专利名称：穿戴式手指功能训练器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模仿人体手指对指运动的穿戴式外骨骼手功能训练器，尤其是一种用于脑卒中患者手功能障碍早期及恢复期的康复训练器。
背景技术：
一双健康的手在人的生活当中占据了非常重要的地位，然而对于一些老年人以及身体受到外部损伤导致手部发生痉挛以及其他伤害的时候，就对患者的生活造成了极大的困难。同时手部损伤的治疗难度很大，治疗后康复训练受到很大的局限。对于传统意义上的手部康复治疗一般都是通过患者定期到医院借助一些相对比较大的手部训练器进行对手的康复训练。国内四肢康复设备的研究起步较晚，在此领域展开研究的主要有清华大学、上海交通大学、复旦大学、哈尔滨工业大学等。目前，七自由度假手模拟装置已设计完成神经信息的提取正在进行动物试验，信息的整合与控制电路的设计进展顺利。但目前的成型产品很难完全满足患者的要求。上肢康复设备中应用范围仅限于局部关节，且智能化程度不高、穿戴性较差。国外针对偏瘫上肢的重复训练，1991年MIT设计完成了第一台上肢康复训练机器人系MIT-MANUS [8]，与一般工业机器人不同，MIT-MANUS尽管在机械方面考虑到了安全性、稳定性以及患者近距离物理接触的柔顺性，但不具有穿戴性.发明内容本实用新型是要提供一种穿戴式手指功能训练器，该训练器结构简单，体积小，方便携带，使患者能够在家里以及社区可以随时随地进行康复训练。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种穿戴式手指功能训练器，包括背部支撑板，手指机构，四指驱动机构，拇指驱动机构，其特点是:背部支撑板的前部固定连接手指机构，用于固定放置患者的手；背部支撑板的上面以及一侧安装四指驱动机构，用于驱动患者四指的运动；背部支撑板的一侧通过连接拇指固定板连接拇指驱动机构，用于驱动患者的拇指运动，实现与四指的对指运动。四指驱动机构包括电机，第一斜齿轮，第二斜齿轮，齿轮箱内连接杆，小齿轮，半弧齿轮，齿轮箱外连接杆，驱动齿轮，其中，电机安装在背部支撑板上，并通过背部支撑板上齿轮箱内第一斜齿轮与齿轮箱内连接杆上的第二斜齿轮啮合连接，齿轮箱内连接杆另一端上的小齿轮与半弧齿轮啮合连接，半弧齿轮与齿轮箱外连接杆连接，齿轮箱外连接杆两端分别固定连接驱动齿轮，驱动齿轮通过传送带与手指机构上的传动齿轮传动连接。手指机构包括四根手指，四根手指终端连接件，指间连接件，四指传动杆，传动轴，四指带动杆，手指近端连接杆，第一手指远端连接杆，第二手指远端连接件，连杆，指间传动杆，手指支架，其中，四根手指与四根手指终端连接件通过曲线滑杆相连接，四根手指终端连接件通过指间连接件固定连接在一起；四指传动杆通过手指近端连接杆、第一手指远端连接杆和第二手指远端连接件与手指支架连接；四根手指终端通过四指带动杆与传动轴相连接；传动轴固定在手指支架的两侧，并通过连杆与四指传动杆连接，四指传动杆与传动齿轮相连接。拇指驱动机构包括直线电机，拇指固定板，直线电机固定架，连杆机构，直线电机通过两个直线电机固定架固定在拇指固定板上，并通过一个联动器与驱动连杆机构连接；连杆机构包括推杆，推杆联动杆，拇指，拇指连接架，推杆联动杆通过拇指连接架与拇指连接。本实用新型的有益效果是:本实用新型的背部支撑板的前部固定连接手指机构，用于固定放置患者的手；背部支撑板的上面以及一侧安装四指驱动机构，用于驱动患者四指的运动；背部支撑板的一侧通过连接拇指固定板连接拇指驱动机构，用于驱动患者的拇指运动，实现与四指的对指运动。因此，本发明能够完成拇指和食指的对指运动，食指机构的运动速度可根据患者自身的康复情况设定。同时该机构的可穿戴功能可通过穿戴手套与手部相连接实现。本实用新型结构简单， 质量轻，携带方便，可供患者在家里社区随时进行手部的训练。
