本發(fā)明屬于康復(fù)醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種柔性手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置，尤其是涉及一種應(yīng)用于腦卒中病人不同情況的柔性手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置。

背景技術(shù)：

“腦卒中”(cerebralstroke)又稱(chēng)“中風(fēng)”、“腦血管意外”(cerebralvascularaccident，cva)，是一種急性腦血管疾病，是由于腦部血管突然破裂或因血管阻塞導(dǎo)致血液不能流入大腦而引起腦組織損傷的一組疾病，包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的發(fā)病率高于出血性卒中，占腦卒中總數(shù)的60％～70％。頸內(nèi)動(dòng)脈和椎動(dòng)脈閉塞和狹窄可引起缺血性腦卒中，年齡多在40歲以上，男性較女性多，嚴(yán)重者可引起死亡。出血性卒中的死亡率較高。目前，在我國(guó)，腦卒中標(biāo)化患病率約為1.82％，40歲以上罹患腦卒中的人數(shù)高達(dá)1036萬(wàn)人，其中85％患者有上肢功能缺陷，在康復(fù)治療中，手以其關(guān)節(jié)數(shù)量多、動(dòng)作精細(xì)程度高的因素，導(dǎo)致了手功能康復(fù)治療最為困難。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到臨床應(yīng)用的外骨骼式手功能康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人基本都是走中大型設(shè)備的路線(xiàn)，例如，技術(shù)比較成熟的三個(gè)產(chǎn)品意大利idrogenet公司的gloreha機(jī)器人、德國(guó)festo的exohand機(jī)器人和香港理工大學(xué)的emg驅(qū)動(dòng)機(jī)械手機(jī)器人。現(xiàn)有產(chǎn)品明顯增大了患者視野范圍內(nèi)的設(shè)備體積，會(huì)不同程度的增加病人的心理壓力。

與此同時(shí)，只有大型醫(yī)院或康復(fù)中心才會(huì)購(gòu)買(mǎi)這類(lèi)價(jià)格較高的中大型設(shè)備，這樣的設(shè)備特性就限制病人必須在規(guī)定時(shí)間地點(diǎn)做間斷性的幾組康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作，訓(xùn)練量達(dá)不到病人最佳康復(fù)需求。在小型醫(yī)院，病人必須依靠專(zhuān)業(yè)理療師才能進(jìn)行手部的定時(shí)定點(diǎn)康復(fù)訓(xùn)練。

授權(quán)公告號(hào)為cn104784005b的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種柔性牽引式手指康復(fù)訓(xùn)練裝置，其結(jié)構(gòu)包括：電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)構(gòu)支撐臺(tái)和柔性牽引裝置。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)支架、直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸以及聯(lián)接它們的聯(lián)軸器和軸承。所述的機(jī)構(gòu)支撐臺(tái)由聯(lián)接旋轉(zhuǎn)軸的左右側(cè)面板、聯(lián)接柔性彈簧的前端面板和支撐手部的上端面板組成。所述的柔性牽引裝置包括指尖固定裝置、聯(lián)接指尖固定裝置和前端面板的柔性彈簧以及聯(lián)接指尖固定裝置和旋轉(zhuǎn)軸的柔性鋼絲。上述專(zhuān)利公布的技術(shù)方案只能進(jìn)行四指訓(xùn)練，而且各指間距離不可調(diào)整，且無(wú)左、右手互換相關(guān)說(shuō)明，在動(dòng)力傳送方面只有一級(jí)傳動(dòng)，其在智能及體感控制方面存在局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可實(shí)現(xiàn)左、右互換，實(shí)現(xiàn)輕便結(jié)構(gòu)下拇指掌指關(guān)節(jié)、四指掌指關(guān)節(jié)和近端指間關(guān)節(jié)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可有效改善手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)效果的柔性手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種柔性手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置，該裝置包括雙軸輸出減速器、一對(duì)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在減速器兩側(cè)且分別與減速器傳動(dòng)連接的第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、與第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、通過(guò)齒輪組與第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架以及設(shè)置在自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架上的手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊。

所述的第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝外殼、設(shè)置在安裝外殼中且與減速器傳動(dòng)連接的第一主動(dòng)輪以及通過(guò)第一傳動(dòng)皮帶與第一主動(dòng)輪傳動(dòng)連接的第一從動(dòng)輪，兩第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一從動(dòng)輪通過(guò)被動(dòng)輪主軸固定連接在一起。

