外骨骼式生物反馈手功能训练器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种外骨骼式生物反馈手功能训练器，包括佩戴在患者手上的手背贴合面板，拇指驱动机构，四个手指驱动机构，电机传动机构，其特点是：手背贴合面板上分别连接拇指驱动机构，四个手指驱动机构和电机传动机构，电机传动机构中的直线电机传动机构与拇指驱动机构连接，微型直流电机传动机构与四个手指驱动机构连接。本实用新型专利技术穿戴式设计方便患者进行基于日常生活辅助的功能训练，提高训练效果；欠驱动多关节联动手指机构实现轻便结构下的指间关节运动；表面肌电信号触发与动态智能控制实现互动式生物反馈训练；语音控制方式提供被动训练实现互动式运动想象疗法；健康侧手动触控主动软瘫期痉挛期双侧手同步训练。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种手功能康复训练器，尤其是一种恢复手功能障碍患者部分或者全部手功能的康复训练器。
技术介绍
中国现有脑卒中患者约900万人，毎年新发病在150万人以上，大约75%脑卒中患者在发病后会留下不同程度的后遗症，在众多的后遗症中，以偏瘫发生率最高，在偏瘫的康复中，又以手功能的康复最为困难。患者的手在后期往往因肌肉痉挛，形成ー个屈曲的半握拳姿势，因此，手功能的康复一直是患者最需要解决的问题，也是脑卒中患者最难解决的问题。手功能康复的主要技巧是掌握好活动的力度，早期被动运动要求轻柔、缓慢，以不引起不能耐受的疼痛为宜，从而达到防止肌腱粘连和关节僵硬，并可促进血液循环，増加关节、肌肉的牵伸效果。医学理论和实践证明，肢体损伤的患者为了防止肌肉“废用性”萎縮，必须要进行有效的肢体训练以恢复其功能。由于患者手指本身已存在功能障碍，不能独立完成训练；需要由具有一定护理知识和体力的护士或者其他人帮助实施，増加了康复难度和护理费用。为了让患者自主地进行康复训练，制作一种帮助其恢复运动功能的医疗保健器械是必要的。据了解国内医院的康复科大部分都是采用医务人员陪同康复治疗，在浪费大量资源的前提下，患者的康复情况还没有很显著的效果。本专利技术根据国内的临床康复治疗中还没有特定的、高效的手功能障碍康复训练器械，设计了ー种外骨骼式生物反馈手功能训练器。
技术实现思路
本技术是要提供ー种外骨骼式生物反馈手功能训练器，该训练器应用连杆机构实现四指的同步运动，通过控制两个电机的运转实现四指和拇指的同步或者异步运动，在其基础上设计微直流电机驱动模块并以病患者的患侧肢的微弱肌电信号比例控制和声音控制混合控制微直流电机，以生物反馈的方式训练功能障碍的手指。本技术的技术方案是ー种外骨骼式生物反馈手功能训练器，包括佩戴在患者手上的手背贴合面板，拇指驱动机构，四个手指驱动机构，电机传动机构，其特点是手背贴合面板上分别连接拇指驱动机构，四个手指驱动机构和电机传动机构，电机传动机构中的直线电机传动机构与拇指驱动机构连接，微型直流电机传动机构与四个手指驱动机构连接。手指驱动机构包括手指固定件，手指连杆组件，手指连杆组件，手指近节指骨，手指中节指骨，手指近节指骨远端两孔与手指中节指骨近端上侧两孔转动连接，手指中节指骨近端下侧两孔分别与手指连杆组件转动连接，手指连杆组件与手指连杆组件10焊接连接；并通过手指连杆组件与手指固定件转动连接；手指近节指骨后端两侧下面分别与手指固定件转动连接，两个手指固定件分别与手背贴合面板固定连接。拇指驱动机构包括手指固定件，手指连杆组件，拇指连杆组件，拇指近节指骨，拇指近节指骨连杆，其中，拇指连杆组件与手指连杆组件焊接连接，拇指近节指骨远端两侧分别通过拇指近节指骨连杆与手指连杆组件转动连接，近端两侧分别与手指固定件转动连接，两个手指固定件分别与手背贴合面板固定连接。微型直流电机传动机构包括直流电机， 锥齿轮传动固定件，一级传动齿轮组、ニ级传动齿轮组，三级传动齿轮组，四指推杆，输出端锥齿轮，传动锥齿轮构件，其中，直流电机通过输出端锥齿轮与锥齿轮传动固定件内的传动锥齿轮构件的锥齿轮啮合传动连接，传动锥齿轮构件通过ー级传动齿轮组、ニ级传动齿轮组和三级传动齿轮组的齿轮传动使使四指推杆传动运动，四指推杆通过四指连接杆使四个手指的手指连杆组件绕其与手指固定件转动。直线电机传动机构包括直线电机，直线电机连接件，拇指推杆，拇指连接杆，其中，直线电机的输出杆通过直线电机连接件与拇指推杆转动连接，拇指推杆通过拇指连接杆使拇指连杆组件绕其与手指固定件的转轴转动。本技术的有益效果是本技术的拇指驱动机构由与拇指近节指骨贴合的组件和连杆机构连接而成；五个手指驱动机构ネ旲拟了手指在抓握时关节的瞬时转动中心，在机构的关节处的转动中心是模拟真实手指关节的瞬时转动中心。本技术实现了用于手部功能障碍的穿戴式机械手的肌电/语音混合控制，其创新点有1. 穿戴式设计方便患者进行基于日常生活辅助的功能训练，提高训练效果；2. 欠驱动多关节联动手指机构，实现轻便结构下的指间关节运动；3. 表面肌电信号触发与动态智能控制实现互动式生物反馈训练；4. 语音控制方式提供被动训练、实现互动式运动想象疗法；5. 健康侧手动触控主动软瘫期、痉挛期双侧手同步训练。