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专利号: 2018112354594
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种牵引式手指康复训练器,其特征在于:其包括机架、四指弯曲/伸展运动组件、四指张开/闭合运动组件、左右拇指运动组件和小臂固定组件;

所述四指张开/闭合运动组件包括两个沿机架宽度方向设置的连接块,两个连接块前侧通过一个大侧板连接,下端与机架底部连接,两个连接块之间设有同步带传动组件;

所述同步带传动组件包括位于同一水平面且互相平行的主动带轮轴和被动带轮轴,主动带轮轴和被动带轮轴上均相对应的套接有第一同步带带轮和第二同步带带轮,两个第一同步带带轮通过第一同步带连接,两个第二同步带带轮之间通过第二同步带连接;

所述四指弯曲/伸展运动组件位于四指张开/闭合运动组件上方且位于同一水平面上,四指弯曲/伸展运动组件包括四个单指弯曲/伸展运动组件,每一个单指弯曲/伸展运动组件均包括直线滑台底板,所述直线滑台底板的一端与机架后端铰接且能绕铰接点在水平面内旋转,所述直线滑台底板上表面设有沿直线滑台底板长度方向设置的被动带轮轴承座和单指弯曲/伸展电机支撑座,直线滑台底板上表面设有沿直线滑台底板长度方向延伸的单指弯曲/伸展导轨,单指弯曲/伸展导轨上设有单指弯曲/伸展滑块,被动带轮轴承座位于直线滑台底板的自由端,其上设有能够在水平面内旋转的被动转动带轮,所述单指弯曲/伸展电机支撑座上设有与被动转动带轮相对应的同步带轮,同步带轮和被动转动带轮之间通过单指弯曲/伸展运动组件同步带连接,同步带轮套接在单指弯曲/伸展驱动装置的输出轴上;

所述直线滑台底板下方设有与四指张开/闭合运动组件相连的轴承座组件,所述轴承座组件包括位于直线滑台底板下表面上的被动伸缩小垫板,所述直线滑台底板上方设有固定直线轴承架子,固定直线轴承架子包括上固定直线轴承架端面、下固定直线轴承架端面和位于上固定直线轴承架端面和下固定直线轴承架端面之间的两个固定直线轴承架立板,两个固定直线轴承架立板之间设有模拟人体手指运动轨迹弧形板,所述模拟人体手指运动轨迹弧形板上设置有线性导向轴,所述线性导向轴连接有指套连接架,所述指套连接架上铰接有手指套;

所述左右拇指运动组件包括两个位于四指弯曲/伸展运动组件轴线后端两侧且对称设置的单侧拇指运动组件,

所述小臂固定组件包括位于左右拇指运动组件后侧且与机架上表面连接的小臂固定支架,小臂固定支架具有容纳人体小臂的小臂固定支架凹槽,其内具有填充物,小臂固定支架凹槽两侧具有固定人体小臂的魔术贴。

2.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:所述两个固定直线轴承架立板分别位于单指弯曲/伸展导轨两侧上方,下固定直线轴承架端面通过与滑块连接块与单指弯曲/伸展滑块连接,与滑块连接块上设有两个用于单指弯曲/伸展运动组件同步带穿过的方孔,其中一个方孔与单指弯曲/伸展运动组件同步带固结,其两端通过弧形板固定块与直线滑台底板上表面连接,模拟人体手指运动轨迹弧形板上设有在竖直平面内的圆弧通孔且在竖直平面内圆弧通孔靠近被动带轮轴承座的一侧高于另一侧,圆弧通孔内设有滚针轴承,滚针轴承通过轴与滚针轴承连接架连接,滚针轴承连接架上端设有线性导向轴,线性导向轴上端依次穿过位于上固定直线轴承架端面上的直线轴承和机架上表面与指套连接架连接,指套连接架上铰接有手指套。

3.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:所述单侧拇指运动组件包括电机架,电机架上设有单侧拇指驱动装置,电机架上端设有拇指转动机械限位块,拇指转动机械限位块具有朝向四指弯曲/伸展运动组件的缺口,单侧拇指驱动装置的输出端从电机架上端穿出与拇指连杆的一端在缺口内连接,缺口内侧内壁与拇指连杆的端部相匹配,缺口外侧内壁呈张开状且左右对称,拇指连杆的另一端与拇指指套下端的阶梯轴旋转连接,电机架两侧分别铰接有单侧拇指运动组件轴承座,单侧拇指运动组件轴承座可沿平行于四指弯曲/伸展运动组件轴线方向与机架上表面滑动连接,其中一个单侧拇指运动组件轴承座上设有拇指角度锁定架,拇指角度锁定架上设有开口朝下的弧形孔,弧形孔通过拇指锁定滚花高螺母与位于拇指转动机械限位块侧壁上的拇指角度锁定杆连接。

4.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:

所述主动带轮轴和被动带轮轴靠近第二同步带带轮的一端与大侧板能转动连接,主动带轮轴和被动带轮轴之间依次设有与大侧板后侧面上的直线导轨连接的第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块,第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块上分别设有从第二同步带和第一同步带之间穿过的第一滑块连接架、第二滑块连接架、第三滑块连接架和第四滑块连接架,主动带轮轴远离大侧板的一端通过弹性联轴器与四指张开/闭合驱动装置连接;

所述第一滑块连接架上端通过同步带压紧固定板与所对应的第二同步带带段固定,第二滑块连接架上端通过同步带压紧固定板与所对应的第一同步带带段固定,第三滑块连接架下端通过同步带压紧固定板与所对应的第一同步带带段固定,第四滑块连接架下端通过同步带压紧固定板与所对应的第二同步带带段固定。

5.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:

