[发明专利]一种欠驱动型外骨骼康复机械手

摘要

本发明公开了一种欠驱动型外骨骼康复机械手，包括大拇指关节组件、食指关节组件、中指关节组件、无名指关节组件、小指关节组件、电机第一辅助支撑板、手指屈伸驱动电机组、手指摆动驱动电机组、电机第二辅助支撑板、手掌组件和手掌固定件；所述大拇指关节组件、食指关节组件、中指关节组件、无名指关节组件和小指关节组件分别与手掌组件连接；该机械手能够实现患者五个手指康复训练，也能实现单个手指的弯曲、伸直和左右摆动。采用欠驱动形式，单个手指由两个电机驱动，少于单个手指自由度，通过柔性皮带和绳索传递动力，具有结构简易，简化控制复杂性，提高运动灵活性的特点。

主权项

1.一种欠驱动型外骨骼康复机械手，其特征在于该康复机械手包括大拇指关节组件、食指关节组件、中指关节组件、无名指关节组件、小指关节组件、电机第一辅助支撑板、手指屈伸驱动电机组、手指摆动驱动电机组、电机第二辅助支撑板、手掌组件和手掌固定件；所述大拇指关节组件、食指关节组件、中指关节组件、无名指关节组件和小指关节组件分别与手掌组件连接；所述手指屈伸驱动电机组分别安装在电机第一辅助支撑板和电机第二辅助支撑板上；所述手指摆动驱动电机组安装在电机第二辅助支撑板上；所述手掌固定件与手掌组件连接；所述电机第一辅助支撑板与手掌组件连接；所述手掌组件与电机第二辅助支撑板连接；所述手指屈伸驱动电机组包括五个屈伸驱动电机，分别对应五根手指；所述手指摆动驱动电机组包括五个摆动驱动电机，分别对应五根手指；所述大拇指关节组件包括大拇指关节旋转轴、大拇指关节被动同步带轮、第一法兰盘、大拇指关节第一连接件、大拇指关节第一限位件、大拇指关节第一扭转弹簧、大拇指关节第二扭转弹簧、大拇指关节绳索第一固定件、大拇指关节第二连接件、大拇指第一关节、大拇指关节第二限位件、大拇指第二关节、大拇指关节主动同步带轮、大拇指关节传动同步带、大拇指关节传动绳索、大拇指关节主动绳索轮、大拇指第二关节绑带、大拇指关节第一轴、大拇指关节第一轴套、大拇指第一关节绑带、大拇指关节第二轴、大拇指关节第二轴套、大拇指关节弯曲第三连接件、大拇指关节第三轴套、大拇指关节第三轴、大拇指关节绳索第二固定件、大拇指关节弯曲第一连接件、大拇指关节驱动绳索、大拇指关节弯曲第二连接件和大拇指关节弯曲第四连接件；所述大拇指关节旋转轴的一端通过带菱形座轴承与电机第一辅助支撑板连接；所述大拇指关节旋转轴中部与大拇指关节被动同步带轮连接；所述大拇指关节旋转轴的轴肩通过轴承与手掌组件连接；所述大拇指关节旋转轴的另一端与第一法兰盘的一端连接，第一法兰盘的另一端与大拇指关节第一连接件连接；所述大拇指关节第一连接件的一侧面与大拇指关节第二连接件的一端连接，大拇指关节第二连接件的另一端与大拇指关节弯曲第一连接件连接；所述大拇指关节弯曲第一连接件端面通过螺栓与大拇指关节弯曲第二连接件的一端连接；大拇指关节弯曲第二连接件另一端固定在大拇指第一关节上；所述大拇指关节第一扭转弹簧的弹簧旋转轴置于大拇指关节弯曲第一连接件与大拇指关节弯曲第二连接件之间的螺栓的上方；所述大拇指关节第一扭转弹簧的一端与大拇指关节第二连接件连接，另一端与大拇指第一关节的一端连接；所述大拇指关节第二连接件上安装有两根大拇指关节第一轴；两根大拇指关节第一轴一端固定在大拇指关节第二连接件的侧面孔内；每根大拇指关节第一轴的另一端上均安装有两个大拇指关节第一轴套；两个大拇