一种仿生外骨骼康复机械手助力装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113662803A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110881509.1(22)申请日2021.08.02(71)申请人西安文理学院地址710065陕西省西安市雁塔区太白南路168号(72)发明人吴神丽任锦飞张奕凡刘凌姚梓萌梁小明贺佳王玉龙杨鹏(74)专利代理机构北京喆翙知识产权代理有限公司11616代理人范国刚(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种仿生外骨骼康复机械手助力装置及方法(57)摘要本发明公开了一种仿生外骨骼康复机械手助力装置及方法，包括手指执行机构部分、手臂辅助执行机构部分、肩部机构部分；所述手指执行机构部分通过机械手指底板与手臂辅助执行机构部分相连接，手臂辅助执行机构部分通过肘关节伺服电机进行辅助活动，肩部机构部分包括肩部伺服电机以及肩部旋转伺服电机，辅助完成相应动作。使用者通过手机APP连接电源控制手指伺服电机、肘关节伺服电机、肩部伺服电机和肩部旋转伺服电机同时动作，带动使用者手指运动，实现康复动作。本发明能够针对手部运动功能障碍患者进行康复训练，使手部失去部分人体机能的病人得到一部分肢体功能的补偿，帮助其恢复原有的运动能力，以此实现康复的目的。CN113662803ACN113662803A权利要求书1/1页1.一种仿生外骨骼康复机械手助力装置，其特征在于，包括手指执行机构部分、手臂辅助执行机构部分、肩部机构部分；所述手指执行机构部分包括有机械手指底板(19)、手指固定架(2)和拇指固定板(18)，所述拇指固定板(18)连接在机械手指底板(19)表面，手指固定架(2)通过电机座(3)固定连接有伺服电机(1)，所述伺服电机(1)通过齿轮架(4)连接有锥齿轮(4)，所述锥齿轮(5)通过掌指关节连接件(37)连接有连杆旋转板(6)，所述连杆旋转板(6)连接有长套筒(7)，所述长套筒(7)上设有螺钉(8)，所述长套筒(7)外端通过直连杆(17)连接有中套筒(9)，所述中套筒(9)通过弯连杆(10)连接有短套筒(16)，所述短套筒(16)外端连接有旋转固定板(15)，所述旋转固定板(15)通过轴承(13)连接有手指套固定板(14)，所述手指套固定板(14)外端连接有手指套(11)，手指套(11)内部连接有手指垫板(12)；所述手臂辅助执行机构部分包括小臂杆(20)和大臂杆(24)，所述小臂杆(20)与手指执行机构部分中的机械手指底板(19)相连接，所述小臂杆(20)外表面连接有小臂杆调节片(21)，所述小臂杆(20)通过小臂杆支撑件(22)连接有大臂杆(24)，所述小臂杆(20)之间设有肘关节伺服电机(23)，所述大臂杆(24)外表面上连接有大臂杆调节片(25)；所述肩部机构部分包括有臂肩连接件(38)，所述大臂杆(24)与臂肩连接件(38)相连，臂肩连接件(38)通过大臂杆支撑件(26)连接有肩部伺服电机(27)，所述臂肩连接件(38)连接有肩部连接件(29)，所述肩部连接件(29)通过肩部旋转伺服电机(28)连接有背部支撑杆(30)。2.根据权利要求1所述的一种仿生外骨骼康复机械手助力装置，其特征在于：所述座椅(31)背部连接在背部支撑杆(30)表面，座椅下端设有座椅升降杆(32)。3.根据权利要求2所述的一种仿生外骨骼康复机械手助力装置，其特征在于：所述座椅升降杆(32)连接有座椅移动片(33)，座椅移动片(33)设有底座调节弹簧(36)，可通过底座调节弹簧(36)调节座椅(31)前后位置，座椅移动片(33)与底座导轨槽(35)相连接，底座导轨槽(35)连接在可伸缩调节底座(34)上。4.根据权利要求1所述的一种仿生外骨骼康复机械手助力装置，其特征在于：所述肘关节伺服电机(23)与肩部伺服电机(27)之间可转动倾斜范围0‑90°，背部支撑杆(30)与肩部旋转伺服电机(28)保持在同一水平线上。5.一种仿生外骨骼康复机械手助力方法，其特征在于：包括如下步骤：1)使用者调节座椅移动片与座椅升降杆，调节到合适位置后，缩进调节弹簧，使身体稳定坐在座椅上；2)使用者根据自身上肢情况，调节小臂杆调节片和大臂杆调节片，使其长度与实际臂部长度相匹配。3)使用者通过调节手指部分套筒表面的螺钉，进行手指部分长度调节，使其可以匹配手指实际长度，并将自身手指套进手指套内；4)使用者通过手机APP连接电源控制机构，控制手指伺服电机、肘关节伺服电机、肩部伺服电机和肩部旋转伺服电机同时动作，产生扭矩，带动使用者手部运动；5)完成手部预设动作后，使用者通过手机APP进行控制，实现下一组康复动作的发生。2CN113662803A说明书1/4页一种仿生外骨骼康复机械手助力装