一种外骨骼辅助机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种外骨骼辅助机械手，其包括相互连接的背板和指件；所述背板的两侧分别设置有外弯板和拇指板，背板上设置有电机，电机的输出端通过传动带与传动轴传动连接，传动轴上设置有分别与各指件传动连接的传动轮；所述指件包括普通指件和大拇指件；所述普通指件的结构相同、方向不同且尺寸分别与四个手指对应；普通指件包括相互传动连接的固定架、近端板和远端件，远端件包括相互铰接的中间弯板和远端弯板。本发明专利技术能够解决现有技术中外骨骼康复机械手无法有效匹配手指使力过程的问题，结构简单、可靠性强、使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼辅助机械手
本专利技术涉及一种辅助机械结构，具体涉及一种外骨骼辅助机械手。
技术介绍
近年来，脑中风患者不断增加，患者伴有不同程度的神经系统功能障碍，不能很好的控制肢体的运动，对患者生活造成了极大的不便，其中手部活动障碍是最常见的神经系统功能障碍之一。传统的肢体活动障碍治疗方法需要专门的康复训练师进行关节活动训练和肌力训练，往往一个训练师需要对多个患者进行康复训练。在人工费越来越昂贵的今天，这种训练方式不仅耗时耗力，而且效率低下。为了提高手部康复训练的效果和效率，降低治疗费用，一种简便的外骨骼康复机械后被提出。目前外骨骼康复机械手采用的力传递方式为连杆，绳索传递。这种传递方式存在一个问题，手指运动过程中，连杆之间的压力角不断变化，外骨骼作用在手指的力也是变化的，因此连杆和绳索的传导方向无法与手指使力方向有效匹配。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中外骨骼康复机械手无法有效匹配手指使力过程的问题的外骨骼辅助机械手。为解决上述技术问题，本专利技术采用了下列技术方案：提供了一种外骨骼辅助机械手，其包括相互连接的背板和指件；所述背板的两侧分别设置有外弯板和拇指板，背板上设置有电机，电机的输出端通过传动带与传动轴传动连接，传动轴上设置有分别与各指件传动连接的传动轮；所述指件包括普通指件和大拇指件；所述普通指件的结构相同、方向不同且尺寸分别与四个手指对应；普通指件包括相互传动连接的固定架、近端板和远端件，远端件包括相互铰接的中间弯板和远端弯板；大拇指件包括与拇指板连接的传力件，传力件包括相互铰接同轴板和传动板，同轴板活动架设于拇指板上，传动板一端与拇指板内侧的端部槽末端铰接，另一端依次与固定架、近端板和远端弯板传动连接；所述固定架包括固定设置有背板上的端座，端座一端与弧形杆连接，弧形杆上沿竖直方向开设有弧形槽，弧形槽内侧面上开设有内弧滑槽；所述近端板的一端为与内弧滑槽配合的半圆齿板；所述同轴板的边缘设置有与传动轮啮合连接的内齿槽，同轴板上设置有与传动轴套接的弧形孔，同轴板偏离内齿槽的一面设置有外齿轮，外齿轮外侧固定设置有外转轮，外齿轮与传动板传动连接，外转轮通过传动绳与固定架传动连接，外齿轮与传动板传动连接；所述传动板包括与外齿轮铰接的弧形齿条。本专利技术提供的上述外骨骼辅助机械手的主要有益效果在于：本专利技术通过设置整体结构相同的普通指件，使整体结构简化；通过单一电机驱动机械手工作，使机械手整体重量轻，操作方便，由此能够有效提高康复效率。通过将不同普通指件分别与手指方向对应，并利用传动绳和齿轮结合，有效解决外骨骼在运动过程中作用在手指上的力不均衡的问题。通过固定架与半圆齿板配合，利用瞬心投影法，实现近端指节外骨骼与手指近端指节的旋转中心重合，以模拟手指近端指节之间肌肉组织的作用过程。通过设置同轴板，利用内齿槽与外齿轮配合，模拟大拇指转动角度与其他四指转动角度不同的效果，从而有效辅助手指的运动，保证康复效果。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是背板结构的结构示意图。图3是大拇指件的结构示意图。图4是同轴板的结构示意图。图5是普通指件的俯视图。图6是普通指件的侧视图。