技术特征：
1.一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，主要包括指骨壳机构（1）、驱动机构（2）与固定机构（3），其特征在于：所述指骨壳机构（1）包括四指指骨壳机构（11）、拇指指骨壳机构（12）、伸肌腱线（13）、屈肌腱线（14）、展收腱线（15）与指骨滑块（16）；所述驱动机构（2）包括四指伸展驱动机构（21）、四指屈曲驱动机构（22）、拇指伸展驱动机构（23）、拇指屈曲驱动机构（24）与指骨展收驱动机构（25）；所述固定机构（3）包括手背板（31）、手掌板（32）、第一固定带（33）、第二固定带（34），患者佩戴时通过第一固定带（33）和第二固定带（34）将手背板（31）和手掌板（32）贴合在患者手掌两侧；所述四指指骨壳机构（11）的单个手指均包括远节指骨壳（111）、中节指骨壳（112）、近节指骨壳（113）；拇指指骨壳机构（12）包括拇指远节指骨壳（121）、拇指近节指骨壳（122），在每个指骨壳横截面开设四个腱线孔，用于穿入伸肌腱线（13）与屈肌腱线（14）；所述四指指骨壳机构（11）中的远节指骨壳（111）、中节指骨壳（112）、近节指骨壳（113）依次铰接；拇指指骨壳机构（12）中的拇指远节指骨壳（121）与拇指近节指骨壳（122）铰接，四指的近节指骨壳（113）与手背四指掌骨部分（311）通过球面副铰接，拇指近节指骨壳（122）与手背拇指掌骨部分（312）通过球面副铰接。2.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，所述四指指骨壳机构（11）中的远节指骨壳（111）与中节指骨壳（112）、拇指指骨壳机构（12）中的拇指远节指骨壳（121）与拇指近节指骨壳（122）的侧面均开设t型滑槽，t型滑槽中装有指骨滑块（16）；拇指近节指骨壳（122）和食指、无名指、小指的近节指骨壳（113）上分别固接有拇指展收驱动件（253）、食指展收驱动件（254）、无名指展收驱动件（255）、小指展收驱动件（256）。3.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，所述四指伸展驱动机构（21）包括第一伸肌腱线缠绕件（211）、第一轴承（212）、第一小型减速电机（213）、第一伸展从动齿轮（214）、第一伸展主动齿轮（215）、伸肌腱线（13），其中第一小型减速电机（213）与第一伸展主动齿轮（215）同轴线连接，第一伸展从动齿轮（214）与第一伸肌腱线缠绕件（211）同轴线连接，伸肌腱线（13）缠绕在第一伸肌腱线缠绕件（211）上；所述四指屈曲驱动机构（22）包括第一屈肌腱线缠绕件（221）、第二轴承（222）、第二小型减速电机（223）、第一屈曲从动齿轮（224）、第一屈曲主动齿轮（225）、屈肌腱线（14），其中第二小型减速电机（223）与第一屈曲主动齿轮（225）同轴线连接，第一屈曲从动齿轮（224）与第一屈肌腱线缠绕件（221）同轴线连接，屈肌腱线（14）缠绕在第一屈肌腱线缠绕件（221）上；所述第一伸肌腱线缠绕件（211）为阶梯形圆柱结构，结构中设有第一上肋板（2114）、第一隔板层（2112）、第一下肋板（2115），一共开设了八个腱线孔用于穿入穿出四根腱线，其中第一上肋板（2114）开设四个腱线孔、第一下肋板（2115）开设四个腱线孔，第一隔板层（2112）置于第一上肋板（2114）与第一下肋板（2115）之间，防止第一上肋板（2114）的腱线孔与第一下肋板（2115）的腱线孔穿入穿出的腱线缠绕杂乱，第一上肋板（2114）、第一下肋板（2115）的边缘开设第一腱线凹槽（2113）便于缠绕件运动时所带动的腱线缠绕，第一伸肌腱线缠绕件（211）的第一连接轴（2111）与第一轴承（212）过盈配合，所述第一屈肌腱线缠绕件（221）与所述第一伸肌腱线缠绕件（211）的结构相同。4.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，食指指骨壳机构的伸肌腱线（13）从远节指骨壳（111）开始穿入，依次穿入中节指骨壳（112）、近节指骨
