多自由度的穿戴式手功能康复训练机器人及其控制系统

摘要

本发明公开了一种多自由度的可穿戴式手功能康复机器人，包括机械手臂和机械手指，机械手指由机械拇指和结构相同的食指、中指、无名指和小指构成，机械食指主要包括通过连杆依次相接的气动肌肉、手指末端支架、第一中间连接件、手指前端支架和第二中间连接件，气动肌肉通过刚性细绳带动第二中间连接件运动，使得患者手指作外伸或内收运动；两连接件内设有压簧，在其内侧壁还分布有滚珠，用于减少连杆与连接件间的摩擦力。本发明还提供上述机器人的控制系统，集成电刺激系统，辅助患者肌肉功能重建。本发明分别为各手指提供辅助运动机构，具有多自由度，运动机构尺寸可调节，能有效辅助患者完成手指多关节复合运动的重复训练和复杂的分指运动。

主权项

1、多自由度的穿戴式手功能康复训练机器人，包括机械手臂(1)和与其相接的机械手指，机械手指由机械拇指、食指、中指、无名指和小拇指构成；机械拇指包括进气端固定于机械手臂(1)后端的第一气动肌肉(11)，位于机械手臂(1)前端的拇指支架(7)和第一拇指套(2)，拇指支架(7)通过转动销(4)与拇指连杆(5)的一端相接，拇指连杆(5)、的另一端与第二拇指套(3)相连，第一刚性细绳(12)的一端与第二拇指套(3)相连，另一端与第一气动肌肉(11)的封闭端相连；其特征在于：机械食指、中指、无名指和小拇指结构相同，机械食指包括进气端固定于机械手臂(1)后端的第二气动肌肉(15)和安装于机械手臂(1)前端的手指末端支架(17)，手指末端支架(17)上设有末端压线滑轮(16)、末端支撑滑轮(19)和末端旋转轴(18)；末端旋转轴(18)通过连杆依次连接第一中间连接件(22)、手指前端支架(25)，手指前端支架(25)上安装有前端支撑滑轮(26)和前端旋转轴(24)，前端旋转轴(24)通过连杆与第二中间连接件(29)相连；第二中间连接件(29)的底部安装有指托支架(32)，顶部固定有第二刚性细绳(30)，第二刚性细绳(30)穿过前端支撑滑轮(26)，经过末端支撑滑轮(19)的顶部和末端压线滑轮(16)的底部，与第二气动肌肉(15)的封闭端相接；第一和第二中间连接件(22，29)的内侧壁均匀分布有滚珠，在其内部还设有压缩弹簧，压缩弹簧两端与伸入连接件内部的连杆面接触。