指关节第一轴套之间安装有一个小轴承，小轴承内圈两侧面分别与两个大拇指关节第一轴套内圈相互配合，小轴承外圈与大拇指关节第一限位件带圆形通孔端配合；所述大拇指第一关节上分别与四根大拇指关节第二轴的一端固定；每根大拇指关节第二轴的另一端均安装有两个大拇指关节第二轴套，两个大拇指关节第二轴套之间安装有一个小轴承，小轴承内圈两侧面分别与两个大拇指关节第二轴套内圈相互配合，小轴承外圈分别与大拇指关节第一限位件带长槽端和大拇指关节第二限位件带圆形通孔端配合；所述大拇指第一关节绑带固定在大拇指第一关节上；所述大拇指第一关节的另一端连接大拇指关节弯曲第三连接件，大拇指关节弯曲第三连接件通过螺栓与大拇指关节弯曲第四连接件的一端连接；大拇指关节弯曲第四连接件的另一端与大拇指第二关节连接；所述大拇指关节第二扭转弹簧的弹簧旋转轴置于大拇指关节弯曲第三连接件与大拇指关节弯曲第四连接件之间的螺栓的上方；大拇指关节第二扭转弹簧的一端与大拇指第一关节连接，另一端与大拇指第二关节连接；所述大拇指第二关节绑带与大拇指第二关节连接；两根大拇指关节第三轴一端固定在大拇指第二关节的侧面孔内；每根大拇指关节第三轴的另一端均安装有两个大拇指关节第三轴套，两个大拇指关节第三轴套之间安装有一个小轴承，小轴承内圈两侧面分别与两个大拇指关节第三轴套内圈相互配合，小轴承外圈与大拇指关节第二限位件带长槽端配合；所述大拇指关节绳索第二固定件与大拇指关节第一连接件连接；大拇指关节绳索第一固定件与手掌组件连接；所述手指摆动驱动电机组中的一个摆动驱动电机的输出端与大拇指关节主动同步带轮连接，大拇指关节主动同步带轮通过大拇指关节传动同步带与大拇指关节被动同步带轮连接；两条大拇指关节驱动绳索一端固定在大拇指第二关节的线槽上，另一端分别穿过大拇指第一关节的线槽和大拇指关节绳索第二固定件的线槽与大拇指关节传动绳索一端连接并合并成一股线；所述大拇指关节传动绳索另一端缠绕在大拇指关节主动绳索轮上；所述手指屈伸驱动电机组中的一个屈伸驱动电机的输出端连接大拇指关节主动绳索轮；所述食指关节组件包括食指关节主动绳索轮、食指关节传动绳索、食指关节旋转轴、食指关节被动同步带轮、食指关节传动皮带、第二法兰盘、食指关节第一连接件、食指关节第一扭转弹簧、食指第一关节、食指关节第二扭转弹簧、食指第二关节、食指关节第三扭转弹簧、食指第三关节、食指关节第二连接件、食指关节第一限位件、食指关节弯曲第二连接件、食指关节第二限位件、食指关节弯曲第三连接件、食指关节弯曲第四连接件、食指关节第三限位件、食指关节弯曲第五连接件、食指关节绳索第一固定件、食指关节主动同步带轮、食指关节第四轴套、食指关节弯曲第六连接件、食指关节绳索第二固定件、食指关节弯曲第一连接件、食指关节驱动绳索、食指关节第二轴套、食指第一关节绑带、食指关节第二轴、食指关节第三轴套、食指关节第三轴、食指第三关节绑带、食指关节第四轴、食指关节第一轴套、食指关节第一轴和食指第二关节绑带；所述食指关节旋转轴的一端通过带菱形座轴承与电机第一辅助支撑板连接；所述食指关节旋转轴中部与食指关节被动同步带轮连接；所述食指关节旋转轴的轴肩通过轴承与手掌组件连接；所述食指关节旋转轴的另一端与第二法兰盘的一端连接，第二法兰盘的另一端与食指关节第一连接件连接；所述食指关节第一连接件的一侧面与食指关节第二连接件的一端连接，食指关节第二连接件的另一端与食指关节弯曲第一连接件连接；所述食指关节弯曲