所述四指张开/闭合驱动装置包括输出轴与弹性联轴器连接的四指张开/闭合电机减速器,四指张开/闭合电机减速器通过四指张开/闭合电机驱动,四指张开/闭合电机上设有用于控制四指张开/闭合电机的四指张开/闭合电机编码器。

6.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:

所述四指张开/闭合运动组件还包括分别与主动带轮轴和被动带轮轴相对应的四指张开/闭合电机支撑座和安装轴承右小侧板,两个连接块呈U形且开口相对设置,四指张开/闭合电机支撑座的前侧设有与所对应的连接块后侧相对应的加工止口,安装轴承右小侧板前侧设有与所对应的连接块后侧相对应的加工止口,主动带轮轴的两端分别通过凸缘外圈深沟球轴承与大侧板和四指张开/闭合电机支撑座的前侧连接,被动带轮轴的两端分别通过凸缘外圈深沟球轴承与大侧板和安装轴承右小侧板连接;

所述被动转动带轮通过被动转动带轮轴与被动带轮轴承座连接,被动转动带轮轴两端分别通过被动转动带轮凸缘外圈深沟球轴承与被动带轮轴承座连接,被动转动带轮与被动转动带轮凸缘外圈深沟球轴承之间设有套接在被动转动带轮轴上的套筒,位于下方的被动转动带轮凸缘外圈深沟球轴承位于被动带轮轴承座上的凹槽内,位于上方的被动转动带轮凸缘外圈深沟球轴承通过轴承压紧端盖压在被动带轮轴承座上,所述被动带轮轴承座和单指弯曲/伸展电机支撑座均呈U形且开口相对设置。

7.根据权利要求4所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:

所述第一同步带带轮的直径是所述第二同步带带轮直径的一半,当四指张开/闭合电机逆时针旋转时,第一同步带带轮和第二同步带带轮逆时针旋转,第一同步带带轮和第二同步带带轮上的角速度相同,第二同步带的线速度是第一同步带线速度的2倍,第一滑块、第二滑块在第二同步带和第一同步带的作用下向左移动,第三滑块、第四滑块在第二同步带和第一同步带的作用下向右移动,并且第一滑块和第四滑块的移动速度是第二滑块和第三滑块运动速度的2倍。

8.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:

所述被动伸缩小垫板下表面设有沿直线滑台底板长度方向延伸的被动伸缩导轨,被动伸缩导轨上设有滑块,滑块通过被动伸缩底板与一被动转动轴承座铰接,被动伸缩底板与滑块固定连接;

所述直线滑台底板通过与机架连接的第二轴承座与机架后端铰接;

所述第二轴承座通过螺栓固定到机架后侧板上,所述第二轴承座通过机架连接轴与直线滑台底板铰接,机架连接轴两端通过深沟球轴承与所述第二轴承座连接,所述第二轴承座上还设有将深沟球轴承压在与机架相连轴承座上的深沟球轴承轴承端盖;

所述单指弯曲/伸展驱动装置包括输出轴以及与同步带轮连接的单指弯曲/伸展电机减速器,所述单指弯曲/伸展电机减速器通过单指弯曲/伸展电机驱动,单指弯曲/伸展电机上设有用于控制单指弯曲/伸展电机的单指弯曲/伸展电机编码器;

所述被动伸缩底板通过被动转动轴与被动转动轴承座连接,被动转动轴两端分别通过被动转动轴承与被动转动轴承座连接,被动转动轴承座上设有将被动转动轴承压在被动转动轴承座上的端盖。

9.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:

所述直线轴承与上固定直线轴承架端面通过螺栓连接;

线性导向轴两端均设螺纹孔且分别通过螺栓与滚针轴承连接架和指套连接架连接,在线性导向轴和指套连接架之间的螺栓上安装有两个薄螺母,调节好指套高度时,用这两个薄螺母锁紧;

滚针轴承连接架与滚针轴承连接处向被动带轮轴承座弯折。

10.根据权利要求1所述的牵引式手指康复训练器,其特征在于:

所述单侧拇指驱动装置包括输出轴与拇指连杆连接的单侧拇指电机减速器,单侧拇指电机减速器通过单侧拇指电机驱动,单侧拇指电机上设有用于控制单侧拇指电机的单侧拇指电机编码器;

电机架两侧分别焊接阶梯轴并通过凸缘外圈深沟球轴承与单侧拇指运动组件轴承座铰接;

所述拇指转动机械限位块通过螺栓与电机架上端连接且其螺栓孔为沉头孔,防止拇指连杆转动与螺栓发生干涉;

所述单侧拇指驱动装置的输出端通过法兰连接件与拇指连杆连接;

所述拇指连杆通过拇指被动转动凸缘外圈深沟球轴承与拇指指套下端的阶梯轴旋转连接,拇指指套下端的阶梯轴的另一端穿过拇指连杆并通过轴端挡圈轴向固定;

所述拇指转动机械限位块侧壁上加工有连接拇指角度锁定杆的光孔并通过紧定螺钉与拇指转动机械限位块连接,拇指角度锁定杆与拇指锁定滚花高螺母连接的一端具有阶梯螺纹轴,阶梯螺纹轴的光轴段上依次套接平垫圈和橡胶垫圈,阶梯螺纹轴的螺纹段穿过弧形孔与拇指锁定滚花高螺母螺纹连接;

所述拇指指套内壁两侧安装拇指FSR压力传感器,拇指FSR压力传感器与拇指指套内腔粘接;

所述小臂固定支架通过螺栓与机架上表面上的横向腰型孔连接,可调节小臂固定支架左右安装位置,填充物与患者手臂接触;所述小臂固定支架凹槽两侧设有魔术贴安装槽。