[发明专利]一种手指外骨骼康复机器人

说明书

本发明涉及一种手指外骨骼康复机器人，包括手背机构，以及与手背机构连接的拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，前述的拇指机构包括相互连接的近指节模块和远指节模块，食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构均包括顺次连接的近指节模块、中指节模块和远指节模块；在手背机构、拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构上均安装传感器；本发明在具有同样多自由度情况下降低了结构的复杂性，同时提高精度情况下，更接近康复训练的实际情况。

技术领域

本发明涉及一种手指外骨骼康复机器人，属于辅助脑卒中患者康复训练器械领域。

背景技术

随着生活质量和医疗水平的提高，人类的寿命不断延长，脑卒中成为了困扰许多中老年人的疾病，脑卒中患者往往伴随着手指运动障碍，而手部功能缺失会给患者的日常生活带来诸多不便，因此，帮助他们恢复手指运动具有现实意义。

康复医学研究与实践表明，坚持运动康复训练是恢复肢体运动功能的有效方法；传统的运动康复训练主要依靠康复医师牵拉患者的关节与肌肉，协助患者肢体往复运动，从而促进大脑皮层学习和强化运动功能；然而，这种方式以医师的主观经验为指导，耗时耗力，效率很低且不易在家庭操作。

目前，市场上用于手指康复训练的器材主要有：弹簧握力器、硅胶拉力器、硅胶握力圈（握力球）和木棍插板等，这些产品都要求患者的手指有一定的运动能力，只适用于康复后期的患者，然而，更多的患者需要的是功能多样，且能够覆盖康复训练各个阶段的器材。

近年来，由于机器人技术和虚拟现实技术的发展，很多大学和研究机构都对手指康复机器人进行了研究，比如美国罗格斯大学研制的Master II型力反馈数据手套、意大利比萨圣安娜大学研制的HANDEXOS、韩国东义大学研发的DULEX和一些未命名的手指康复器；这些装置要么功能单一、要么未集成传感器、要么运动方式和范围受限，因此都未能推向市场；另外，还有一些公司推出的产品，如Rehab-Robotics公司的hand of hope和意大利智能康复机器手Gloreha，但是价格昂贵；因此，手指康复机器人还有很大的改进空间。

发明内容

本发明提供一种手指外骨骼康复机器人，在具有同样多自由度情况下降低了结构的复杂性，同时提高精度情况下，更接近康复训练的实际情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种手指外骨骼康复机器人，包括手背机构，以及与手背机构连接的拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构，前述的拇指机构包括相互连接的近指节模块和远指节模块，食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构均包括顺次连接的近指节模块、中指节模块和远指节模块；

在手背机构、拇指机构、食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构上均安装传感器；

作为本发明的进一步优选，在食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构中，手背机构与近指节模块、近指节模块与中指节模块、中指节模块与远指节模块之间通过三组连杆机构进行垂直方向的活动连接，同时手背机构、近指节模块、中指节模块和远指节模块在水平方向顺次连接；

在拇指机构中，手背机构与近指节模块、近指节模块与远指节模块之间通过两组连杆机构进行垂直方向的活动连接，同时手背机构、近指节模块和远指节模块在水平方向顺次连接；

其中，相邻两组连杆机构通过直齿轮组进行紧固连接，近指节模块与手背机构通过锥齿轮组进行紧固连接；

传感器均安装在近指节模块上；

作为本发明的进一步优选，在食指机构、中指机构、无名指机构和小指机构中，手背机构与近指节模块在垂直方向通过第一连杆、第二连杆构成的联动机构进行活动连接，近指节模块与中指节模块在垂直方向通过第三连杆、第四连杆构成的联动机构进行活动连接，中指节模块与远指节模块在垂直方向通过第五连杆、第六连杆构成的联动机构进行活动连接；