所述的第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)外殼、位于旋轉(zhuǎn)外殼中且套設(shè)在被動(dòng)輪主軸上并與相應(yīng)一側(cè)的第一從動(dòng)輪同軸設(shè)置的第二主動(dòng)輪、通過(guò)第二傳動(dòng)皮帶與第二主動(dòng)輪傳動(dòng)連接的第二從動(dòng)輪，所述的第二主動(dòng)輪與安裝外殼固定連接，所述的第二從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)外殼固定連接，在工作狀態(tài)下，所述的第二從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)外殼的帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)第二從動(dòng)輪繞第二主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)模式。

所述的旋轉(zhuǎn)外殼通過(guò)法蘭與被動(dòng)輪主軸固定連接，所述的旋轉(zhuǎn)外殼在被動(dòng)輪主軸的帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。

所述的旋轉(zhuǎn)外殼的內(nèi)側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有一對(duì)半弧形的旋轉(zhuǎn)限位槽，該旋轉(zhuǎn)限位槽中設(shè)有限位螺釘。

所述的被動(dòng)輪主軸上設(shè)有與安裝外殼、第二主動(dòng)輪及旋轉(zhuǎn)外殼配合使用的推力軸承，所述的安裝外殼及第二主動(dòng)輪的沉孔內(nèi)各安裝有一個(gè)推力軸承端蓋，所述的旋轉(zhuǎn)外殼的中心孔處安裝有兩個(gè)推力軸承端蓋。

所述的齒輪組包括與自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架傳動(dòng)連接的主動(dòng)齒輪、與主動(dòng)齒輪相適配且與第二從動(dòng)輪固定連接的被動(dòng)齒輪，所述的主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪通過(guò)過(guò)盈配合形成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架為設(shè)有陣列式定位半球槽的托架，所述的手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊共設(shè)有5個(gè)，并通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架串聯(lián)在一起。

所述的手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊包括通過(guò)彈簧球頭柱塞與自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架固定連接的快速定位器、與快速定位器固定連接的方向微調(diào)器、通過(guò)鉸鏈依次與方向微調(diào)器柔性連接的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)角度限位器及遠(yuǎn)節(jié)指骨固定套。

所述的裝置還包括與雙軸輸出減速器電連接的下位機(jī)控制器、向下位機(jī)控制器傳送指令的計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端以及與計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端電連接的視覺(jué)采集器。

在實(shí)際使用時(shí)，制定訓(xùn)練計(jì)劃方案，通過(guò)上位機(jī)(計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端)軟件的編寫(xiě)訓(xùn)練計(jì)劃，生成指令發(fā)給下位機(jī)控制器，控制雙軸輸出減速器的轉(zhuǎn)速大?。惑w感手勢(shì)控制方案，通過(guò)視覺(jué)采集器來(lái)采集健側(cè)手部或者醫(yī)工輔助來(lái)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制患側(cè)手做相似的康復(fù)運(yùn)動(dòng)。

利用運(yùn)行在計(jì)算機(jī)或者移動(dòng)終端上的上位機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置的控制，分為點(diǎn)動(dòng)控制和制定康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃兩種方式，用戶(hù)可以在點(diǎn)動(dòng)控制界面點(diǎn)擊控制按鈕或者編寫(xiě)康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃并導(dǎo)入軟件來(lái)生成控制指令，下位機(jī)在接收到控制指令后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器以此控制電機(jī)運(yùn)行的速度和力矩。對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，軟癱期患側(cè)肌電信號(hào)比較微弱，采用上位機(jī)軟件控制屬于被動(dòng)訓(xùn)練，有助于防止肌肉萎縮。

體感手勢(shì)控制方案，軟癱期可以通過(guò)采集健側(cè)手部或者醫(yī)工輔助手勢(shì)圖像，將預(yù)處理的手勢(shì)與深度學(xué)習(xí)的手勢(shì)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，調(diào)用設(shè)計(jì)好的手指控制指令，帶動(dòng)患側(cè)手做相似的康復(fù)運(yùn)動(dòng)。恢復(fù)期可以通過(guò)圖像識(shí)別患側(cè)手部運(yùn)動(dòng)意圖，輔助患者進(jìn)行主動(dòng)漸進(jìn)訓(xùn)練、肌力和心肺能力，提高患者肌力。