其中，1、背板，11、外弯板，12、传动绳，13、端部槽，14、电机，15、转轮，16、背支架，17、传动轴，18、传动轮，19、背齿轮，2、指件，21、普通指件，22、大拇指件，3、固定架，31、端座，32、弧形杆，33、弧形槽，34、内弧滑槽，35、连接片，36、中间齿轮，37、同轴齿轮，38、固定轮，39、固定套，4、近端板，41、齿条，42、内齿轮，43、半圆齿板，44、转动架，45、近端轮，46、近主动轮，47、活动套，48、轴套，49、定位弧，5、远端件，51、中间弯板，52、远端弯板，53、中间支架，54、同轴轮，55、远端轮，56、末端支架，57、末端轮，6、传力件，61、同轴板，62、内齿槽，63、弧形孔，64、外齿轮，65、外转轮，66、传动板，67、弧形齿条，68、拇指板，69、联轴器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，其为外骨骼辅助机械手的结构示意图。本专利技术的外骨骼辅助机械手包括相互连接的背板1和指件2。具体的，如图2所示，背板1的两侧分别设置有外弯板11和拇指板68，外弯板11与手部外侧肌肉配合，拇指板68与背板1间有倾角，以适应大拇指指背与手背之间有倾角的特征，从而更好地贴合手部，方便固定。背板1上设置有电机14，电机14位于背板1后端，电机14的输出端通过传动带与传动轴17传动连接，传动轴17上设置有分别与各指件2传动连接的传动轮18。通过电机14带动传动轴17、传动轮18转动，从而驱动各指件2的运动，实现辅助手指运动的过程。进一步地，指件2包括普通指件21和大拇指件22。具体的，普通指件21的结构相同、方向不同且尺寸分别与四个手指对应。由于手指自然伸长时并不是朝向同一方向的，通过将普通指件21的方向设置为与各个手指配合，能更好的适应手指的自然特征，保证康复效果。如图5和图6所示，普通指件21包括相互传动连接的固定架3、近端板4和远端件5，远端件包括相互铰接的中间弯板51和远端弯板52。固定架3与手背和手指之间的近端关节对应，近端板4与近端指节对应，中间弯板51和远端弯板52分别与中间指节和末端指节对应。如图3所示，大拇指件22包括与拇指板68连接的传力件6，传力件6包括相互铰接同轴板61和传动板66，同轴板61活动架设于拇指板68上，传动板66一端与拇指板68内侧的端部槽13末端铰接，另一端依次与固定架3、近端板4和远端弯板52传动连接。通过设置端部槽13，以配合大拇指相对于手背的转动轴邻近手背的特点，通过设置传动板66和同轴板61配合，以对应大拇指根部的指节，通过近端板4对应大拇指的近端指节，远端弯板52对应大拇指的末端指节。固定架3包括固定设置有背板1上的端座31，端座31一端与弧形杆32连接，弧形杆32上沿竖直方向开设有弧形槽33，弧形槽33内侧面上开设有内弧滑槽34；近端板4的一端为与内弧滑槽34配合的半圆齿板43；半圆齿板43的侧面上设置有与内弧滑槽34配合的定位弧49，由此，近端板4可以绕弧形杆32的圆心旋转，从而模拟手指近端指节之间肌肉组织的作用过程。如图4所示，同轴板61的边缘设置有与传动轮18啮合连接的内齿槽62，同轴板61上设置有与传动轴17套接的弧形孔63，通过弧形孔63限制同轴板61和传动板66，同轴板61偏离内齿槽62的一面设置有外齿轮64，外齿轮64外侧固定设置有外转轮65，外齿轮64与传动板66传动连接，外转轮65通过传动绳12与固定架3传动连接。传动板66包括与外齿轮64铰接的弧形齿条67。通过传动轮18转动，带动内齿槽62绕外齿轮6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼辅助机械手，其特征在于，包括相互连接的背板和指件；/n所述背板的两侧分别设置有外弯板和拇指板，背板上设置有电机，电机的输出端通过传动带与传动轴传动连接，传动轴上设置有分别与各指件传动连接的传动轮；/n所述指件包括普通指件和大拇指件；/n所述普通指件的结构相同、方向不同且尺寸分别与四个手指对应；/n普通指件包括相互传动连接的固定架、近端板和远端件，远端件包括相互铰接的中间弯板和远端弯板；/n大拇指件包括与拇指板连接的传力件，传力件包括相互铰接同轴板和传动板，同轴板活动架设于拇指板上，传动板一端与拇指板内侧的端部槽末端铰接，另一端依次与固定架、近端板和远端弯板传动连接；/n所述固定架包括固定设置有背板上的端座，端座一端与弧形杆连接，弧形杆上沿竖直方向开设有弧形槽，弧形槽内侧面上开设有内弧滑槽；所述近端板的一端为与内弧滑槽配合的半圆齿板；/n所述同轴板的边缘设置有与传动轮啮合连接的内齿槽，同轴板上设置有与传动轴套接的弧形孔，同轴板偏离内齿槽的一面设置有外齿轮，外齿轮外侧固定设置有外转轮，外齿轮与传动板传动连接，外转轮通过传动绳与固定架传动连接，外齿轮与传动板传动连接；/n所述传动板包括与外齿轮铰接的弧形齿条。/n...

