一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构

1.本发明涉及医用设备技术领域，具体是一种用于手指康复的连杆结构。


背景技术：

2.近年来，运动功能障碍疾病(例如，中风等)的发病率近些年居高不下，特别是手指这种灵活的关节受到运动障碍的影响更为严重。现代医学和临床表现证明，科学有效的运动疗法是一种行之有效的治疗运动功能障碍的方法。然而由于运动疗法技术要求较高，需要专业医护人员一对一的单独进行长时间的治疗，这需要大量的专业医护人员长时间的劳动，这无疑不能满足日益增多的运动障碍患者康复训练的要求相关技术中，采用可穿戴式手指外骨骼治疗手指运动功能障碍，这可以在满足运动障碍患者康复训练的需求的同时降低医护人员的工作量。但是现有的可穿戴式手指外骨骼通常需要多个自由度(dofs)的输入，也就是需要多个电机驱动一根手指外骨骼，然而驱动电机放在地上就会大大减少手指外骨骼的便携性，放在手上则会显著增加手的重量负担。


技术实现要素：

3.本发明克服了现有的技术不足，提供了一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构。能够让每个手指只使用一个主动自由度就可获得完整的驱动，同时具有整体结构稳定、活动度大、便携性强、重量轻的优点。
4.本发明实现发明目的采用如下技术方案：
5.一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构，包括：拇指外骨骼、食指外骨骼、中指外骨骼、无名指外骨骼、小指外骨骼和固定底板。
6.进一步的，所述的拇指外骨骼包括：直线驱动器、驱动连接器、固定底座、第一连杆、第一滑杆、第二连杆、第一指套、第一绑带、第三连杆、第四连杆、第二滑杆、第二绑带和第二指套。其中，直线驱动器和驱动连接器用螺栓连接，形成铰接，驱动连接器和第一滑杆用螺栓连接，形成铰接；第一滑杆和固定底座用螺栓连接，使第一滑杆和固定底座可在一定距离内相对滑动；第一连杆和固定底座用螺栓连接，形成铰接；第一连杆和第二连杆用螺栓连接，形成铰接；第一滑杆和第二连杆用螺栓连接，形成铰接；第二连杆和第四连杆用螺栓连接，形成铰接；第四连杆和第二滑杆用螺栓连接，形成铰接；第三连杆和第二滑杆用螺栓连接，使第三连杆和第二滑杆可在一定距离内相对滑动；第一滑杆、第一指套第三连杆用螺栓连接，形成铰接；第二滑杆和第二指套用螺栓连接，形成铰接；第一绑带可穿过第一指套两侧的孔，使第一绑带和第一指套形成一个指孔来放置手指指根；第二绑带可穿过第二指套两侧的孔，使第二绑带和第二指套形成一个指孔来放置手指指尖。
7.进一步的，所述的食指外骨骼、中指外骨骼、无名指外骨骼和小指外骨骼的结构都和拇指外骨骼的结构相同。
8.进一步的，所述的固定底板包括：拇指驱动器底座、食指驱动器底座、中指驱动器底座、无名指驱动器底座、小指驱动器底座和底板。其中，拇指驱动器底座和底板用螺栓进
行固定连接，食指驱动器底座和底板用螺栓进行固定连接，中指驱动器底座和底板用螺栓进行固定连接，无名指驱动器底座和底板用螺栓进行固定连接，小指驱动器底座和底板用螺栓进行固定连接。
附图说明
9.图1是本发明总体结构图，也是本发明摘要附图；
10.图2是拇指外骨骼结构示意图；
11.图3是固定底板结构示意图；