壳（113）、手背板（31）、第一伸肌腱线缠绕件（211），从第一伸肌腱线缠绕件（211）开始穿出，依次穿出手背板（31）、近节指骨壳（113）、中节指骨壳（112）、远节指骨壳（111），最后与远节指骨壳（111）处的伸肌腱线（13）穿入段相连接形成闭环；食指指骨壳机构的屈肌腱线（14）从远节指骨壳（111）开始穿入，依次穿入中节指骨壳（112）、近节指骨壳（113）、手掌板（32）、第一屈肌腱线缠绕件（221），从第一屈肌腱线缠绕件（221）开始穿出，依次穿出手掌板（32）、近节指骨壳（113）、中节指骨壳（112）、远节指骨壳（111），最后与远节指骨壳（111）处的屈肌腱线（14）穿入段相连接形成闭环，四指指骨壳机构（11）中的无名指指骨壳机构、中指指骨壳机构和小指指骨壳机构的穿线方式与食指指骨壳机构的穿线方式相同。5.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，所述拇指伸展驱动机构（23）包括第二伸肌腱线缠绕件（231）、第三轴承（232）、第三小型减速电机（233）、第二伸展从动齿轮（234）、第二伸展主动齿轮（235）、伸肌腱线（13），其中第三小型减速电机（233）与第二伸展主动齿轮（235）同轴线连接，第二伸展从动齿轮（234）与第二伸肌腱线缠绕件（231）同轴线连接，伸肌腱线（13）缠绕在第二伸肌腱线缠绕件（231）上；所述拇指屈曲驱动机构（24）包括第二屈肌腱线缠绕件（241）、第四轴承（242）、第四小型减速电机（243）、第二屈曲从动齿轮（244）、第二屈曲主动齿轮（245）、屈肌腱线（14），其中第四小型减速电机（243）与第二屈曲主动齿轮（245）同轴线连接，第二屈曲从动齿轮（244）与第二屈肌腱线缠绕件（241）同轴线连接，屈肌腱线（14）缠绕在第二屈肌腱线缠绕件（241）上；所述第二伸肌腱线缠绕件（231）为阶梯形圆柱结构，结构中设有中间肋板（2312），中间肋板（2312）一侧开设一对腱线孔用于穿入穿出伸肌腱线（13），另一侧设有第二腱线凹槽（2313）便于缠绕件运动时所带动的腱线缠绕，第二伸肌腱线缠绕件（231）的第二连接轴（2311）与第三轴承（232）过盈配合，所述的第二屈肌腱线缠绕件（241）与所述的第二伸肌腱线缠绕件（231）结构相同。6.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，所述拇指指骨壳机构（12）的伸肌腱线（13）从拇指远节指骨壳（121）开始穿入，依次穿入拇指近节指骨壳（122）、第二伸肌腱线缠绕件（231），从第二伸肌腱线缠绕件（231）开始穿出，依次穿过拇指近节指骨壳（122）、拇指远节指骨壳（121），最后与拇指远节指骨壳（121）处的伸肌腱线（13）穿入段相连接形成闭环；所述拇指指骨壳机构（12）的屈肌腱线（14）从拇指远节指骨壳（121）开始穿入，依次穿入拇指近节指骨壳（122）、第二屈肌腱线缠绕件（241），从第二屈肌腱线缠绕件（241）开始穿出，依次穿过拇指近节指骨壳（122）、拇指远节指骨壳（121），最后与拇指远节指骨壳（121）处的屈肌腱线（14）穿入段相连接形成闭环。7.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，所述指骨展收驱动机构（25）包括：第一指骨展收驱动件（251）、第二指骨展收驱动件（252）、拇指展收驱动件（253）、食指展收驱动件（254）、无名指展收驱动件（255）、小指展收驱动件（256）、第五小型减速电机（257）、第一展收从动齿轮（258）、第二展收从动齿轮（259）、展收主动齿轮（2511）、惰轮轴（2512）、第五轴承（2513）、第六轴承（2514）、展收腱线（15），第五小型减速电机（257）与展收主动齿轮（2511）同轴线连接，第一展收从动齿轮（258）与第一指骨展收驱动