本發(fā)明模塊化、易調(diào)整的柔性手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置中，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方面，由雙軸輸出減速器輸出動(dòng)力到第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，將第二主動(dòng)輪與第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝外殼固定，第二從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)外殼的帶動(dòng)與第二主動(dòng)輪形成行星運(yùn)動(dòng)模式，即第二主動(dòng)輪固定，第二從動(dòng)輪繞第二主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)并自轉(zhuǎn)一定角度，將動(dòng)力傳遞給齒輪組來(lái)獲得所需運(yùn)動(dòng)方向、速度和驅(qū)動(dòng)力，將用于固定手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架與齒輪組中的主動(dòng)齒輪固定連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架繞被動(dòng)輪主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明中，由于主、從帶輪的齒數(shù)不同，第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二從動(dòng)輪和與其同軸的動(dòng)力學(xué)參數(shù)調(diào)整用齒輪組的主動(dòng)齒輪同時(shí)獲得一個(gè)自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力學(xué)參數(shù)調(diào)整用齒輪組用于調(diào)整固定在其被動(dòng)齒輪上的含有陣列式定位半球槽的托架運(yùn)動(dòng)方向、速度和驅(qū)動(dòng)力。

本發(fā)明中，每個(gè)手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊包括快速定位器、方向微調(diào)器、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)角度限位器及遠(yuǎn)節(jié)指骨固定套，并由含有陣列式定位半球槽的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架將五個(gè)手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊串聯(lián)起來(lái)，促使手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)遠(yuǎn)節(jié)指骨運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了手指的伸展和抓握運(yùn)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練。根據(jù)不同病人的手部情況可以快速實(shí)現(xiàn)左、右手互換，調(diào)整手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊的長(zhǎng)短和模塊之間的距離。

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊為了滿(mǎn)足五指的不同情況，針對(duì)拇指和其他四指分別設(shè)計(jì)了不同的快速定位器，其中拇指的快速定位器根據(jù)人的拇指運(yùn)動(dòng)方向做出了具有仿形結(jié)構(gòu)的空間角度調(diào)整；而長(zhǎng)度調(diào)節(jié)角度限位器可以調(diào)整每個(gè)手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊的長(zhǎng)度，又通過(guò)旋轉(zhuǎn)限位來(lái)控制柔性鏈的彎曲極限，從而使手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊在極限位置成為剛性鏈，從而使固定在遠(yuǎn)節(jié)指骨固定套的遠(yuǎn)節(jié)指骨獲得足夠的力進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例裝置利用雙軸輸出減速器實(shí)現(xiàn)了用于固定手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架與被動(dòng)齒輪的間接固定連接，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架?chē)@被動(dòng)輪主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使五指或者對(duì)應(yīng)某特定需要訓(xùn)練的手指完成伸展和抓握訓(xùn)練，模塊化的手指柔性驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以快速實(shí)現(xiàn)左右手互換，適應(yīng)不同病人的手指長(zhǎng)短、手指間距調(diào)整。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

1)只采用一個(gè)雙軸輸出減速器結(jié)合行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)調(diào)整用齒輪組實(shí)現(xiàn)了含有陣列式定位半球槽的托架繞主軸的旋轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且可以調(diào)整動(dòng)力的輸出方向、速度和大小；

2)手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊和含有陣列式定位半球槽的托架的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了左、右手互換，驅(qū)動(dòng)模塊長(zhǎng)度、模塊間隔距離的快速調(diào)節(jié)，其中，拇指柔性驅(qū)動(dòng)模塊的仿形結(jié)構(gòu)空間角度設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足了拇指康復(fù)訓(xùn)練的需求，從而實(shí)現(xiàn)了五個(gè)手指的聯(lián)動(dòng)，同時(shí)又可以指定某幾個(gè)手指做康復(fù)訓(xùn)練；