12.图中1-直线驱动器、2-驱动连接器、3-固定底座、4-第一连杆、5-第一滑杆、6-第二连杆、7-第一指套、8-第一绑带、9-第三连杆、10-第四连杆、11-第二滑杆、12-第二绑带、13-第二指套、14-拇指驱动器底座、15-食指驱动器底座、16-中指驱动器底座、17-无名指驱动器底座、18-小指驱动器底座、19-底板。
具体实施方式
13.以下将结合附图对本发明进行详细说明
14.如图1至图3所示，本发明所阐述的一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构，包括：拇指外骨骼(i)、食指外骨骼(ii)、中指外骨骼(iii)、无名指外骨骼(iv)、小指外骨骼(v)和固定底板(vi)。
15.具体的，所述的拇指外骨骼(i)包括：直线驱动器(1)、驱动连接器(2)、固定底座(3)、第一连杆(4)、第一滑杆(5)、第二连杆(6)、第一指套(7)、第一绑带(8)、第三连杆(9)、第四连杆(10)、第二滑杆(11)、第二绑带(12)和第二指套(13)。其中，直线驱动器(1)和驱动连接器(2)用螺栓连接，形成铰接，驱动连接器(2)和第一滑杆(5)用螺栓连接，形成铰接；第一滑杆(5)和固定底座(3)用螺栓连接，使第一滑杆(5)和固定底座(3)可在一定距离内相对滑动；第一连杆(4)和固定底座(3)用螺栓连接，形成铰接；第一连杆(4)和第二连杆(6)用螺栓连接，形成铰接；第一滑杆(5)和第二连杆(6)用螺栓连接，形成铰接；第二连杆(6)和第四连杆(10)用螺栓连接，形成铰接；第四连杆(10)和第二滑杆(11)用螺栓连接，形成铰接；第三连杆(9)和第二滑杆(11)用螺栓连接，使第三连杆(9)和第二滑杆(11)可在一定距离内相对滑动；第一滑杆(5)、第一指套(7)第三连杆(9)用螺栓连接，形成铰接；第二滑杆(11)和第二指套(13)用螺栓连接，形成铰接；第一绑带(8)可穿过第一指套(7)两侧的孔，使第一绑带(8)和第一指套(7)形成一个指孔来放置手指指根；第二绑带(12)可穿过第二指套(13)两侧的孔，使第二绑带(12)和第二指套(13)形成一个指孔来放置手指指尖。
16.具体的，所述的食指外骨骼(ii)、中指外骨骼(iii)、无名指外骨骼(iv)和小指外骨骼(v)的结构都和拇指外骨骼(i)的结构相同。
17.具体的，所述的固定底板(vi)包括：拇指驱动器底座(14)、食指驱动器底座(15)、中指驱动器底座(16)、无名指驱动器底座(17)、小指驱动器底座(18)和底板(19)。其中，拇指驱动器底座(14)和底板(19)用螺栓进行固定连接，食指驱动器底座(15)和底板(19)用螺栓进行固定连接，中指驱动器底座(16)和底板(19)用螺栓进行固定连接，无名指驱动器底座(17)和底板(19)用螺栓进行固定连接，小指驱动器底座(18)和底板(19)用螺栓进行固定连接。
18.本发明的工作过程：
19.工作时，患者将患肢的拇指穿过拇指外骨骼(i)的两个指孔，将患肢的食指穿过食指外骨骼(ii)的两个指孔，将患肢的中指穿过中指外骨骼(iii)的两个指孔，将患肢的无名指穿过无名指外骨骼(iv)的两个指孔，将患肢的小指穿过小指外骨骼(v)的两个指孔，当患者需要张开手掌时，直线驱动器(1)会往回缩进，通过各连杆的运动，使第一滑杆(5)和第二滑杆(11)往回滑动，从而帮助患者张开手掌；当患者需要握拳时，直线驱动器(1)会往前推进，通过各连杆的运动，使第一滑杆(5)和第二滑杆(11)往前滑动，从而帮助患者收缩拳头。
20.以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。


