、安全性相對較差，特別是出現故障時很容易失去控制，患者的手指本身力量相對，因此對手產生二次傷害的可能性很大。由于主動型力交互裝置存在上述問題，故有研究者嘗試在手康復訓練裝置中引入被動力覺驅動器。雖然被動力覺驅動器沒有上述缺點，但當其用于患者手部康復訓練時無法主動施加力于患者，即不能實施對患者的被動訓練，需要主動驅動器實施對患者的被動訓練，因此將磁流變液力覺驅動器與主動驅動器相結合研究主/被動混合驅動器用于手指康復訓練將是有益的嘗試。

目前已有一些主/被動驅動器聯合驅動的手指康復訓練裝置，但是結構都比較簡單，特別是已有的外骨骼式手指康復訓練裝置還沒有實現主/被驅動器聯合驅動。然后外骨骼式的康復訓練裝置是最為靈活的手指康復訓練裝置，所以研制出基于主/被驅動器聯合驅動的外骨骼式手指康復訓練裝置具有重大意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足，而提供有一種結構簡單、活動機構運動軌跡與真實手指運動軌跡一致的且使用方便的主/被動驅動器聯合驅動的外骨骼式手指康復訓練裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種用于實現主/被動驅動器聯合驅動的外骨骼式手指康復訓練裝置，包括力反饋驅動器以及手指外骨骼機構，其中力反饋驅動器包括殼體以及設置在殼體兩端的電機和磁流變液阻尼器，其特征在于：在所述電機和磁流變液阻尼器之間通過聯軸器連接有一轉動輪，在該轉動輪上纏繞有一牽引繩；所述的手指外骨骼機構包括支架、設置在支架上端的直線導軌以及設置在支架下端的手指固定結構，在所述的直線導軌上設置有滑塊，該滑塊與所述的牽引繩連接；在所述的滑塊上固定有一第一連接塊，在第一連接塊的下端轉動連接有一L型的曲柄，曲柄的另一端轉動連接有一中指節塊，該中指節塊另一端通過一第二連接塊連接在所述的手指固定結構上。

在所述的直線導軌的末端還設置有一滑輪，所述的牽引繩繞過該滑輪并與所述的滑塊連接。

所述的手指固定結構包括近指節塊和指環，所述指環固定在所述近指節塊上。

所述的殼體由底板及固定在底板上的右支架、左支架和擋板組成，在所述的右支架的另一端固定用作角度傳感器的編碼器；在所述的曲柄上裝有力傳感器。

所述的曲柄與中指節塊之間，以及曲柄與連接塊之間通過軸承相連。

所述的滑塊和直線導軌為MR微型滾柱線性滑塊和導軌，可以有效降低系統摩擦。

本發明主/被動驅動器聯合驅動的外骨骼式手指康復訓練裝置包括由力反饋驅動器和手指外骨骼機構。力反饋執行器包括一個殼體，一個磁流變液阻尼器，一個編碼器，一個電機，兩個聯軸器，一個轉動輪，一根軸。手指外骨骼機構包括一個中指節塊，一個曲柄，兩個軸承，兩個連接塊，一個滑塊，一個直線導軌，一個滑輪，一個支架，兩個指環，一個力傳感器，一個近指節塊。力反饋驅動器中的轉動輪上纏繞著牽引繩繩，牽引繩連接手指外骨骼機構中的滑塊，轉動輪轉動帶動滑塊移動，實現手指關節彎曲運動。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：