[發明專利]一種兼容人手旋轉中心的手部外骨骼裝置

有效

• 申請號: 201710914200.1
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107550685B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 熊蔡華;史浩浩;孫柏楊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;B25J9/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發明屬于康復訓練裝置領域，更具體地，涉及一種兼容人手旋轉中心的手部外骨骼裝置，其包括固定底座、食指機構、中指機構、無名指機構、小指機構和拇指機構，食指機構、中指機構、無名指機構和小指機構的結構相同，且并排設置在所述固定底座的支撐底板的一側邊緣處，且上述食指機構、中指機構、無名指機構和小指機構均包括依次連接的掌指部分、近端部分和遠端部分；所述拇指機構包括依次連接的拇指掌指部分、拇指近端部分和拇指遠端部分。本發明可有效解決現有的手部康復裝置體積龐大、攜帶不便、適應性差和不能滿足手指操作空間的要求等問題，同時具有體積小巧、結構緊湊、成本低廉等優點，因而尤其適用于手部外骨骼的康復訓練。

技術領域

本發明屬于康復訓練裝置領域，更具體地，涉及一種兼容人手旋轉中心的手部外骨骼裝置。

背景技術

據不完全統計，我國的中風患病率在每10萬人口中約有550例，而在其幸存者中，約有70％-80％的病人留有殘疾，部分患者會遭遇手部運動功能障礙，為患者的生活帶來了極大的不便。另一方面，隨著社會的發展，人們對于生活質量的需求日益增加，對于康復訓練裝置的需求日益迫切。而隨著機器人及相關技術的發展，利用機器人技術輔助患者進行手指彎曲伸展以及日常抓取訓練已成為眾多研究熱點之一。

目前國內已研制出的手部康復裝置，有著體積龐大、無法隨身攜帶、對手指的適應協調性差、對穿戴過程中旋轉關節同心度要求高等缺點，給手部康復帶來了不便，所研制出一種兼容人手旋轉中心的手部外骨骼裝置有著重大而深遠的影響與現實發展意義。

由于存在上述缺陷和不足，本領域亟需做出進一步的完善和改進，設計一種手部外骨骼裝置，使其能夠避免上述缺點，滿足佩戴者的需要。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種兼容人手旋轉中心的手部外骨骼裝置，其中結合人手部大小不同且手指活動范圍大等特點，相應設計了手部外骨骼的具體結構，并通過對四個手指機構以及拇指機構中各部件的具體結構、布置方式等方面進行研究和設計，相應可有效解決現有的手部康復裝置體積龐大、攜帶不便、適應性差和不能滿足人手手指操作空間要求等問題，同時具有體積小巧、結構緊湊、成本低廉等優點，因而尤其適用于手部外骨骼的康復訓練。

為實現上述目的，本發明提供了一種兼容人手旋轉中心的手部外骨骼裝置，其特征在于，其包括固定底座、食指機構、中指機構、無名指機構、小指機構和拇指機構，其中，所述食指機構、中指機構、無名指機構和小指機構的結構相同，且并排設置在所述固定底座的支撐底板的一側邊緣處，且上述食指機構、中指機構、無名指機構和小指機構均包括依次連接的掌指部分、近端部分和遠端部分，所述掌指部分帶動上述食指機構、中指機構、無名指機構和小指機構水平移動、繞支撐底板的邊緣轉動和在支撐底板上表面轉動，所述遠端部分帶動手指彎曲或伸直；所述拇指機構包括依次連接的拇指掌指部分、拇指近端部分和拇指遠端部分，所述拇指掌指部分通過拇指連接桿連接在支撐底板的相鄰側，所述掌指部分帶動拇指機構多自由度運動，所述拇指遠端部分和拇指近端部分帶動拇指機構彎曲或伸直。

具體地，該手部外骨骼裝置手指部分機構通過連桿機構連接和傳動，穿戴時不需要患者手指旋轉關節與機構的旋轉關節重合，也能保證人手與外骨骼之間運動傳遞和力傳遞的相對準確性。且該手部外骨骼裝置能夠與手指實現不同軸運動，而且能夠適應不同大小的手掌，實現四指機構的轉動和水平移動，以及拇指機構的大范圍多自由度轉動。

進一步優選地，所述食指機構、中指機構、無名指機構和小指機構的掌指部分包括掌指關節和掌指指套，其中，所述掌指關節包括支撐底座、底座連接桿I和底座連接桿II，所述支撐底座的底部通過底座連接桿I和底座連接桿II固定在所述支撐底板上，所述支撐底座中間設置有弧形凹槽，底座連桿的底端為圓形，其通過轉軸設置在支撐底座的弧形凹槽內，所述底座連桿的頂端與第一連接桿的頂端轉動連接；所述掌指指套包括掌指指套上部和掌指指套下部，所述掌指指套上部靠近固定底座的一端與第一連接桿的底端連接，所述掌指指套上部沿手指方向還設置有一滑槽I。