[發(fā)明專利]智能手指外骨骼機(jī)構(gòu)及智能手指康復(fù)外骨骼機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111528220.8
• 申請(qǐng)日: 2021-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN114191253B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐晗;李益斌;徐東;張珝;周開;李曉龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02;A63B23/16;A63B71/06
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 毛姍

本發(fā)明涉及一種智能手指外骨骼機(jī)構(gòu)，包括依次向遠(yuǎn)端連接的MCP關(guān)節(jié)座、MCP弧形臂、PIP關(guān)節(jié)座和PIP弧形臂，MCP弧形臂的近端滑動(dòng)設(shè)在MCP關(guān)節(jié)座的第一弧形滑槽內(nèi)，MCP弧形臂的遠(yuǎn)端與PIP關(guān)節(jié)座固接，PIP弧形臂的近端滑動(dòng)設(shè)在PIP關(guān)節(jié)座的第二弧形滑槽內(nèi)，PIP弧形臂的遠(yuǎn)端設(shè)有連接座，連接座和PIP關(guān)節(jié)座上均設(shè)有手指連接件；連接座、PIP關(guān)節(jié)座均與手指連接件間設(shè)有壓力傳感組件，壓力傳感組件包括框架，連接座的底端固接有中層板，框架的上下兩端分別固設(shè)有上板和下板，連接座、上板、中層板和下板從上至下依次設(shè)置，框架與連接座上下活接，上板和中層板間設(shè)有上壓力傳感器，下板和中層板間設(shè)有下壓力傳感器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于外骨骼機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能手指外骨骼機(jī)構(gòu)及智能手指康復(fù)外骨骼機(jī)器人。

背景技術(shù)

康復(fù)機(jī)器人目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)替代或輔助康復(fù)治療師，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)一對(duì)一的繁重治療過程。隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，近年來穿戴式康復(fù)機(jī)器人即外骨骼機(jī)器人異軍崛起。外骨骼機(jī)器人是根據(jù)人體工學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，相當(dāng)于患者的外置骨骼，患者可以將其穿戴在肢體上輔助康復(fù)訓(xùn)練，提高患者的康復(fù)效果。但現(xiàn)有手部康復(fù)外骨骼機(jī)器人存在以下缺陷：1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件復(fù)雜，加工制造難度大；2、設(shè)備重量大，佩帶后給患者帶來額外負(fù)擔(dān)；3、只能進(jìn)行被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練，且缺少關(guān)節(jié)角度和關(guān)節(jié)力反饋，訓(xùn)練模式單一，適應(yīng)范圍窄，康復(fù)訓(xùn)練效果有限；4、不能用于輔助幫助患者完成一些基本的生活動(dòng)作，局限性大。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的手部康復(fù)外骨骼機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、佩戴不便和缺少訓(xùn)練反饋的問題，本發(fā)明提供一種智能手指外骨骼機(jī)構(gòu)及智能手指康復(fù)外骨骼機(jī)器人。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下，一種智能手指外骨骼機(jī)構(gòu)，包括依次向遠(yuǎn)端連接的MCP關(guān)節(jié)座、MCP弧形臂、PIP關(guān)節(jié)座和PIP弧形臂，所述MCP關(guān)節(jié)座上開設(shè)有第一弧形滑槽，所述MCP弧形臂的近端滑動(dòng)設(shè)置在第一弧形滑槽內(nèi)，且所述MCP弧形臂由第一驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，所述MCP弧形臂的遠(yuǎn)端與PIP關(guān)節(jié)座固定連接，所述PIP關(guān)節(jié)座上開設(shè)有第二弧形滑槽，所述PIP弧形臂的近端滑動(dòng)設(shè)置在第二弧形滑槽內(nèi)，且所述PIP弧形臂由第二驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，所述PIP弧形臂的遠(yuǎn)端設(shè)置有連接座，所述連接座和PIP關(guān)節(jié)座上均設(shè)置有手指連接件；

所述連接座與手指連接件之間，以及PIP關(guān)節(jié)座與手指連接件之間均設(shè)置有壓力傳感組件，所述壓力傳感組件包括框架和中層板，所述框架的上下兩端分別固定設(shè)置有上板和下板，所述連接座、上板、中層板和下板從上至下依次設(shè)置，所述中層板與連接座的底端固定連接，所述框架與連接座上下活動(dòng)連接，所述上板和中層板之間設(shè)置有上壓力傳感器，所述下板和中層板之間設(shè)置有下壓力傳感器。

作為優(yōu)選，所述MCP弧形臂與MCP關(guān)節(jié)座之間，以及PIP弧形臂與PIP關(guān)節(jié)座之間均設(shè)置有角度傳感組件，所述角度傳感組件包括電阻片和電刷片，兩個(gè)所述電阻片分別固定設(shè)置在第一弧形滑槽和第二弧形滑槽上，兩個(gè)所述電刷片分別固定設(shè)置在MCP弧形臂的近端和PIP弧形臂的近端，所述電刷片和電阻片彈性接觸。壓力傳感組件能夠準(zhǔn)確獲取該智能手指外骨骼機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中與手指的接觸力，結(jié)合角度傳感組件能夠準(zhǔn)確獲取該智能手指外骨骼機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中手指關(guān)節(jié)活動(dòng)的角度，使得被動(dòng)康復(fù)運(yùn)動(dòng)能夠更柔順和更精準(zhǔn)，使得主動(dòng)康復(fù)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)更加精準(zhǔn)，能夠更好的進(jìn)行主動(dòng)、抗阻訓(xùn)練，極大的提升患者手部康復(fù)的效率。

作為優(yōu)選，所述第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件的結(jié)構(gòu)相同，均包括電機(jī)和錐齒輪，所述錐齒輪與電機(jī)的輸出端傳動(dòng)連接，所述第一驅(qū)動(dòng)件的電機(jī)設(shè)置在MCP關(guān)節(jié)座上，所述第二驅(qū)動(dòng)件的電機(jī)設(shè)置在PIP關(guān)節(jié)座上，所述MCP弧形臂和PIP弧形臂的側(cè)壁上均設(shè)置有與錐齒輪嚙合的齒條。錐齒輪和齒條配合的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒條設(shè)置在MCP弧形臂和PIP弧形臂的側(cè)壁上，承載力更強(qiáng)。