3)采用上位機(jī)(計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端)軟件控制包含點(diǎn)動(dòng)控制和制定訓(xùn)練計(jì)劃方案，通過(guò)編寫(xiě)、導(dǎo)入康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃，生成指令發(fā)給下位機(jī)控制器，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；并采用體感手勢(shì)控制方案，通過(guò)采集健側(cè)手部或者醫(yī)工輔助來(lái)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制患側(cè)手做相似的康復(fù)運(yùn)動(dòng)；這種應(yīng)用軟件和體感進(jìn)行混合控制的方法，可以實(shí)現(xiàn)被動(dòng)與主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練；

4)整體結(jié)構(gòu)緊湊，操作更加方便，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可有效解決腦卒中病人手部康復(fù)難和只能依賴(lài)專(zhuān)業(yè)醫(yī)師才能進(jìn)行手部訓(xùn)練的問(wèn)題，打破了現(xiàn)有手部康復(fù)設(shè)備欠適應(yīng)性的現(xiàn)狀，且可以實(shí)現(xiàn)左、右互換，驅(qū)動(dòng)模塊長(zhǎng)度，模塊間隔距離的快速調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)輕便結(jié)構(gòu)下拇指掌指關(guān)節(jié)、四指掌指關(guān)節(jié)和近端指間關(guān)節(jié)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，具有很好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體示意圖；

圖2是本發(fā)明的內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明在工作狀態(tài)下五指運(yùn)動(dòng)示意圖；

圖4是第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

圖5是旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊的軸側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖(省略彈簧球頭柱塞)；

圖8是含有陣列式定位半球槽的托架及快速調(diào)節(jié)示意圖；

圖9是上位機(jī)軟件控制的功能方框圖；

圖10是體感控制的功能方框圖；

圖中標(biāo)記說(shuō)明：

1—雙軸輸出減速器、2—第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、21—安裝外殼、22—第一主動(dòng)輪、23—第一從動(dòng)輪、24—第一傳動(dòng)皮帶、25—被動(dòng)輪主軸、3—第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、31—旋轉(zhuǎn)外殼、32—第二主動(dòng)輪、33—第二從動(dòng)輪、34—第二傳動(dòng)皮帶、35—法蘭、36—旋轉(zhuǎn)限位槽、37—限位螺釘、4—推力軸承、5—推力軸承端蓋、6—主動(dòng)齒輪、7—被動(dòng)齒輪、8—自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架、9—手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊、91—快速定位器、92—方向微調(diào)器、93—長(zhǎng)度調(diào)節(jié)角度限位器、94—遠(yuǎn)節(jié)指骨固定套、95—彈簧球頭柱塞。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例：

如圖1-8所示，一種柔性手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置，該裝置包括雙軸輸出減速器1、一對(duì)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在雙軸輸出減速器1兩側(cè)且分別與雙軸輸出減速器1傳動(dòng)連接的第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、與第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2傳動(dòng)連接的第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3、通過(guò)齒輪組與第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3傳動(dòng)連接的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8以及設(shè)置在自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8上的手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9。

其中，第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括安裝外殼21、設(shè)置在安裝外殼21中且與雙軸輸出減速器1傳動(dòng)連接的第一主動(dòng)輪22以及通過(guò)第一傳動(dòng)皮帶24與第一主動(dòng)輪22傳動(dòng)連接的第一從動(dòng)輪23，兩第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的第一從動(dòng)輪23通過(guò)被動(dòng)輪主軸25固定連接在一起。

第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括旋轉(zhuǎn)外殼31、位于旋轉(zhuǎn)外殼31中且套設(shè)在被動(dòng)輪主軸25上并與相應(yīng)一側(cè)的第一從動(dòng)輪23同軸設(shè)置的第二主動(dòng)輪32、通過(guò)第二傳動(dòng)皮帶34與第二主動(dòng)輪32傳動(dòng)連接的第二從動(dòng)輪33，第二主動(dòng)輪32與安裝外殼21固定連接，第二從動(dòng)輪33的轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)外殼31固定連接，在工作狀態(tài)下，第二從動(dòng)輪33的轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)外殼31的帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)第二從動(dòng)輪33繞第二主動(dòng)輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，并產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)模式。

