半包裹型手指夹具及手指康复外骨骼机器人转让专利
申请号 : CN202210238583.6
文献号 : CN114795817B
文献日 : 2023-02-21
发明人 : 程龙 , 孙宁 , 侯增广 , 谭民
申请人 : 中国科学院自动化研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种半包裹型手指夹具,其特征在于,包括:
第一夹板(10);
第二夹板(20),与所述第一夹板(10)转动配合,所述第一夹板(10)和所述第二夹板(20)形成卡接手指的卡接空间(210),所述卡接空间(210)适于适配待卡接的手指;
调节组件(30),设于所述第一夹板(10)和所述第二夹板(20)之间,所述调节组件(30)朝向所述第一夹板(10)和/或所述第二夹板(20)一侧设有压力检测件(310),所述第一夹板(10)和/或所述第二夹板(20)在转动状态下作用于所述压力检测件(310)以检测待卡接的手指所受的夹压力值;
所述第二夹板(20)朝向所述第一夹板(10)一侧设有至少一个第二伸出部(220);两个所述第二伸出部(220)靠近所述第二夹板(20)一侧设有第二转轴(250);所述第二夹板(20)朝向所述第一夹板(10)一侧设有转动压板(230),所述转动压板(230)一端与所述第二转轴(250)相连接;
所述第二夹板(20)上开设有配合孔(260),所述转动压板(230)一侧还设有调节件(240),所述调节件(240)插设于所述配合孔(260)并一端抵接所述转动压板(230)。
2.根据权利要求1所述的半包裹型手指夹具,其特征在于,所述第一夹板(10)朝向所述第二夹板(20)一侧设有至少一个第一伸出部(110);
所述调节组件(30)上设有第一转轴(320),所述第一伸出部(110)和所述第二伸出部(220)与所述第一转轴(320)转动配合。
3.根据权利要求2所述的半包裹型手指夹具,其特征在于,所述调节组件(30)的底部设有配合板(330),所述配合板(330)的相对两侧分别设有一个所述第一转轴(320);
所述第一伸出部(110)和所述第二伸出部(220)的数量为两个,同侧的所述第一伸出部(110)和所述第二伸出部(220)与同侧的所述第一转轴(320)相转动配合。
4.根据权利要求3所述的半包裹型手指夹具,其特征在于,所述转动压板(230)与所述第二夹板(20)转动配合,所述调节件(240)适于调整所述转动压板(230)朝向所述第一夹板(10)的偏转角度并作用于所述压力检测件(310)。
5.根据权利要求1所述的半包裹型手指夹具,其特征在于,所述调节组件(30)包括套筒(340)和弹性件(350),所述套筒(340)朝向所述第二夹板(20)一侧开设有调节腔室(3410),所述弹性件(350)一端插设于所述调节腔室(3410)内,另一端朝向所述第二夹板(20);
所述压力检测件(310)适于通过弹性件(350)的形变量或者弹力获取所述待卡接的手指所受的夹压力值。
6.根据权利要求5所述的半包裹型手指夹具,其特征在于,所述压力检测件(310)为压力传感器,所述压力检测件(310)位于所述调节腔室(3410)内且与所述弹性件(350)远离所述第二夹板(20)的一侧相连接,所述压力检测件(310)通过所述弹性件(350)压缩产生的弹力值获得所述待卡接的手指所受的夹压力值。
7.根据权利要求5所述的半包裹型手指夹具,其特征在于,所述压力检测件(310)为位移检测器,设于所述弹性件(350)的端部,并通过所述弹性件(350)的形变量获得所述待卡接的手指所受的夹压力值。
8.一种手指康复外骨骼机器人,其特征在于,包括:
串联弹性驱动器(40)、掌指关节传动机构(50)、近端关节传动机构(60)以及权利要求
1‑7任一项所述的半包裹型手指夹具(70),所述半包裹型手指夹具(70)与所述近端关节传动机构(60)相连接。
9.根据权利要求8所述的手指康复外骨骼机器人,其特征在于,还包括驱动机构(80),包括多个输出端(810),所述输出端(810)分别与所述驱动机构(80)分别与所述串联弹性驱动器(40)、所述掌指关节传动机构(50)相连接。
说明书 :
半包裹型手指夹具及手指康复外骨骼机器人
技术领域
背景技术
脑卒中患者进行康复训练,帮助患者进行手部运动功能恢复。
节运动,进行被动康复训练;而分离运动期患者能够完成抓握运动,但速度和准确性比健侧
差,需要手部康复外骨骼具备辅助手指进行主动康复训练的能力,即手指关节正常运动时,
手部康复外骨骼跟随手指进行运动,而手指关节运动异常时,手部康复外骨骼对手指运动
进行干扰,辅助关节进行正常运动,因此手部康复外骨骼需要具备辅助手指进行主被动康
复训练的能力。此外,脑卒中患者手部运动功能恢复是一个长期的过程,需要频繁的穿戴手
部康复外骨骼,因此需要外骨骼与人体之间具有高度的亲和力,即需要易于穿戴和穿戴舒
适性。
而训练康复效果不佳。
发明内容
态下作用于所述压力检测件以检测待卡接的手指所受的夹压力值。
部;
件,所述调节件适于调整所述转动压板朝向所述第一夹板的偏转角度并作用于所述压力检
测件。
内,另一端朝向所述第二夹板;
压力检测件通过所述弹性件压缩产生的弹力值获得所述待卡接的手指所受的夹压力值。
值。
具与所述近端关节传动机构相连接。
构、所述近端关节传动机构相连接。
对手指关节运动范围的阻碍。第一夹板和第二夹板在转动过程中会作用于压力检测件,如
此第一夹板和第二夹板卡接完成后,可以通过压力检测件获取待卡接的手指的夹压力值,
