[发明专利]基于套索驱动和肌电控制的手指运动康复训练机器人

权利要求书

1.基于套索驱动和肌电控制的手指运动康复训练机器人，其特征在于，包含肌电感应手环、手指外骨骼组件、驱动模块、控制模块和底座；

所述肌电感应手环用于套在需要进行训练的手指所在的小臂上，用于获得手臂的肌电信号并将其传递给所述控制模块；

所述手指外骨骼组件包含手背穿戴装置、近端指套、中端指套、远端指套、第一至第三从动绞盘、固定轴承、第一至第二固定杆、第一至第三滑块、以及第一至第三连杆；

所述手背穿戴装置、近端指套、中端指套、远端指套分别用于穿戴在需要进行康复训练的手指的手背、近端指节、中端指节、远端指节上；

所述第一至第三从动绞盘均呈圆柱状，侧壁上均设有环绕其的圆形凹槽、用于缠绕绞索，且圆形凹槽中均设有用于固定绞索的固定桩；

所述第一固定杆的一端和所述第一从动绞盘的中心同轴固连，另一端和所述固定轴承的内圈同轴固连；所述固定轴承的外圈和所述手背穿戴装置固连，且第一固定杆和手指弯曲所在平面垂直，使得第一从动绞盘和手指弯曲所在平面平行；

所述近端指套上设有第一至第三滑槽，所述第一至第三滑槽均平行于手指弯曲所在平面；所述第一至第三滑块分别设置在所述第一至第三滑槽中，能够自由滑动；

所述第一至第二连杆平行设置；所述第二固定杆一端和所述第一连杆垂直固连、另一端和所述第二连杆垂直固连；所述第一连杆、第二连杆的一端均和所述手背穿戴装置铰接，另一端分别和所述第一滑块、第二滑块固连，且第一连杆、第二连杆均平行于手指弯曲所在平面；

所述第三连杆一端和所述第一从动绞盘的侧壁固连，另一端和所述第三滑块固连；

所述近端指套的末端和所述中端指套的根部铰接，所述中端指套的末端和所述远端指套的根部铰接，使得近端指套、中端指套之间以及中端指套、远端指套之间能够在手指弯曲所述在平面自由转动；

所述第二从动绞盘、第三从动绞盘分别固定设置在中端指套、远端指套上，且第二从动绞盘和近端指套、中端指套之间转动时的旋转轴同轴，第三从动绞盘和中端指套、远端指套之间转动时的旋转轴同轴；

所述背穿戴装置、近端指套、中端指套上均设有两个阶梯孔，分别用于和所述第一至第三从动绞盘相配合；

所述驱动模块包含第一至第三驱动单元；

所述第一至第三驱动单元均包含主动绞盘、舵机、固定框、滑动框、钢丝索、锁止机构、以及若干预紧螺栓；

所述固定框和所述底座固连，所述固定框上设有第四滑槽；所述第四滑槽上设有第四滑块，所述第四滑块能够在所述第四滑槽内自由滑动；所述滑动框和所述第四滑块固连，使得所述滑动框能够相对所述固定框自由滑动；

所述锁止机构用于在锁定时使得滑动框不能相对固定框滑动、在松开时使得滑动框能够相对固定框滑动；

所述主动绞盘呈圆柱状，侧壁上均设有环绕其的圆形凹槽、用于缠绕绞索，且圆形凹槽中均设有用于固定绞索的固定桩；

所述舵机固定在所述固定框上，输出端和所述主动绞盘的中心同轴固连，用于带动所述主动绞盘转动；

所述滑动框上设有两个供所述钢丝索穿过的阶梯孔；

所述滑动框上设有和所述预警螺栓一一对应且匹配的螺栓孔；所述预警螺栓和其相应的螺栓孔螺纹连接、且预警螺栓的末端穿过其对应的螺纹孔和所述固定框相抵；

所述第一驱动单元的钢丝索穿过其滑动框的一个阶梯孔后绕在其主动绞盘的圆形凹槽后，依次穿过其滑动框的另一个阶梯孔、手背穿戴装置上的一个阶梯孔，接着绕在第一从动绞盘后穿过手背穿戴装置上的另一个阶梯孔，形成闭环，且第一驱动单元的钢丝索分别和其主动绞盘的固定桩、第一从动绞盘的固定桩固连，第一驱动单元滑动框和手背穿戴装置之间的钢丝索外设有套管；

所述第二驱动单元的钢丝索穿过其滑动框的一个阶梯孔后绕在其主动绞盘的圆形凹槽后，依次穿过其滑动框的另一个阶梯孔、近端指套上的一个阶梯孔，接着绕在第二从动绞盘后穿过近端指套上的另一个阶梯孔，形成闭环，且第二驱动单元的钢丝索分别和其主动绞盘的固定桩、第二从动绞盘的固定桩固连，第二驱动单元滑动框和近端指套之间的钢丝索外设有套管；

所述第三驱动单元的钢丝索穿过其滑动框的一个阶梯孔后绕在其主动绞盘的圆形凹槽后，依次穿过其滑动框的另一个阶梯孔、中端指套上的一个阶梯孔，接着绕在第三从动绞盘后穿过中端指套上的另一个阶梯孔，形成闭环，且第三驱动单元的钢丝索分别和其主动绞盘的固定桩、第三从动绞盘的固定桩固连，第三驱动单元滑动框和中端指套之间的钢丝索外设有套管；

所述控制模块分别和肌电感应手环、第一驱动单元的舵机、第二驱动单元的舵机、第三驱动单元的舵机电气相连，用于根据肌电感应手环感应到的肌电信号控制第一至第三驱动单元的舵机工作。