图1是本实用新型的结构立体示意图；图2是背部支撑板支架结构示意图；图3是四指驱动机构立体示意图；图4是手指机构立体示意图；图5是拇指机构立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例详细介绍本实用新型的具体内容。如图1至图5所示，本发明的穿戴式手功能康复训练器，包括背部支撑板22，手指机构B，四指驱动机构C，拇指驱动机构D等。背部支撑板22的前部固定连接手指机构B，用于固定放置患者的手；背部支撑板22的上面以及一侧安装四指驱动机构C，用于驱动患者四指的运动；背部支撑板22的一侧通过连接拇指固定板23连接拇指驱动机构D，用于驱动患者的拇指运动，实现与四指的对指运动。背部支撑板(图2)、背部支撑板22后方为一套环将背部支撑板支架固定在手上，背部支撑板22上方固定一个齿轮箱，用于连接电机控制。如图3所示，四指驱动机构C包括电机32，第一斜齿轮34，第二斜齿轮38，齿轮箱内连接杆35，小齿轮37，半弧齿轮36，齿轮箱外连接杆33，驱动齿轮39等。电机32安装在背部支撑板22上，并通过背部支撑板上齿轮箱内第一斜齿轮34与齿轮箱内连接杆35上的第二斜齿轮38啮合连接，齿轮箱内连接杆35另一端上的小齿轮37与半弧齿轮36啮合连接，半弧齿轮36与齿轮箱外连接杆33连接，齿轮箱外连接杆33由两个背部支撑板支架31固定在背部支撑板22上，齿轮箱外连接杆33两端分别固定连接驱动齿轮39，驱动齿轮39通过传送带与手指机构B上的传动齿轮21传动连接。如图4所示，手指机构B包括四根手指(食指2、中指4、无名指8、小指7)，四根手指终端连接件(食指终端连接件1、中指终端连接件3、无名指终端连接件5、小指终端连接件6，指间连接件16，四指传动杆18，传动轴19，四指带动杆17，手指近端连接杆10，第一手指远端连接杆11，第二手指远端连接件12，连杆13，指间传动杆15，手指支架9等。四根手指与四根手指终端连接件通过曲线滑杆相连接，四根手指终端连接件通过指间连接件16固定连接在一起；四指传动杆18通过手指近端连接杆10、第一手指远端连接杆11和第二手指远端连接件12与手指支架9连接；四根手指终端通过四指带动杆17与传动轴19相连接；传动轴19固定在手指支架9的两侧，并通过连杆13与四指传动杆18连接，四指传动杆18与传动齿轮21相连接。如图5所示，拇指驱动机构D包括直线电机24，拇指固定板23，直线电机固定架25,连杆机构,直线电机24通过两个直线电机固定架25固定在拇指固定板23上,并通过一个联动器与驱动连杆机构连接；连杆机构包括推杆29，推杆联动杆30，拇指27，拇指连接架28，推杆联动杆30通过拇指连接架28与拇指27连接。本实用新型的功能描述如下:(I)四指训练控制:参见图3，图4，通过肌肉信号或者声音的控制，控制电机32驱动，背部支撑板上的电机连接第一斜齿轮34，电机32驱动第二斜齿轮38的转动，第一斜齿轮34的转动会带动齿轮箱内连接杆35上第二斜齿轮38的转动，齿轮箱内连接杆35穿过固定在背部支撑板上的齿轮箱，同时齿轮箱内连接杆的另一端有一个小齿轮37，小齿轮37与半弧齿轮36相配合，半弧齿轮36与齿轮箱外连接杆33相配合，外连接杆33由两个背部支撑板支架31固定，。背部支撑板22上的传动齿轮21通过传送带与四指上的传动轴19相连接，四指带动杆17与传动轴19相连接，穿过四指传动杆18。指间连接件16将四根手指近端连接起来，电机驱动齿轮与传动轴的运动四指传动杆的运动，通过手指近端连接杆10、指间传动杆15、第一手指远端连接 杆11和第二手指远端连接件12从而驱动手指支架进行仿生运动运动。从而带动四根手指的运动。(2)拇指训练控制参见图5，通过肌电信号或者声音的控制，控制拇指固定板23上直线电机24，由于直线电机24通过直线电机固定架25固定在拇指固定板23上，因此直线电机24固定不动，直线电机24驱动推杆29向前运动，推杆29的运动驱动推杆联动杆30向前向下运动，由于推杆联动杆30通过拇指连接架28与拇指27连接，因此拇指27的运动随推杆联动杆30的运动而运动。
