[发明专利]一种外骨骼式的手部功能康复机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于创伤手指术后康复的医疗设备，具体涉及一种外骨骼式的手部功能康复机器人。

背景技术

人手是一个解剖结构极为精细且极容易受到创伤的器官，严重影响手部功能的创伤包括以下几种：手部伸屈指肌腱损伤、手指骨折、手指脱位、手指离断伤、手指及手掌软组织挫伤、和手部神经肌肉损伤等。临床上手外伤术后多需将患指固定于某体位3-4周，致使淤积于关节内肌腱周围的淤血已经形成纤维变性，这就直接导致手指关节及肌腱的粘连，在很大程度上影响了患者手部的功能。目前国内外临床上对于手外伤后手的功能改善和康复方面主要采用的方法是通过修复受损神经，解除神经压迫，以及通过健全的肌肉肌腱的移植转位来重建或改善患手的功能，但是这种康复方法治疗要求较高，难度较大，治疗后康复期长，手完成精细动作的功能恢复不理想。目前，在大关节功能训练中，连续被动活动的康复理念已逐渐被广大临床医生所接受，即通过对患肢进行全范围的连续被动活动来加速关节软骨及周围的肌腱和韧带的愈合和再生。

发明内容

本发明是为解决现有手部功能改善与康复方式存在手部康复难度大，治疗后康复期长，影响了患者手部功能的问题，进而提供一种外骨骼式的手部功能康复机器人。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明的一种外骨骼式的手部功能康复机器人包括外骨骼手指驱动机构、自适应掌背调整平台和后置式人工肌肉模块，所述外骨骼手指驱动机构包括外骨骼拇指、外骨骼食指、外骨骼中指、外骨骼无名指以及外骨骼小指，外骨骼拇指、外骨骼食指、外骨骼中指、外骨骼无名指以及外骨骼小指均主要由掌指外骨骼关节、近侧指间外骨骼关节及远侧指间外骨骼关节组成，近侧指间外骨骼关节设置在掌指外骨骼关节与远侧指间外骨骼关节之间且三者可拆卸滑动连接，自适应掌背调整平台盖合在外骨骼手指驱动机构的上表面且二者可拆卸连接，外骨骼拇指、外骨骼食指、外骨骼中指、外骨骼无名指以及外骨骼小指的指根部分别通过钢丝软轴与后置式人工肌肉模块连接，钢丝软轴的一端安装在外骨骼拇指、外骨骼食指、外骨骼中指、外骨骼无名指以及外骨骼小指的钢丝轮上，钢丝软轴的另一端安装在后置式人工肌肉模块的钢丝轮轴上。

本发明的有益效果是：

一、本发明利用关节功能锻炼的康复医学概念并结合机器人技术研制创伤手指康复机器人，有效克服传统方法的缺陷，能好地促进创伤患者的手部功能恢复，使恢复运动更加有效，恢复过程更短，康复时间缩短了30%以上，通过提供定量的测评信息还能辅助医生进行康复治疗。

二、本发明采用外骨骼技术，并依照人手的关节数目及分布情况设置了手部功能康复机器人的自由度，采用五根4自由度外骨骼手指作为手指的驱动机构，能充分对人手各手指关节进行全范围的连续被动康复训练；因此，能够充分地对手指各个关节实施连续被动康复训练，且结构紧凑，便携，制造成本降低了25%-35%；用钢丝软轴作为机器人的传动件，能将电机等部件后置到患者的小臂以此来减轻对患者腕部的负担和限制。

三、本发明基于滑动可拆卸设计的外骨骼手指的掌指外骨骼关节、近侧指间外骨骼关节和远侧指间外骨骼关节，能够实现绕手指关节中心的远心运动且作用力始终垂直于指骨，因此，能够精准地对手指各个关节实施连续被动康复训练，且不会对创伤手指关节造成挤压、牵扯等二次伤害；通过自适应掌背调整平台的设计，也能适应不同患者不同形状的掌背。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图，图2为本发明的外骨骼手指驱动机构的分解图，图3为本发明的掌指外骨骼关节的分解图，图4为本发明的近侧指间外骨骼关节的分解图，图5为本发明的远侧指间外骨骼关节的分解图，图6为本发明的自适应掌背调整平台整体结构立体图，图7为本发明的自适应掌背调整平台内部结构示意图，图8为本发明的后置式人工肌肉模块结构立体图，图9为本发明的直插式钢丝轮单元结构示意图。

具体实施方式