附图说明图1是本技术的结构之一立体示意图；图2是本技术的结构之ニ立体示意图；图3是食指驱动机构立体示意图；图4是直流电机外部传动锥齿轮组件立体示意图；图5是直流电机外部三级减速机构立体分解图；图6是直线电机传动机构和拇指驱动机构立体示意图。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进ー步说明。如图1至图6所示，本技术的外骨骼式生物反馈手功能训练器，包括佩戴在患者手上的手背贴合面板I，拇指驱动机构，四个手指驱动机构，电机传动机构，其特点是手背贴合面板I上分别连接拇指驱动机构，四个手指驱动机构和电机传动机构，电机传动机构中的直线电机传动机构与拇指驱动机构连接，微型直流电机传动机构与四个手指驱动机构连接。手指驱动机构包括手指固定件9，手指连杆组件10，手指连杆组件，手指近节指骨，手指中节指骨，手指近节指骨远端两孔与手指中节指骨近端上侧两孔转动连接，手指中节指骨近端下侧两孔分别与手指连杆组件转动连接，手指连杆组件与手指连杆组件10焊接连接；并通过手指连杆组件10与手指固定件9转动连接；手指近节指骨后两侧下面分别与手指固定件9转动连接，两个手指固定件9分别与手背贴合面板I固定连接。如图6所示，拇指驱动机构包括手指固定件9，手指连杆组件10，拇指连杆组件11，拇指近节指骨16，拇指近节指骨连杆25，其中，拇指连杆组件11与手指连杆组件10焊接连接，拇指近节指骨16远端两侧分别通过拇指近节指骨连杆25与手指连杆组件10转动连接，近端两侧分别与手指固定件9转动连接，两个手指固定件09分别与手背贴合面板I固定连接。如图4,5所不,微型直流电机传动机构包括直流电机2,锥齿轮传动固定件26, —级传动齿轮组36、ニ级传动齿轮组37，三级传动齿轮组38，四指推杆31，输出端锥齿轮34，传动锥齿轮构件35，其中，直流电机2通过输出端锥齿轮34与固定在锥齿轮传动固定件26内的传动锥齿轮构件35的锥齿轮啮合传动连接，传动锥齿轮构件35通过ー级传动齿轮组36、ニ级传动齿轮组37和三级传动齿轮组38的齿轮传动使四指推杆31运动，四指推杆31通过四指连接杆32使四个手指的手指连杆组件10绕其与手指固定件9转动。·如图6所示，直线电机传动机构包括直线电机3，直线电机连接件6，拇指推杆7，拇指连接杆8,其中,直线电机3的输出杆通过直线电机连接件6与拇指推杆7转动连接,拇指推杆7通过拇指连接杆8使拇指连杆组件10绕其与手指固定件9的转轴转动。本技术通过肌电信号\语音信号\触控\患者健侧手触控等控制微型直线电机和微型直流电机的运行驱动拇指和四指机构来带动有功能障碍的手运动，在两个电机的带动下，外骨骼式生物反馈手功能训练器可以带动患者功能障碍手实现抓握功能，可以逐渐恢复患者的部分或全部手功能，能有效的减小脑卒中等患者的手部病症；外骨骼式生物反馈手功能训练器的手背贴合面板01是參考GB中国成年人手型尺寸和小样本抽样统计而设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外骨骼式生物反馈手功能训练器，包括佩戴在患者手上的手背贴合面板（1）?，拇指驱动机构，四个手指驱动机构，电机传动机构，其特征在于：所述手背贴合面板（1）上分别连接拇指驱动机构，四个手指驱动机构和电机传动机构，电机传动机构中的直线电机传动机构与拇指驱动机构连接，微型直流电机传动机构与四个手指驱动机构连接。

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼式生物反馈手功能训练器，包括佩戴在患者手上的手背贴合面板(I)， 拇指驱动机构，四个手指驱动机构，电机传动机构，其特征在于所述手背贴合面板(I)上分别连接拇指驱动机构，四个手指驱动机构和电机传动机构，电机传动机构中的直线电机传动机构与拇指驱动机构连接，微型直流电机传动机构与四个手指驱动机构连接。2.根据权利要求1所述的外骨骼式生物反馈手功能训练器，其特征在于所述手指驱动机构包括手指固定件(9)，手指连杆组件(10)，手指连杆组件，手指近节指骨，手指中节指骨，手指近节指骨远端两孔与手指中节指骨近端上侧两孔转动连接，手指中节指骨近端下侧两孔分别与手指连杆组件转动连接，手指连杆组件与手指连杆组件(10)焊接连接；并通过手指连杆组件(10)与手指固定件(9)转动连接；手指近节指骨后端两侧下面分别与手指固定件(9)转动连接，两个手指固定件(9)分别与手背贴合面板(I)固定连接。3 根据权利要求1所述的外骨骼式生物反馈手功能训练器，其特征在于所述拇指驱动机构包括手指固定件(9)，手指连杆组件(10)，拇指连杆组件(11)，拇指近节指骨(16)， 拇指近节指骨连杆(25 )，其中，拇指连杆组件(11)与手指连杆组件(10 )焊接连接，拇指近节指骨(16)远端两侧分别通过拇指近节指骨连杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继才，胡鑫，喻洪流，张颖，官龙，苏鹏飞，李秀芝，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：实用新型
国别省市：