CN110123575B - 一种智能手指康复训练机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能手指康复训练机器人，一种智能手指康复训练机器人，包括一号连接杆：所述一号连接杆的一端内部贯穿设置有一号转轴，所述一号转轴的外侧设置有二号连接杆，所述二号连接杆的内部贯穿设置有二号转轴，所述二号转轴的外侧设置有三号连接杆，所述三号连接杆的一端设置有指套，所述指套的内部掏空设置有指槽。本发明所述的一种智能手指康复训练机器人,能够让设备适应不同粗度手指的人，同时能够将手指与指套完美贴合，让手指不会因为被指套固定地太紧或者太松而感到不舒服，能够让僵硬的关节能够活动起来，达到锻炼指关节的目的，这种手指康复训练机器人将会带来更好的使用前景。

Description

一种智能手指康复训练机器人

技术领域

本发明涉及康复训练领域，特别涉及一种智能手指康复训练机器人。

背景技术

近二十年来，随着国内外对关节康复研究的不断深入，机器人辅助康复技术在关节康复中愈加发挥重要的作用，多数临床数据证明，在相同训练强度的条件下，机器人辅助疗法至少具有和常规疗法同样的康复效果；传统的手指康复训练机器人有一些缺点，首先指尖固定的地方不完善，指尖不能完美地与设备贴合，在进行训练的时候容易对指尖产生摩擦，导致皮外伤的产生，其次以往的设备指关节处连接不灵活，不能够随随着手指的弯曲而弯曲，对手指的训练效果不是很好，达不到训练指标，为了解决上述问题，我们提出了这种手指康复训练机器人。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智能手指康复训练机器人，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种智能手指康复训练机器人，包括一号连接杆：所述一号连接杆的一端内部贯穿设置有一号转轴，所述一号转轴的外侧设置有二号连接杆，所述二号连接杆的内部贯穿设置有二号转轴，所述二号转轴的外侧设置有三号连接杆，所述三号连接杆的一端设置有指套，所述指套的内部掏空设置有指槽，所述指套的前端设置有隔断槽，所述指套的外侧设置有固定槽，所述固定槽的内部设置橡皮筋；所述一号转轴与一号连接杆的一端的内部活动连接，所述二号连接杆与一号转轴活动连接，所述二号连接杆的数量为两组，所述二号转轴与二号连接杆活动连接，所述三号连接杆的一端与二号转轴活动连接；所述一号连接杆的另一端设置有传导杆，所述传导杆的一端与安装在控制箱内的微型电机的输出轴相连，在所述微型电机的控制端安装有控制器，所述控制箱的上端设置有勾面魔术贴，所述控制箱的下端设置有毛面魔术贴，所述控制箱的一端设置有导线；所述微型电机包括底板、电机壳、顶板、传动环，所述底板外侧设置有固定板，所述固定板与所述底板之间一体成型，所述固定板内设置有安装槽，所述固定板上端焊接有滑板，所述滑板内侧设置有所述电机壳，所述电机壳侧壁内设置有第一滑槽，所述第一滑槽上端设置有第二滑槽，所述电机壳内壁安装有磁极，所述磁极与所述电机壳之间通过螺钉连接，所述电机壳中间设置有安装环，所述安装环外侧设置有连接柱，所述连接柱与所述安装环之间一体成型，所述连接柱外侧缠绕有线圈，所述连接柱一端设置有限位板，所述限位板与所述连接柱之间一体成型，所述电机壳上端设置有所述顶板，所述顶板与所述电机壳之间通过螺钉连接，所述顶板内设置有安装板，所述安装板与所述顶板之间通过螺钉连接，所述安装板外侧焊接有固定块，所述顶板上端焊接有挡环，所述安装环内设置有连接环，所述连接环内设置有所述传动环，所述传动环内设置有驱动轴，所述驱动轴内设置有安装键。

优选的，所述指套的一端外表面与三号连接杆的另一端外表面固定连接，所述指套的材料为橡胶材料，所述指槽与指套的内部固定连接，所述隔断槽与指套的前端固定连接。

优选的，所述固定槽与指套的外表面固定连接，所述橡皮筋与固定槽的内部固定连接，所述隔断槽、固定槽相互垂直。

优选的，所述一号连接杆的另一端外表面与传导杆的一端外表面固定连接，所述传导杆的另一端外表面与微型电机的输出轴固定连接，所述勾面魔术贴的下端外表面与控制箱的上端外表面固定连接，所述毛面魔术贴的上端外表面与控制箱的下端外表面固定连接，所述勾面魔术贴、毛面魔术贴的数量均为两组，所述导线的一端与控制器连接，所述一号转轴的输入端口与控制器的输出端口电性连接。