技术特征：
1.一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构，包括：拇指外骨骼（i）、食指外骨骼（ii）、中指外骨骼（iii）、无名指外骨骼（iv）、小指外骨骼（v）和固定底板（vi）；其特征在于，拇指外骨骼（i）和固定底板（vi）通过螺栓连接，食指外骨骼（ii）和固定底板（vi）通过螺栓连接，中指外骨骼（iii）和固定底板（vi）通过螺栓连接，无名指外骨骼（iv）和固定底板（vi）通过螺栓连接，小指外骨骼（v）和固定底板（vi）通过螺栓连接。2.根据权利要求 1 所述的一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构，其特征在于，所述的拇指外骨骼（i）包括：直线驱动器（1）、驱动连接器（2）、固定底座（3）、第一连杆（4）、第一滑杆（5）、第二连杆（6）、第一指套（7）、第一绑带（8）、第三连杆（9）、第四连杆（10）、第二滑杆（11）、第二绑带（12）和第二指套（13）；其中，直线驱动器（1）和驱动连接器（2）用螺栓连接，形成铰接；驱动连接器（2）和第一滑杆（5）用螺栓连接，形成铰接；固定底座（3）和第一滑杆（5）用螺栓连接，使固定底座（3）和第一滑杆（5）可在一定距离内相对滑动；固定底座（3）和第一连杆（4）用螺栓连接，形成铰接；第一连杆（4）和第二连杆（6）用螺栓连接，形成铰接；第一滑杆（5）和第二连杆（6）用螺栓连接，形成铰接；第二连杆（6）和第四连杆（10）用螺栓连接，形成铰接；第四连杆（10）和第二滑杆（11）用螺栓连接，形成铰接；第三连杆（9）和第二滑杆（11）用螺栓连接，使第三连杆（9）和第二滑杆（11）可在一定距离内相对滑动；第一滑杆（5）、第一指套（7）第三连杆（9）用螺栓连接，形成铰接；第二滑杆（11）和第二指套（13）用螺栓连接，形成铰接；第一绑带（8）可穿过第一指套（7）两侧的孔，使第一绑带（8）和第一指套（7）形成一个指孔来放置手指指根；第二绑带（12）可穿过第二指套（13）两侧的孔，使第二绑带（12）和第二指套（13）形成一个指孔来放置手指指尖。3.根据权利要求 1 所述的一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构，其特征在于，所述的食指外骨骼（ii）、中指外骨骼（iii）、无名指外骨骼（iv）和小指外骨骼（v）的结构都和拇指外骨骼（i）的结构相同。4.根据权利要求 1 所述的一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构，其特征在于，所述的固定底板（vi）包括：拇指驱动器底座（14）、食指驱动器底座（15）、中指驱动器底座（16）、无名指驱动器底座（17）、小指驱动器底座（18）和底板（19）；其中，拇指驱动器底座（14）和底板（19）用螺栓进行固定连接，食指驱动器底座（15）和底板（19）用螺栓进行固定连接，中指驱动器底座（16）和底板（19）用螺栓进行固定连接，无名指驱动器底座（17）和底板（19）用螺栓进行固定连接，小指驱动器底座（18）和底板（19）用螺栓进行固定连接。

技术总结
本发明是一种新型单自由度手指外骨骼康复连杆结构，用于手指的康复治疗，涉及医用设备技术领域。现有的可穿戴式手指外骨骼通常需要多个驱动电机驱动同一根手指外骨骼，然而驱动电机放在地上就会大大减少手指外骨骼的便携性，放在手上则会显著增加手的重量负担。所以本发明为了增加便携性和减轻手的重量负担，设计了一种连杆机构，这个机构的每根手指外骨骼只需要一个主动自由度的输入，便可带动手指进行弯曲和伸直的康复运动，大大增加了便携性，也减轻了手的重量负担。也减轻了手的重量负担。也减轻了手的重量负担。


技术研发人员：王沫楠 彭梓林 徐志坚
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2022.06.18
技术公布日：2022/9/13