[发明专利]一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人

摘要

一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，是由驱动单元和与驱动单元相连的执行单元构成，执行单元包括用于带动手指根部关节活动的掌指关节单元模块、用于带动手指中部关节活动的近指关节单元模块和用于带动手指端部关节活动的远指关节单元模块，驱动单元包括有3组独立工作且结构完全相同的分别对应驱动掌指关节单元模块、近指关节单元模块和远指关节单元模块的驱动模块。本发明不仅能够满足处拇指以外其他手指三个自由度和各关节的运动角度，而且引入串联弹性驱动器，从而保证了对关节力矩的精确控制；此外大部分零件由3D打印制成，在保证强度的前提下，大大降低了作用的手指的重量；而且在一定范围内适应了手指长度的个体差异。

主权项

一种基于柔索驱动手部运动功能康复机器人，是由驱动单元和与驱动单元相连的执行单元构成，其特征在于，所述的执行单元包括：用于带动手指根部关节活动的掌指关节单元模块（2）、用于带动手指中部关节活动的近指关节单元模块（3）和用于带动手指端部关节活动的远指关节单元模块（4），所述的驱动单元包括有3组独立工作且结构完全相同的分别对应驱动掌指关节单元模块（2）、近指关节单元模块（3）和远指关节单元模块（4）的驱动模块（1）；所述的驱动模块（1）包括有：设置在电机座(101)上的带编码器的电机（105），通过平键（103）固定连接在所述带编码器的电机（105）输出轴上的主驱动滑轮（104），以及第一柔索（106）和第二柔索（109），所述第一柔索（106）和第二柔索（109）的一端分别通过固定销轴（102）固定连接在所述主驱动滑轮（104）的第一柔索槽（1010）内，所述第一柔索（106）和第二柔索（109）的另一端贯穿一端固定在柔索外套固定架（108）上另一端固定在掌指关节单元模块（2）或近指关节单元模块（3）或远指关节单元模块（4）上的柔索外套（107）连接所驱动的掌指关节单元模块（2）或近指关节单元模块（3）或远指关节单元模块（4），所述的柔索外套固定架（108）固定设置在所述电机座(101)上；所述的掌指关节单元模块（2）包括有：用于连接在手掌（5）的设定位置上的基座（201），固定在所述基座（201）上的掌指关节底座（202），以及一体形成在掌指关节底座（202）上的第一圆弧形座套（203），所述基座（201）是通过形成在基座（201）上的过带孔（2014）和尼龙扣带（1018）与手掌（5）固定连接，所述第一圆弧形座套（203）在位于非圆弧面的一面上形成有向内凹进的第一滑轮槽（205），所述第一圆弧形座套（203）上构成第一滑轮槽（205）的两个侧壁中的一个侧壁上在位于圆心处形成有第一中心螺纹孔（206），另一个侧壁上在位于圆心处形成有与所述的第一中心螺纹孔（206）同轴的第一中心孔（207），第一驱动滑轮（204）通过依次插入第一中心孔（207）、第一驱动滑轮（204）的第一中心轮孔（2011）和第一中心螺纹孔（206）的第一中心轴（208）能够旋转的设置在所述第一圆弧形座套（203）的第一滑轮槽（205）内，所述的第一中心轴（208）通过形成在前端部的外螺纹与所述的第一中心螺纹孔（206）螺纹连接而固定连接在所述第一圆弧形座套（203）上，所述第一圆弧形座套（203）上在位于第一滑轮槽（205）的外侧且与所述的第一中心孔（207）相邻处一体形成有与所述的第一中心孔（207）同轴的第一磁环固定座（209），所述第一磁环固定座（209）内嵌入有与所述的第一磁环固定座（209）过盈配合的第一磁环（2010），所述的第一磁环固定座（209）与所述的第一滑轮槽（205）的侧壁之间还形成有用于插入第一磁阻角度传感器（2015）的第一传感器槽（2016），所述第一驱动滑轮（204）上在位于中心轮孔（2011）的一侧形成有相贯通的第一销孔（2012），所述第一销孔（2012）上通过第一销轴（2013）固定连接从第一滑轮槽（205）外侧底部插入到所述第一滑轮槽（205）内的用于驱动第一驱动滑轮（204）的驱动模块（1）中的第一柔索（106）和第二柔索（109），所述第一驱动滑轮（204）上在位于中心轮孔（2011）远离第一销孔（2012）的一侧固定连接有第一主动杆（2017）的一端，所述第一主动杆（2017）的另一端铰接有第一从动杆（2018）的上部，所述第一从动杆（2018）的底部固定连接在能够沿微型直线轨道（2020）移动的滑块（2019）上，所述的微型直线轨道（2020）固定连接所述近指关节单元模块（3）。