第一连接件端面通过螺栓与食指关节弯曲第二连接件的一端连接；食指关节弯曲第二连接件另一端固定在食指第一关节上；所述食指关节第一扭转弹簧的弹簧旋转轴置于食指关节弯曲第一连接件与食指关节弯曲第二连接件之间的螺栓的上方；所述食指关节第一扭转弹簧的一端与食指关节第二连接件连接，另一端与食指第一关节的一端连接；所述食指关节第二连接件上安装有两根食指关节第一轴；两根食指关节第一轴一端固定在食指关节第二连接件的侧面孔内；每根食指关节第一轴的另一端上均安装有两个食指关节第一轴套；两个食指关节第一轴套之间安装有一个小轴承，小轴承内圈两侧面分别与两个食指关节第一轴套内圈相互配合，小轴承外圈与食指关节第一限位件带圆形通孔端配合；所述食指第一关节上分别与四根食指关节第二轴的一端固定；每根食指关节第二轴的另一端均安装有两个食指关节第二轴套，两个食指关节第二轴套之间安装有一个小轴承，小轴承内圈两侧面分别与两个食指关节第二轴套内圈相互配合，小轴承外圈分别与食指关节第一限位件带长槽端和食指关节第二限位件带圆形通孔端配合；所述食指第一关节绑带固定在食指第一关节上；所述食指第一关节的另一端连接食指关节弯曲第三连接件，食指关节弯曲第三连接件通过螺栓与食指关节弯曲第四连接件的一端连接；食指关节弯曲第四连接件的另一端与食指第二关节的一端连接；所述食指关节第二扭转弹簧的弹簧旋转轴置于食指关节弯曲第三连接件与食指关节弯曲第四连接件之间的螺栓的上方；食指关节第二扭转弹簧的一端与食指第一关节连接，另一端与食指第二关节连接；所述食指第二关节绑带与食指第二关节连接；四根食指关节第三轴一端固定在食指第二关节的侧面孔内；每根食指关节第三轴的另一端均安装有两个食指关节第三轴套，两个食指关节第三轴套之间安装有一个小轴承，小轴承内圈两侧面分别与两个食指关节第三轴套内圈相互配合，小轴承外圈分别与食指关节第二限位件带长槽端和食指关节第三限位件带圆形通孔端配合；所述食指第三关节绑带固定在食指第三关节上；所述食指第二关节的另一端连接食指关节弯曲第五连接件，食指关节弯曲第五连接件通过螺栓与食指关节弯曲第六连接件连接；所述两个食指关节弯曲第六连接件固定在食指第三关节上；所述食指关节第三扭转弹簧的弹簧旋转轴置于食指关节弯曲第五连接件与食指关节弯曲第六连接件之间的螺栓的上方；食指关节第三扭转弹簧的一端与食指第二关节连接，另一端与食指第三关节连接；两根食指关节第四轴一端固定在食指第三关节的侧面孔内；每根食指关节第四轴的另一端均安装有两个食指关节第四轴套，两个食指关节第四轴套之间安装有一个小轴承，小轴承内圈两侧面分别与两个食指关节第四轴套内圈相互配合，小轴承外圈与食指关节第三限位件的带长槽端配合；所述食指关节绳索第二固定件与食指关节第一连接件连接；食指关节绳索第一固定件与手掌组件连接；所述手指摆动驱动电机组中的一个摆动驱动电机的输出端与食指关节主动同步带轮连接，食指关节主动同步带轮通过食指关节传动皮带与食指关节被动同步带轮连接；两条食指关节驱动绳索一端固定在食指第三关节的线槽上，另一端分别穿过食指第二关节的线槽、食指第一关节的线槽和食指关节绳索第二固定件的线槽与食指关节传动绳索一端连接并合并成一股线；所述食指关节传动绳索另一端缠绕在食指关节主动绳索轮上；所述手指屈伸驱动电机组中的一个屈伸驱动电机的输出端连接食指关节主动绳索轮；所述中指关节组件、无名指关节组件和小指关节组件与食指关节组件的结构完全相同。