旋轉(zhuǎn)外殼31通過(guò)法蘭35與被動(dòng)輪主軸25固定連接，旋轉(zhuǎn)外殼31在被動(dòng)輪主軸25的帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3提供動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)外殼31的內(nèi)側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有一對(duì)半弧形的旋轉(zhuǎn)限位槽36，該旋轉(zhuǎn)限位槽36中設(shè)有限位螺釘37。被動(dòng)輪主軸25上設(shè)有與安裝外殼21、第二主動(dòng)輪32及旋轉(zhuǎn)外殼31配合使用的推力軸承4，安裝外殼21及第二主動(dòng)輪32的沉孔內(nèi)各安裝有一個(gè)推力軸承端蓋5，旋轉(zhuǎn)外殼31的中心孔處安裝有兩個(gè)推力軸承端蓋5。

齒輪組包括與自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8傳動(dòng)連接的主動(dòng)齒輪6、與主動(dòng)齒輪6相適配且與第二從動(dòng)輪33固定連接的被動(dòng)齒輪7，主動(dòng)齒輪6與被動(dòng)齒輪7通過(guò)過(guò)盈配合形成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用深溝球軸承提高各旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的精度并較小摩擦；第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2采用規(guī)格相同的同步帶輪作為第一級(jí)的動(dòng)力輸出，第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3中為了實(shí)現(xiàn)第二從動(dòng)輪33繞第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的被動(dòng)輪主軸25做行星運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力學(xué)參數(shù)調(diào)整用齒輪組中的主動(dòng)齒輪6和被動(dòng)齒輪7通過(guò)過(guò)盈配合形成同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8為設(shè)有陣列式定位半球槽的托架，手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9共設(shè)有5個(gè)，并通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8串聯(lián)在一起。

手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9包括通過(guò)彈簧球頭柱塞95與自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8固定連接的快速定位器91、與快速定位器91固定連接的方向微調(diào)器92、通過(guò)鉸鏈依次與方向微調(diào)器92柔性連接的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)角度限位器93及遠(yuǎn)節(jié)指骨固定套94。

如圖3所示，本實(shí)施例裝置通過(guò)一個(gè)雙軸輸出減速器1，實(shí)現(xiàn)了拇指遠(yuǎn)節(jié)指骨和其他四指遠(yuǎn)節(jié)指骨在自適應(yīng)方向的抓握、伸展運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，每個(gè)手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9包括快速定位器91、方向微調(diào)器92、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)角度限位器93及遠(yuǎn)節(jié)指骨固定套94，并由含有陣列式定位半球槽的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8將五個(gè)手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9串聯(lián)起來(lái)，促使手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9帶動(dòng)遠(yuǎn)節(jié)指骨運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了手指的伸展和抓握運(yùn)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練。根據(jù)不同病人的手部情況可以快速實(shí)現(xiàn)左、右手互換，調(diào)整手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9的長(zhǎng)短和模塊之間的距離。

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9為了滿(mǎn)足五指的不同情況，針對(duì)拇指和其他四指分別設(shè)計(jì)了不同的快速定位器91，其中拇指的快速定位器91根據(jù)人的拇指運(yùn)動(dòng)方向做出了具有仿形結(jié)構(gòu)的空間角度調(diào)整；而長(zhǎng)度調(diào)節(jié)角度限位器93可以調(diào)整每個(gè)手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9的長(zhǎng)度，又通過(guò)旋轉(zhuǎn)限位來(lái)控制柔性鏈的彎曲極限，從而使手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9在極限位置成為剛性鏈，從而使固定在遠(yuǎn)節(jié)指骨固定套94的遠(yuǎn)節(jié)指骨獲得足夠的力進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。根據(jù)病人需要進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的手部差異，左、右手形式，調(diào)整手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9的長(zhǎng)短和模塊之間的距離都需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖6所示，彈簧球頭柱塞95嵌入快速定位器91中在配合含有陣列式定位半球槽的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8上，球頭在彈簧的支撐下可以實(shí)現(xiàn)模塊的快速推拉和定位，擰開(kāi)一端的螺母后，可以更換、調(diào)整手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9的排列順序和間隔距離。

如圖4所示，第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，在旋轉(zhuǎn)內(nèi)殼31上開(kāi)有旋轉(zhuǎn)限位槽36，第二主動(dòng)輪32通過(guò)定位螺栓與第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的安裝外殼21固定連接，旋轉(zhuǎn)外殼31通過(guò)法蘭35和第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的被動(dòng)輪主軸25的軸端扁位固定連接，從而可以在主動(dòng)軸的帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例裝置還包括與雙軸輸出減速器1電連接的下位機(jī)控制器、向下位機(jī)控制器傳送指令的計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端以及與計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端電連接的視覺(jué)采集器。

