[发明专利]智能手指外骨骼机构及智能手指康复外骨骼机器人

说明书

本发明涉及一种智能手指外骨骼机构，包括依次向远端连接的MCP关节座、MCP弧形臂、PIP关节座和PIP弧形臂，MCP弧形臂的近端滑动设在MCP关节座的第一弧形滑槽内，MCP弧形臂的远端与PIP关节座固接，PIP弧形臂的近端滑动设在PIP关节座的第二弧形滑槽内，PIP弧形臂的远端设有连接座，连接座和PIP关节座上均设有手指连接件；连接座、PIP关节座均与手指连接件间设有压力传感组件，压力传感组件包括框架，连接座的底端固接有中层板，框架的上下两端分别固设有上板和下板，连接座、上板、中层板和下板从上至下依次设置，框架与连接座上下活接，上板和中层板间设有上压力传感器，下板和中层板间设有下压力传感器。

技术领域

本发明属于外骨骼机器人技术领域，尤其涉及一种智能手指外骨骼机构及智能手指康复外骨骼机器人。

背景技术

康复机器人目标是实现替代或辅助康复治疗师，简化传统一对一的繁重治疗过程。随着技术的不断升级，近年来穿戴式康复机器人即外骨骼机器人异军崛起。外骨骼机器人是根据人体工学的特点进行设计，相当于患者的外置骨骼，患者可以将其穿戴在肢体上辅助康复训练，提高患者的康复效果。但现有手部康复外骨骼机器人存在以下缺陷：1、结构复杂，零件复杂，加工制造难度大；2、设备重量大，佩带后给患者带来额外负担；3、只能进行被动康复训练，且缺少关节角度和关节力反馈，训练模式单一，适应范围窄，康复训练效果有限；4、不能用于辅助帮助患者完成一些基本的生活动作，局限性大。

发明内容

为解决现有技术存在的手部康复外骨骼机器人结构复杂、佩戴不便和缺少训练反馈的问题，本发明提供一种智能手指外骨骼机构及智能手指康复外骨骼机器人。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种智能手指外骨骼机构，包括依次向远端连接的MCP关节座、MCP弧形臂、PIP关节座和PIP弧形臂，所述MCP关节座上开设有第一弧形滑槽，所述MCP弧形臂的近端滑动设置在第一弧形滑槽内，且所述MCP弧形臂由第一驱动件驱动滑动，所述MCP弧形臂的远端与PIP关节座固定连接，所述PIP关节座上开设有第二弧形滑槽，所述PIP弧形臂的近端滑动设置在第二弧形滑槽内，且所述PIP弧形臂由第二驱动件驱动滑动，所述PIP弧形臂的远端设置有连接座，所述连接座和PIP关节座上均设置有手指连接件；

所述连接座与手指连接件之间，以及PIP关节座与手指连接件之间均设置有压力传感组件，所述压力传感组件包括框架和中层板，所述框架的上下两端分别固定设置有上板和下板，所述连接座、上板、中层板和下板从上至下依次设置，所述中层板与连接座的底端固定连接，所述框架与连接座上下活动连接，所述上板和中层板之间设置有上压力传感器，所述下板和中层板之间设置有下压力传感器。

作为优选，所述MCP弧形臂与MCP关节座之间，以及PIP弧形臂与PIP关节座之间均设置有角度传感组件，所述角度传感组件包括电阻片和电刷片，两个所述电阻片分别固定设置在第一弧形滑槽和第二弧形滑槽上，两个所述电刷片分别固定设置在MCP弧形臂的近端和PIP弧形臂的近端，所述电刷片和电阻片弹性接触。压力传感组件能够准确获取该智能手指外骨骼机构运行过程中与手指的接触力，结合角度传感组件能够准确获取该智能手指外骨骼机构运行过程中手指关节活动的角度，使得被动康复运动能够更柔顺和更精准，使得主动康复监测和评价更加精准，能够更好的进行主动、抗阻训练，极大的提升患者手部康复的效率。

作为优选，所述第一驱动件和第二驱动件的结构相同，均包括电机和锥齿轮，所述锥齿轮与电机的输出端传动连接，所述第一驱动件的电机设置在MCP关节座上，所述第二驱动件的电机设置在PIP关节座上，所述MCP弧形臂和PIP弧形臂的侧壁上均设置有与锥齿轮啮合的齿条。锥齿轮和齿条配合的传动结构简单可靠，传动平稳，齿条设置在MCP弧形臂和PIP弧形臂的侧壁上，承载力更强。