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼辅助机械手，其特征在于，包括相互连接的背板和指件；
所述背板的两侧分别设置有外弯板和拇指板，背板上设置有电机，电机的输出端通过传动带与传动轴传动连接，传动轴上设置有分别与各指件传动连接的传动轮；
所述指件包括普通指件和大拇指件；
所述普通指件的结构相同、方向不同且尺寸分别与四个手指对应；
普通指件包括相互传动连接的固定架、近端板和远端件，远端件包括相互铰接的中间弯板和远端弯板；
大拇指件包括与拇指板连接的传力件，传力件包括相互铰接同轴板和传动板，同轴板活动架设于拇指板上，传动板一端与拇指板内侧的端部槽末端铰接，另一端依次与固定架、近端板和远端弯板传动连接；
所述固定架包括固定设置有背板上的端座，端座一端与弧形杆连接，弧形杆上沿竖直方向开设有弧形槽，弧形槽内侧面上开设有内弧滑槽；所述近端板的一端为与内弧滑槽配合的半圆齿板；
所述同轴板的边缘设置有与传动轮啮合连接的内齿槽，同轴板上设置有与传动轴套接的弧形孔，同轴板偏离内齿槽的一面设置有外齿轮，外齿轮外侧固定设置有外转轮，外齿轮与传动板传动连接，外转轮通过传动绳与固定架传动连接，外齿轮与传动板传动连接；
所述传动板包括与外齿轮铰接的弧形齿条。


2.根据权利要求1所述的外骨骼辅助机械手，其特征在于，所述背板上设置有若干背支架，所述传动轴架设于背支架上，所述传动轮位于每个背支架内并与指件方向相配合。


3.根据权利要求2所述的外骨骼辅助机械手，其特征在于，所述背板上设置有传动轮配合的背齿轮，所述背齿轮架设于背支架上，背齿轮一侧固定连接有与传动绳套接的转轮。


4.根据权利要求1所述的外骨骼辅助机械手，其特征在于，所述背板和拇指板上的传动轴通过联轴器相互传动连接。


5.根据权利要求2所述的外骨骼辅助机械手，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢江涛，范杰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51