权利要求1.一种穿戴式手指功能训练器，包括背部支撑板(22)，手指机构(B)，四指驱动机构(C)，拇指驱动机构(D)，其特点是:背部支撑板(22)的前部固定连接手指机构(B)，用于固定放置患者的手；背部支撑板(22)的上面以及一侧安装四指驱动机构(C)，用于驱动患者四指的运动；背部支撑板(22)的一侧通过连接拇指固定板(23)连接拇指驱动机构(D)，用于驱动患者的拇指运动，实现与四指的对指运动。
2.根据权利要求1所述的穿戴式手指功能训练器，其特征在于:所述四指驱动机构(C)包括电机(32)，第一斜齿轮(34)，第二斜齿轮(38)，齿轮箱内连接杆(35)，小齿轮(37)，半弧齿轮(36 )，齿轮箱外连接杆(33 )，驱动齿轮(39 )，其中，电机(32 )安装在背部支撑板(22 )上，并通过背部支撑板上齿轮箱内第一斜齿轮(34)与齿轮箱内连接杆(35)上的第二斜齿轮(38)啮合连接，齿轮箱内连接杆(35)另一端上的小齿轮(37)与半弧齿轮(36)啮合连接，半弧齿轮(36)与齿轮箱外连接杆(33)连接，齿轮箱外连接杆(33)两端分别固定连接驱动齿轮(39 )，驱动齿轮(39 )通过传送带与手指机构(B )上的传动齿轮(21)传动连接。
3.根据权利要求1所述的穿戴式手指功能训练器，其特征在于:所述手指机构(B)包括四根手指，四根手指终端连接件，指间连接件(16)，四指传动杆(18)，传动轴(19)，四指带动杆(17)，指近端连接杆(10)，第一手指远端连接杆(11)，第二手指远端连接件(12)，连杆(13)，指间传动杆(15)，手指支架(9)，其中， 四根手指与四根手指终端连接件通过曲线滑杆相连接，四根手指终端连接件通过指间连接件(16)固定连接在一起；四指传动杆(18)通过手指近端连接杆(10)、第一手指远端连接杆(11)和第二手指远端连接件(12)与手指支架(9)连接；四根手指终端通过四指带动杆(17)与传动轴(19)相连接；传动轴(19)固定在手指支架(9)的两侧，并通过连杆(13)与四指传动杆(18)连接，四指传动杆(18)与传动齿轮(21)相连接。
4.根据权利要求1所述的穿戴式手指功能训练器，其特征在于:所述拇指驱动机构(D)包括直线电机(24)，拇 指固定板(23)，直线电机固定架(25)，连杆机构，直线电机(24)通过两个直线电机固定架(25)固定在拇指固定板(23)上，并通过一个联动器与驱动连杆机构连接；连杆机构包括推杆(29)，推杆联动杆(30)，拇指(27)，拇指连接架(28)，推杆联动杆(30 )通过拇指连接架(28 )与拇指(27 )连接。
专利摘要本实用新型涉及一种穿戴式手指功能训练器，包括背部支撑板，手指机构，四指驱动机构，拇指驱动机构，其特点是背部支撑板的前部固定连接手指机构，用于固定放置患者的手；背部支撑板的上面以及一侧安装四指驱动机构，用于驱动患者四指的运动；背部支撑板的一侧通过连接拇指固定板连接拇指驱动机构，用于驱动患者的拇指运动，实现与四指的对指运动。本实用新型能够完成拇指和食指的对指运动，食指机构的运动速度可根据患者自身的康复情况设定。同时该机构的可穿戴功能可通过穿戴手套与手部相连接实现。本实用新型结构简单，质量轻，携带方便，可供患者在家里社区随时进行手部的训练。
文档编号A61H1/02GK203139036SQ201320028940
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者胡鑫, 苏鹏飞, 喻洪流, 张颖, 李秀芝, 陈娜, 李继才 申请人:上海理工大学