[發明專利]一種剛柔耦合式外骨骼手康復訓練裝置

在審

• 申請號: 201811468078.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109363893A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 孟青云;昌贏;喻貝貝;石文韜;馬鎖文
• 申請（專利權）人: 上海健康醫學院
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種剛柔耦合式外骨骼手康復訓練裝置，包括控制單元、電機驅動單元、力傳動單元以及手部執行單元；其中，控制單元的輸出端連接于電機驅動單元；力傳動單元一端連接于電機驅動單元，力傳動單元另一端連接于手部執行單元；手部執行單元的輸出端與患者患手指接觸，通過力傳動單元將驅動力傳動給患手指進行屈伸動作。本發明采用剛柔耦合驅動，運動傳動精準、無剛性沖擊、同時具有剛性機構安全保護；本發明的驅動單元與控制單元均后置于前臂，能減輕患者手部的穿戴負擔，重量輕，便攜易穿戴；本發明采用直線推桿電機配合關節扭簧進行手部伸展與手部屈伸動作；本發明有按鍵控制與語音控制兩種模式，能為患者提供多種康復方式，操作簡單，適合手功能障礙患者社區康復和家庭康復。

技術領域

本發明涉及康復醫療機器人技術領域，尤其涉及一種剛柔耦合式外骨骼手康復訓練裝置。

背景技術

腦卒中作為老齡人群的高發病之一，其發病率、致殘率和復發率都很高。腦卒中病發后，常伴隨多種功能損傷，如語言功能、上肢運動功能、下肢運動功能等，其中上肢運動功能損傷較多。而手作為人正常生活活動中不可或缺的一部分，且手部功能占上肢功能的90％，可見手部康復的重要性。傳統的康復治療采用的是物理治療師對患者進行一對一或者一對多的康復治療。基于如今康復需求，手部康復機器人現已有大量研究人員對此進行研發。

國內外已得到實際應用的手部康復機器人基本上體積較大，如FESTO公司的EXOHAND機器人和上海羿升公司的氣動式手部康復機器人。患者只能在指定地點進行康復訓練，此類產品明顯降低了患者康復的時效性。

經檢索文獻發現，公開號為CN105496728A的專利公開了一種用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，該手套能夠輔助手功能障礙患者進行康復訓練，但該裝置存在一定缺點：1)裝置整體體積較大，不具備攜帶性，患者只能在對應醫療機構才能進行訓練；2)采用單個電機的正反轉來帶動手指的屈伸，使得繩索在運動過程中產生回程誤差，導致手指不能正常運動。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種剛柔耦合式外骨骼手康復訓練裝置，其結構簡單，質量輕便，體積小，操作方便，可供患者在室外或者家中進行康復訓練和日常生活輔助，達到最終恢復患者手部運動功能的目的。

為實現上述目的，本發明提供了一種剛柔耦合式外骨骼手康復訓練裝置，它包括控制單元、電機驅動單元、力傳動單元以及手部執行單元；其中，所述控制單元的輸出端連接于所述電機驅動單元；所述力傳動單元一端連接于所述電機驅動單元，所述力傳動單元另一端連接于所述手部執行單元；所述手部執行單元的輸出端與患者患手指接觸，通過所述力傳動單元將驅動力傳動給患手指進行屈伸動作；

所述手部執行單元包括手部掌板、手部蓋板、掌指關節卷簧、掌指關節連桿卷簧、掌指關節連桿、掌指關節滑輪、掌指關節導向滑輪、掌指關節固定架、關節綁帶、近端指間關節連桿、近端指間關節固定架、近端指間關節卷簧、近端指間關節導向滑輪、關節軸承、橫向軸。所述橫向軸安裝于所述手部掌板、所述掌指關節滑輪、所述掌指關節卷簧與所述掌指關節連桿連接于所述橫向軸上，所述掌指關節導向滑輪與所述掌指關節連桿卷簧分別連接于掌指關節連桿兩側，所述掌指關節連桿連接于所述掌指關節固定架，所述近端指間關節連桿與所述掌指關節固定架和所述近端指間關節固定架連接，所述近端指間關節卷簧與所述近端指間關節導向滑輪分別連接于近端指間關節連桿兩側，所述近端指間關節固定架與所述近端指間關節連桿連接；

所述電機驅動單元包括前臂支撐架、直線推桿電機、前臂綁帶；其中，所述直線推桿電機的推桿端與所述鋼絲繩連接，所述直線推桿電機末端固定于所述電機前臂支撐架上，所述直線推桿電機末端與所述控制單元連接；