一种拇指功能康复的外骨骼机器人.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CN107432816A(43)申请公布日2017.12.05(21)申请号201710861923.X(22)申请日2017.09.21(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人张福海付宜利牟洋杨磊(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人牟永林(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y70/00(2015.01)B33Y80/00(2015.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称一种拇指功能康复的外骨骼机器人(57)摘要一种拇指功能康复的外骨骼机器人，它涉及一种外骨骼机器人。本发明解决现有的康复机械手未能充分模拟手指关节的自然运动，存在康复治疗的效果不尽人意以及不具备感知功能的问题。其中指间关节单元和掌指关节单元均采用平面导杆机构来驱动拇指的指间关节和掌指关节作屈曲或伸展运动；拇指腕骨关节单元通过掌背调整机构直接与拇指的腕骨关节对心实现腕骨关节的内收或外展运动；所述传动驱动机构采用直流电机作为动力源，绕线轮模块通过鲍登线将直流电机输出的力矩传递到指间关节单元、掌指关节单元和腕骨关节单元。本发明的拇指功能康复的外骨骼机器人适用于拇指功能康复。CN107432816ACN107432816A权利要求书1/3页1.一种拇指功能康复的外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括外骨骼执行机构和传动驱动机构，其特征在于：所述外骨骼执行机构包括指间关节单元(1)、掌指关节单元(2)、腕骨关节单元(3)和掌背调整机构(4)，其中指间关节单元(1)和掌指关节单元(2)均采用平面导杆机构来驱动拇指的指间关节和掌指关节作屈曲或伸展运动；拇指腕骨关节单元(3)通过掌背调整机构(4)直接与拇指的腕骨关节对心实现腕骨关节的内收或外展运动；所述传动驱动机构采用直流电机(5)作为动力源，绕线轮模块(7)通过鲍登线(6)将直流电机(5)输出的力矩传递到指间关节单元(1)、掌指关节单元(2)和腕骨关节单元(3)。2.根据权利要求1所述的拇指功能康复的外骨骼机器人，其特征在于：所述指间关节单元(1)包括远节指骨座(1-1)，第一关节导套(1-2)、第一关节直线轴承(1-3)、第一关节导杆(1-4)、第一关节连架杆(1-5)、第一关节端盖(1-6)、第一关节角位移传感器(1-7)、第一关节磁钢(1-8)、两个第一关节轴承(1-9)、第一关节D形轴(1-10)、第一关节线轮(1-11)、两个第一关节套管(1-12)、两个第一关节压簧(1-13)和近节指骨座(1-14)；远节指骨座(1-1)通过魔术贴固定在远节指骨上，近节指骨座(1-14)通过魔术贴固定在近节指骨上，第一关节导套(1-2)穿装固定在远节指骨座(1-1)上，第一关节直线轴承(1-3)固嵌在第一关节导套(1-2)内，第一关节导杆(1-4)的一端穿装在第一关节直线轴承(1-3)上，第一关节导杆(1-4)的另一端第一关节连架杆(1-5)的一端转动连接，第一关节连架杆(1-5)的另一端与第一关节线轮(1-11)固接，第一关节线轮(1-11)固装在第一关节D形轴(1-10)上，第一关节D形轴(1-10)通过两个第一关节轴承(1-9)安装在近节指骨座(1-14)上，第一关节磁钢(1-8)贴在第一关节D形轴(1-10)的轴端上，第一关节角位移传感器(1-7)安装在近节指骨座(1-14)的侧壁上且与第一关节磁钢(1-8)相对设置，第一关节压簧(1-13)的一端固定在近节指骨座(1-14)上，第一关节压簧(1-13)的另一端位于第一关节套管(1-12)内，第一关节端盖(1-6)固定在近节指骨座(1-14)上。3.根据权利要求2所述的拇指功能康复的外骨骼机器人，其特征在于：掌指关节单元(2)包括第二关节导套(2-2)、第二关节直线轴承(2-3)、第二关节导杆(2-4)、第二关节连架杆(2-5)、第二关节线轮(2-6)、第二关节角位移传感器(2-7)、两个第二关节轴承(2-8)、第二关节D形轴(2-9)、第二关节磁钢(2-10)、掌骨座(2-11)、掌骨指环(2-12)、第二关节端盖(2-13)、两个第二关节压簧(2-14)和两个第二关节套管(2-15)；第二关节导套(2-2)穿装固定在近节指骨座(1-14)上，第二关节直线轴承(2-3)固嵌在第二关节导套(2-2)内，第二关节导杆(2-4)的一端穿装在第二关节直线轴承(2-3)上，第二关节导杆(2-4)的另一端与第二关节连架杆(2-5)的一端转动连接，第二关节连架杆(2-5)的另一端与第二关节线轮(2-6)固接，第二关节线轮(2-6)固装在第二关节D形轴(2-9