件（251）同轴线连接、第二展收从动齿轮（259）与第二指骨展收驱动件（252）同轴线连接，展收腱线（15）依次穿过第一指骨展收驱动件（251）、第二指骨展收驱动件（252）与拇指展收驱动件（253）、食指展收驱动件（254）、无名指展收驱动件（255）、小指展收驱动件（256）；所述第一指骨展收驱动件（251）整体为阶梯圆柱结构，结构中设置第二隔板层（2516），第二隔板层（2516）上方为第二上肋板（2517）、下方为第二下肋板（2518），共开设八个腱线孔，其中第二上肋板（2517）左右各一对腱线孔、第二下肋板（2518）左右各一对腱线孔，用于穿入穿出展收腱线（15），下方设置第三连接轴（2515）与第五轴承（2513）过盈配合；所述食指展收驱动件（254）整体为阶梯圆柱结构、结构中开设两对腱线孔、左右各一对；所述的第二指骨展收驱动件（252）与所述的第一指骨展收驱动件（251）结构相同，所述的拇指展收驱动件（253）、无名指展收驱动件（255）、小指展收驱动件（256）与所述的食指展收驱动件（254）结构相同。8.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，所述用于驱动手指展收的展收腱线（15）成对使用，拇指展收驱动件（253）、食指展收驱动件（254）均由第一指骨展收驱动件（251）驱动，无名指展收驱动件（255）、小指展收驱动件（256）均由第二指骨展收驱动件（252）驱动，其穿线方式相同，以食指为例：一条展收腱线（15）从食指指骨壳机构上的食指展收驱动件（254）开始穿入、通过第一指骨展收驱动件（251），从第一指骨展收驱动件（251）开始穿出、通过食指展收驱动件（254），与食指展收驱动件（254）处的腱线穿入段相连接，形成闭环；另一条展收腱线（15）从食指展收驱动件（254）开始穿入、通过第一指骨展收驱动件（251），从第一指骨展收驱动件（251）开始穿出、通过食指展收驱动件（254），与食指展收驱动件（254）处的腱线穿入段相连接，形成闭环。9.根据权利要求1所述的一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，其特征在于，所述手背板（31）整体分为手背四指掌骨部分（311）、手背拇指掌骨部分（312），其中手背拇指掌骨部分（312）与手背四指掌骨部分（311）成15
°
倾斜，为适应手背弧度，手背板（31）与手背接触面做弧形处理，手背板（31）上固定有手背腱线导向板（3111），手背腱线导向板（3111）上的腱线孔分别与食指、中指、无名指、小指指骨壳机构的伸肌腱线（13）穿出穿入的腱线孔相对应，手背腱线导向板（3111）上的腱线孔与第一伸肌腱线缠绕件（211）上开设的腱线孔一一对齐，便于伸肌腱线（13）的穿入穿出，防止腱线缠绕杂乱；所述手掌板（32）整体分为手掌四指掌骨部分（321）、手掌拇指掌骨部分（322），其中手掌拇指掌骨部分（322）与手掌四指掌骨部分（321）成15
°
倾斜，为适应手掌弧度，手掌板（32）与手掌接触面做弧形处理，手掌板（32）上固定有手掌腱线导向板（3211），手掌腱线导向板（3211）上的腱线孔分别与食指、中指、无名指、小指指骨壳机构的屈肌腱线（14）穿入穿出的腱线孔相对应，手掌腱线导向板（3211）上的腱线孔与第一屈肌腱线缠绕件（221）上开设的腱线孔一一对齐，便于屈肌腱线（14）的穿入穿出，防止腱线缠绕杂乱。
技术总结
本发明公开了一种腱线驱动的手功能康复外骨骼，属于康复医疗器械技术领域。其组成包括指骨壳机构、驱动机构与固定机构，指骨壳机构通过球面副与固定机构铰接，驱动机构通过腱线控制指骨壳机构执行动作，患者佩戴时通过第一固定带和第二固定带将手背板和手掌板贴合在患者手掌两侧。利用电机驱动的腱线牵引指骨壳机构、各驱动机构相互配合实现了对患者手部的伸展、屈曲、展收动作训练。本发明具有结构紧凑、集成度高、便于携带、轻巧高效等特点。轻巧高效等特点。轻巧高效等特点。
技术研发人员：唐德栋 吕鑫 王罡 姜金刚 于文卓 齐凌志
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2022.09.20
技术公布日：2022/11/4