进而可以感知外骨骼和手指的连接力。
附图说明
明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根
据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
不能理解为对本发明实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
夹板20形成卡接手指的卡接空间210,卡接空间210适于适配待卡接的手指;调节组件30设
于第一夹板10和第二夹板20之间,调节组件30朝向第一夹板10和/或第二夹板20一侧设有
压力检测件310,第一夹板10和/或第二夹板20在转动状态下作用于压力检测件310以检测
待卡接的手指所受的夹压力值。
20侧为例进行说明,但不对此进行限定。
指。在需要对手指进行卡接时,可以按压第一夹板10和第二夹板20的同侧端部使得远离该
侧的空间尺寸变大,也即卡接空间210的尺寸变大,如此将患者的手指放入卡接空间210内
即可,且卡接完成后,通过压力检测件310可以同时获取手指所受的夹压力值,进而可以感
知外骨骼和手指的连接力。
220;调节组件30上设有第一转轴320,第一伸出部110和第二伸出部220与第一转轴320转动
配合。
围合的卡接空间210,如此设置可以使得卡接空间210尺寸更大。
此便可以将患者的手指卡接至卡接空间210内。当患者的手指卡接完成后,松开对第一夹板
10和第二夹板20的按压,因为在卡接状态下第一夹板10和/或第二夹板20作用于压力检测
件310,所以通过压力检测件310便可以获取卡接的手指的夹压力值。此处的上方和下方为
当前图示视角的上方和下方,仅以此为例举,并非对此进行的限定。
部220均相对设置。调节组件30的底部设有配合板330,配合板330的相对两侧分别设有一个
第一转轴320。同侧的第一伸出部110和第二伸出部220与同侧的第一转轴320相转动配合。
也即,第一夹板10和第二夹板20均以调节组件30上的第一转轴320为轴心进行相对转动。
整转动压板230朝向第一夹板10的偏转角度并作用于压力检测件310。
小时,手指容易脱落而影响康复训练;在夹压力值较大时,手指超出了承受的阈值而有可能
对手指产生额外的伤害。而本申请方案中,手指在穿戴完成后,可以通过转动压板230控制
患者手指所受的夹压力值始终在预设的范围内。
并一端抵接转动压板230。
210的尺寸要略小于手指的周向尺寸,如此在患者手指穿戴完成后第一夹板10和第二夹板
20在弹性件350的弹力作用下具有一定的夹持力,可以避免手指从卡接空间210脱落。在穿
戴完成后,可以通过调整调节件240进一步调节手指所受到的夹压力值。例如,当患者手指
受到的夹持力大于阈值状态下,可以控制调节件240朝向远离第一夹板10的方向移动,以减
小患者手指所受到的夹压力值。而当患者手指受到的夹持力小于阈值状态下,可以控制调
节件240朝向第一夹板10的方向移动,以增加患者手指所受到的夹压力值。由此患者手指所
受到的夹压力值与压力检测件310所检测的夹压力值成正比,由此在患者穿戴完成后便可
以通过调整调节件240与转动压板230的抵接状态,进一步调整弹性件350的压缩状态,由此
完成对患者手指夹压力值的控制。
二夹板20;压力传感器适于通过弹性件350的形变量或者弹力获取待卡接的手指所受的夹
压力值。
变的尺寸或者弹性件350受力值便可以获取手指所承受的夹压力值的大小。
310通过弹性件350压缩产生的弹力值获得待卡接的手指所受的夹压力值。
卡接空间210的尺寸变大,以穿戴患者的手指。当穿戴完成后,对调节件240进行控制,使得
患者手指所受的夹压力值处于预设范围内。
获得待卡接的手指所受的夹压力值。也即,在弹性件350另一侧设置挡块,通过光电传感器
发射光线并根据返回的光线时长得到弹性件350的位移。需要说明的是,对弹性件350位移
及压力值的检测方式属于本领域技术人员所熟知的常规技术手段,在此不做过多赘述。通
过检测压缩后的弹性件350的长度,并与初始长度进行取差值,便可以获取弹性件350的形
变量,通过形变量得到弹性件350所承受的压力值,如此计算得出手指所承受的夹压力值。
型手指夹具70与近端关节传动机构60相连接。
外骨骼机器人能够感知外骨骼和指骨之间的交互力,辅助人手指进行主动康复训练,且易
于穿戴,减小对关节运动范围的阻碍。
一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或
仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”
可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特
征。
表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可
以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领
域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征
进行结合和组合。
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;
而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。