[發(fā)明專利]新型便攜式手外骨骼康復(fù)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710060563.3
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106618967A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張璞;肖鍇;周一方;雒佳;楊建宇
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 李運萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及手部外骨骼裝置領(lǐng)域，特別涉及一種新型便攜式手外骨骼康復(fù)裝置。

背景技術(shù)

手是人類探索自然奧秘最重要的工具，手部運動障礙會極大的影響人們的日常生活。而手的正常運動能力對人們非常重要。但因為疾病或者是意外會導(dǎo)致人們的手的骨骼受到損傷，而一般的受損治療都需要對手指進(jìn)行長時間的制動，而長時間的制動會由于關(guān)節(jié)肌腱淤血形成纖維變性，造成手指關(guān)節(jié)及肌腱的粘連和肌肉的萎縮。另外，關(guān)節(jié)疾病，中風(fēng)等心血管疾病造成的偏癱也會導(dǎo)致手指關(guān)節(jié)肌腱纖維化和肌肉、韌帶的痙攣萎縮，從而造成手部運動功能障礙。

臨床研究和實踐表明，被動康復(fù)訓(xùn)練有助于恢復(fù)肢體運動功能障礙，恢復(fù)患者的運動功能，而在持續(xù)高強度的重復(fù)訓(xùn)練后，會使患者的手部肌肉的力量得到一定的提高，有助于手部功能的恢復(fù)。而自20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的針對偏癱中風(fēng)患者的強制性運動療法、運動想象療法、任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練等這些較傳統(tǒng)的康復(fù)治療方法雖然有著一定的優(yōu)越性，但是與之俱來的高人工消耗以及操作的復(fù)雜性依然難以規(guī)避。此外，患者在長期康復(fù)過程中會習(xí)慣依靠健康單手生活，而會避免使用患手，因此更不利于患手的機能恢復(fù)。因而，研究開發(fā)一種既能按照針對性程序?qū)际謱嵤┛祻?fù)訓(xùn)練，又可以輔助患手完成日常基本功能的可穿戴式機械裝置，成為許多學(xué)者關(guān)注的焦點。

在人體的各個關(guān)節(jié)中，手指的關(guān)節(jié)自由度多，結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜，所以手部外骨骼的設(shè)計也比較困難。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)對手部外骨骼的研究還處于起步階段，其中申請?zhí)枮?01110121085.5的發(fā)明專利公開了一種固定式手部外骨骼康復(fù)裝置。該裝置通過電機驅(qū)動絲桿螺母獲得動力，但是該裝置存在以下問題：手部外骨骼為固定式，通過基座承載驅(qū)動裝置重量，但整套系統(tǒng)的便攜性較差；外骨骼驅(qū)動裝置為電機，體積大、重量重，康復(fù)訓(xùn)練過程中給患者帶來較大負(fù)擔(dān)；每個手指關(guān)節(jié)都需要與機械連桿進(jìn)行連接，整個裝置所需的機械連桿的數(shù)量較多，使得該裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜也進(jìn)一步增加了裝置的重量。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的手外骨骼康復(fù)裝置存在的體積大、重量大、便攜性較差以及整個裝置的機械連桿的數(shù)量較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供了一種新型便攜式手外骨骼康復(fù)裝置，所述新型便攜式手外骨骼康復(fù)裝置包括手指部、手背部、手套和控制器；

所述手指部包括四個手指機構(gòu)，分別為食指機構(gòu)、中指機構(gòu)、無名指機構(gòu)和小指機構(gòu)，四個手指機構(gòu)的機構(gòu)組成相同，每個手指機構(gòu)均包括三個指套、第一線纜、第二線纜、第一動力源、第一角度傳感器和第一齒輪，每個指套的底部均安裝有一個指節(jié)連接件；

三個指套分別為第一指套、第二指套和第三指套，第一指套與第二指套轉(zhuǎn)動連接，第二指套與第三指套轉(zhuǎn)動連接，第三指套與手背部轉(zhuǎn)動連接，第一指套上設(shè)有第一線輪，第一線輪位于第一指套與第二指套的連接處，第三指套上設(shè)有第二線輪，第二線輪位于第三指套與第二指套的連接處，第一線纜的一端固定在第一線輪上，另一端固定在第二線輪上，第二線纜的一端固定在第一線輪上，另一端固定在第二線輪上，第一線纜與第二線纜交叉，第一動力源安裝在第三指套上，第一動力源的輸出軸依次穿過第一角度傳感器和第一齒輪，第二指套的側(cè)面設(shè)有配合齒輪，配合齒輪與第一齒輪嚙合，每個手指機構(gòu)的第一角度傳感器和第一動力源以及所述手背部均與所述控制器連接。

所述手背部包括固定板，固定板上并排安裝有三個指套控制機構(gòu)，分別為第一指套控制機構(gòu)、第二指套控制機構(gòu)和第三指套控制機構(gòu)，第一指套控制機構(gòu)與所述食指機構(gòu)連接，第二指套控制機構(gòu)與所述中指機構(gòu)連接，第三指套控制機構(gòu)分別與所述無名指機構(gòu)和所述小指機構(gòu)連接；

第一指套控制機構(gòu)、第二指套控制機構(gòu)和第三指套控制機構(gòu)均包括滑軌支座、電機支座、小型齒條、第二動力源、第二角度傳感器和第二齒輪，滑軌支座安裝在固定板上，滑軌支座上設(shè)有微型導(dǎo)軌，電機支座安裝在微型導(dǎo)軌上且能在微型導(dǎo)軌上滑動，第二動力源安裝在電機支座上，第二動力源的輸出軸依次穿過第二角度傳感器和第二齒輪，小型齒條安裝在滑軌支座上，第二齒輪與所述小型齒條嚙合；

第一指套控制機構(gòu)和第二指套控制機構(gòu)還各包括一個連桿，第一指套控制機構(gòu)的連桿的一端安裝在電機支座上，另一端與食指機構(gòu)的第三指套連接，第二指套控制機構(gòu)的連桿的一端安裝在電機支座上，另一端與中指機構(gòu)的第三指套連接；

第三指套控制機構(gòu)還包括一個彈簧連桿，彈簧連桿安裝在所述第三指套控制機構(gòu)的電機支座上，且分別與所述無名指機構(gòu)的第三指套以及所述小指機構(gòu)的第三指套連接；