[發明專利]一種具有內收外展功能的手指康復機器人

在審

• 申請號: 201910236546.X
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109771222A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 王洪波;牛寶山;關博;李云貴;嚴浩;田宇;胡新宇;張楠
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;B25J11/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王海燕

本發明公開一種具有內收外展功能的手指康復機器人，涉及康復醫療設備技術領域，包括機架、四指屈曲/伸展運動組件、四指內收/外展運動組件、拇指運動組件和小臂支撐組件；四指屈曲/伸展運動組件包括直線滑臺底板、曲展電機以及絲杠螺母機構；絲杠螺母機構的絲杠上方設有手指運動軌跡約束板；四指內收/外展運動組件包括收展電機、擺動撥盤、短連桿和長連桿；拇指運動組件包括拇指運動電機、拇指運動主動帶輪、拇指運動同步帶、拇指運動從動帶輪、以及拇指套組件；本發明能夠實現四指的屈曲/伸展運動，四指的內收/外展運動，機構柔性好，不會造成二次傷害，康復效果好，且性價比高。

技術領域

本發明涉及康復醫療設備技術領域，特別是涉及一種具有內收外展功能的手指康復機器人。

背景技術

腦卒中俗稱“中風”，是老年人很容易患上的腦血管疾病，也是引起老年人肢體運動障礙甚至偏癱的重要病因之一。據衛生部統計在我國的各類殘疾與創傷中，作為人類最精巧的器官之一的手指創傷所占有的比例大概為13％，患者數高達1000萬以上。

患者手指康復訓練多依據連續被動活動(CPM)理論開展，即通過對受傷手指的連續被動訓練達到治療目的。具體過程是由康復醫師對患者進行一對一的肢體接觸訓練，通過大量重復性的訓練動作，對患者受損的腦部進行持續的刺激，修復其神經系統。但這種人工訓練方式增大了康復醫師的勞動強度，也占用了大量社會資源，且成本較高。將機器人應用到患者手指康復過程中，代替醫師對患者進行更科學有效的康復訓練，能夠有效緩解醫師的壓力，是未來的發展方向。

手指康復機器人作為一種新興的、高科技的產業，其研究應用正在不斷創新，不斷突破，包括機械結構的創新設計，控制策略的多樣化，人機一體化等等。然而，康復機器人的設計作為一種綜合的、交叉性的學科，涉及機械、電子、控制理論、生物醫學等領域，還存在諸多問題，歸納為以下幾點：

(1)柔性差

手是人類最重要的器官之一，可以說人類絕大部分工作的完成都離不開手，所以手指的康復需要得到全方位的訓練，不僅僅包括四指屈曲/伸展運動，還包括四指的內收/外展運動。而現在的絕大多數手指康復機器人所能完成的訓練形式較為單一，主要是四指的屈曲/伸展運動，所以康復效果有待提高。另一方面，手指康復訓練機器人柔性差，只會強硬的帶動人的手指進行運動，不能完全吻合人手指末端的運動軌跡，容易造成二次傷害。

(2)訓練模式單一

手指的康復訓練一般有兩種訓練模式，即被動訓練模式和主動訓練模式。在康復訓練初期，由于患者不能夠自主訓練，需要依靠外部力量進行輔助訓練，即被動訓練。這一階段是對整個肌肉和神經進行可塑性訓練，經過一段時間的康復訓練之后，患者手部具備了一定的自主活動意識，接著下一階段就是對手指進行主動訓練。臨床研究表明，加強患者主動運動意愿對于患者的康復有促進作用，在康復的過程中，充分利用人機交互作用，加強患者的主動運動意識，能夠促進受損神經的康復，并且也有利于患者樹立自信心，使得康復過程變得高效，有效。然而現在的大多數康復機器人只能完成第一個階段，使得患者過度依賴被動訓練過程，致使康復效果不太理想。

(3)性價比低

功能齊全的手指康復訓練機器人大都價格昂貴；價格低者，訓練模式單一，不能達到較好的治療效果，并且有些康復機器人機械結構復雜，操作繁瑣，給患者的使用帶來了不便。

發明內容

本發明針對現有技術中的手指康復機器人的柔性差、自由度單一的缺陷，提供一種可以進行多種自由度訓練，且能夠柔性適應人手指末端運動軌跡的具有四指內收/外展功能的手指康復機器人，提高了康復效果和康復過程中的舒適性和安全性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：