外骨骼式拇指运动功能康复机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102319162A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102319162A(43)申请公布日2012.01.18(21)申请号201110215592.5(22)申请日2011.07.29(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人李继婷郑若隐张玉茹(74)专利代理机构北京慧泉知识产权代理有限公司11232代理人王顺荣唐爱华(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)A63B23/16(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称外骨骼式拇指运动功能康复机器人(57)摘要本发明涉及一种外骨骼式的拇指运动功能康复机器人，由执行部分、传动部分和驱动部分组成；执行部分分为指间关节模块、掌指关节模块和腕掌关节模块三大部分；所述腕掌关节模块中，掌骨座固定在患者的手掌和手腕上；掌骨座与掌骨座连接成30°倾角，掌骨座连接自身有45°的角度；角度传感器固连在关节水平旋转上；角度传感器与外展/内收线轮固连；可调轴承座与尺寸调节插孔固连；腕掌从动杆一端和可调轴承座形成转动副，一端和腕掌主动杆形成转动副；腕掌主动杆固定在腕掌主动轴上，主动轴与腕掌主动轴承座形成转动副。本发明实现了拇指四个自由度主被动康复；解决了由于拇指生理结构与其他四指不同而造成的不好佩戴问题，能适合不同病人佩戴。CN102396ACCNN110231916202319165A权利要求书1/1页1.一种外骨骼式的拇指运动功能康复机器人，由执行部分、传动部分和驱动部分三部分组成；其中，执行部分可以分为指间关节模块、掌指关节模块和腕掌关节模块三大部分；执行部分中的三个模块都是主要由主动轴承座、主动杆、从动杆、关节连接和指骨基座组成；指骨基座通过尼龙粘扣固定在相应指节上；而每个模块之间则通过移动轴承座与主动轴承座构成移动副，再由紧定螺钉固定完成连接；驱动部分包括装有编码器的电机、螺线轮、减速轮、主动轮和固定架，其特征在于：所述的腕掌关节模块(4)中，掌骨座(406)通过尼龙粘扣固定在患者的手掌和手腕上；掌骨座(406)上的连接孔(40601)与掌骨座连接(405)上的调整滑槽(40501)通过螺钉完成固定，通过连接孔(40601)在调整滑槽(40501)中的位置的改变来适应不同的人手尺寸；掌骨座(406)与掌骨座连接(405)成30°倾角，而掌骨座连接(405)自身又有45°的角度，这样，掌骨座连接(405)通过滚动轴承形成的被动关节连接(416)与关节水平旋转(404)形成转动副；角度传感器(417)固连在关节水平旋转(404)上；而角度传感器的内部转子则与外展/内收线轮(415)固连，从而测量外展/内收线轮(415)转过的角度，也就是拇指掌指关节的外展/内收角度；关节水平旋转(404)与外展/内收线轮(404)通过滚动轴承的配合形成转动副；驱动模块通过钢丝绳外套(8)中的钢丝绳(7)驱动外展/内收轮(415)实现该模块的水平转动；可调轴承座(414)与掌指关节模块中的尺寸调节插孔(30601)通过紧定螺钉完成固连；腕掌从动杆(412)一端通过轴与轴承和可调轴承座(414)形成转动副，一端通过轴与轴承和腕掌主动杆(411)形成转动副；腕掌主动杆(411)固定在腕掌主动轴(413)上，主动轴(413)通过轴承与腕掌主动轴承座形成转动副；第一腕掌关节连接(401)一端固定在可调轴承座(414)上，另一端通过转动销(402)与第二腕掌关节连接(403)形成铰接；第二腕掌关节连接(403)另一端固定在腕掌主动轴承座上；钢丝绳外套(8)固定在绳外套固定铜柱(408)上，而钢丝绳外套(8)内的钢丝绳(7)驱动腕掌主动杆(411)，实现该模块的弯曲和伸直运动。2.根据权利要求1所述的外骨骼式的拇指运动功能康复机器人，所述的驱动部分进一步包括一张紧机构，该张紧机构具体是由一弹性垫片及有孔的紧定螺钉组成，钢丝绳缠绕在驱动机构的电机螺线轮上，出来后与减速大轮形成“8”字缠绕后，穿过绳孔，再穿过有孔的紧定螺钉上的孔后打结；有孔的紧定螺钉与弹性垫片一起固定在减速轮的紧定螺钉孔上，这样，通过紧定螺钉的旋转与弹性垫片挤压力，保证钢丝绳张紧。2CCNN110231916202319165A说明书1/6页外骨骼式拇指运动功能康复机器人技术领域：[0001]本发明一种外骨骼式拇指运动功能康复机器人，涉及一种对手指运动功能障碍患者的手指关节进行运动功能康复训练的机器人装置，属于对运动功能障碍患者进行康复训练的设备。技术背景：[0002]手是人体最重要的结构之一，它对人类的功能及外观都显得及其重要。特别是手的运动能力是人类的日常生活和工作得以顺利进行的基本保障。然而，在生活和劳动中手的关节、骨骼、肌腱