在實(shí)際使用時(shí)，制定訓(xùn)練計(jì)劃方案，通過(guò)上位機(jī)(計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端)軟件的編寫(xiě)訓(xùn)練計(jì)劃，生成指令發(fā)給下位機(jī)控制器，控制雙軸輸出減速器1的轉(zhuǎn)速大小；體感手勢(shì)控制方案，通過(guò)視覺(jué)采集器來(lái)采集健側(cè)手部或者醫(yī)工輔助來(lái)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制患側(cè)手做相似的康復(fù)運(yùn)動(dòng)。

如圖9所示，利用運(yùn)行在計(jì)算機(jī)或者移動(dòng)終端上的上位機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置的控制，分為點(diǎn)動(dòng)控制和制定康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃兩種方式，用戶(hù)可以在點(diǎn)動(dòng)控制界面點(diǎn)擊控制按鈕或者編寫(xiě)康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃并導(dǎo)入軟件來(lái)生成控制指令，下位機(jī)在接收到控制指令后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器以此控制電機(jī)運(yùn)行的速度和力矩。對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，軟癱期患側(cè)肌電信號(hào)比較微弱，采用上位機(jī)軟件控制屬于被動(dòng)訓(xùn)練，有助于防止肌肉萎縮。

如圖10所示，體感手勢(shì)控制方案，軟癱期可以通過(guò)采集健側(cè)手部或者醫(yī)工輔助手勢(shì)圖像，將預(yù)處理的手勢(shì)與深度學(xué)習(xí)的手勢(shì)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，調(diào)用設(shè)計(jì)好的手指控制指令，帶動(dòng)患側(cè)手做相似的康復(fù)運(yùn)動(dòng)?；謴?fù)期可以通過(guò)圖像識(shí)別患側(cè)手部運(yùn)動(dòng)意圖，輔助患者進(jìn)行主動(dòng)漸進(jìn)訓(xùn)練、肌力和心肺能力，提高患者肌力。

本實(shí)施例模塊化、易調(diào)整的柔性手功能康復(fù)訓(xùn)練裝置中，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方面，由雙軸輸出減速器1輸出動(dòng)力到第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2，第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3中，將第二主動(dòng)輪32與第一級(jí)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的安裝外殼21固定，第二從動(dòng)輪33的轉(zhuǎn)軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)外殼31的帶動(dòng)與第二主動(dòng)輪32形成行星運(yùn)動(dòng)模式，即第二主動(dòng)輪32固定，第二從動(dòng)輪33繞第二主動(dòng)輪32轉(zhuǎn)動(dòng)并自轉(zhuǎn)一定角度，將動(dòng)力傳遞給齒輪組來(lái)獲得所需運(yùn)動(dòng)方向、速度和驅(qū)動(dòng)力，將用于固定手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8與齒輪組中的主動(dòng)齒輪6固定連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8繞被動(dòng)輪主軸25的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于主、從帶輪的齒數(shù)不同，第二級(jí)行星同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的第二從動(dòng)輪33和與其同軸的動(dòng)力學(xué)參數(shù)調(diào)整用齒輪組的主動(dòng)齒輪6同時(shí)獲得一個(gè)自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力學(xué)參數(shù)調(diào)整用齒輪組用于調(diào)整固定在其被動(dòng)齒輪7上的含有陣列式定位半球槽的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8運(yùn)動(dòng)方向、速度和驅(qū)動(dòng)力。

本實(shí)施例裝置利用雙軸輸出減速器1實(shí)現(xiàn)了用于固定手指柔性驅(qū)動(dòng)模塊9的自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8與被動(dòng)齒輪7的間接固定連接，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)調(diào)節(jié)托架8圍繞被動(dòng)輪主軸25的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使五指或者對(duì)應(yīng)某特定需要訓(xùn)練的手指完成伸展和抓握訓(xùn)練，模塊化的手指柔性驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以快速實(shí)現(xiàn)左右手互換，適應(yīng)不同病人的手指長(zhǎng)短、手指間距調(diào)整。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。