优选地：所述固定板数量为四个，均匀的分布在所述底板的四周。如此设置，利用四个所述固定板，将螺栓与所述安装槽配合，能加强所述固定板的稳定性。

优选地：所述滑板与所述第一滑槽之间滑动连接，所述固定块与所述第二滑槽之间滑动连接，所述固定块与所述滑板之间插接。如此设置，可以将所述滑板***所述固定块中，利用所述滑板紧贴在所述电机壳的外侧，可以使所述电机壳将所述顶板与所述底板之间更加的稳定。

优选地：所述磁极数量为十个，均匀的分布在所述电机壳内表面，所述限位板数量为十个，所述限位板与所述磁极之间的距离为1mm。如此设置，利用电磁感应原理，给所述磁极通电配合所述线圈，使得所述安装环开始转动。

优选地：所述连接环与所述安装环之间过盈连接。如此设置，可以使所述安装环带动所述连接环一起转动。

优选地：所述传动环与所述连接环之间过盈连接，所述驱动轴与所述传动环内侧之间过盈连接。如此设置，利用所述传动环可以将动能更加有效的传递给驱动轴，提高能量转化率。

优选地：所述安装键与所述驱动轴之间一体成型，所述挡环与所述驱动轴之间距离为1mm。如此设置，利用所述安装键方便将需要驱动的装置安装在所述驱动轴外侧，利用所述固定块可以防止灰尘进入装置中，影响装置的使用寿命。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的智能手指康复训练机器人，通过将指尖放入指套中，然后使用橡皮筋绕在固定槽中，根据不同粗度的指尖改变橡皮筋缠绕在固定槽上的圈数，手指越细缠绕的圈数越多，这样隔断槽会被橡皮筋勒紧闭合，直到指套与指尖完全贴合为止，这种设计能够让设备适应不同粗度手指的人，同时能够将手指与指套完美贴合，让手指不会因为被指套固定地太紧或者太松而感到不舒服，将一号连接杆、二号连接杆、三号连接杆采用转轴连接的目的是为了使设备能够通过一号连接杆、二号连接杆、三号连接杆的的运动带动关节的弯曲和伸直，让僵硬的关节能够活动起来，达到锻炼指关节的目的，较为实用，使用的效果相对于传统方式更好。

2、本发明中的微型电机在滑板与第一滑槽之间滑动连接，固定块与第二滑槽之间滑动连接，固定块与滑板之间插接，可以将滑板***固定块中，利用滑板紧贴在电机壳的外侧，可以使电机壳将顶板与底板之间更加的稳定，保证装置能量转化过程的稳定性；

3、本发明中的微型电机利用安装键方便将需要驱动的装置安装在驱动轴外侧，利用固定块可以防止灰尘进入装置中，影响装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种智能手指康复训练机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一种智能手指康复训练机器人的局部结构示意图；

图3为本发明一种智能手指康复训练机器人的一号连接杆、一号转轴、二号连接杆连接示意图；

图4为本发明一种智能手指康复训练机器人的指套、指槽、隔断槽、固定槽、橡皮筋的连接示意图；

图5是本发明中微型电机的立体结构示意图；

图6是本发明中微型电机的俯视图；

图7是本发明中微型电机的仰视图；

图8是本发明中微型电机的内部结构示意图；

图9是本发明中微型电机的连接环剖视图；

图10为本发明中控制器的电路原理图。

图中：1、一号连接杆；2、一号转轴；3、二号连接杆；4、二号转轴；5、三号连接杆；6、指套；7、指槽；8、隔断槽；9、固定槽；10、橡皮筋；11、传导杆；12、控制箱；13、勾面魔术贴；14、毛面魔术贴；15、导线；16、底板；17、固定板；18、安装槽；19、滑板；20、电机壳；21、第一滑槽；22、第二滑槽；23、磁极；24、安装环；25、连接柱；26、线圈；27、限位板；28、顶板；29、安装板；30、固定块；31、挡环；32、连接环；33、传动环；34、驱动轴；35、微型电机；36、控制器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-10所示，本发明的一种智能手指康复训练机器人，包括一号连接杆1：一号连接杆1的一端内部贯穿设置有一号转轴2，一号转轴2的外侧设置有二号连接杆3，二号连接杆3的内部贯穿设置有二号转轴4，二号转轴4的外侧设置有三号连接杆5，三号连接杆5的一端设置有指套6，指套6的内部掏空设置有指槽7，指套6的前端设置有隔断槽8，指套6的外侧设置有固定槽9，固定槽9的内部设置橡皮筋10；所述一号转轴2与一号连接杆1的一端的内部活动连接，通过一号转轴2可以带动二号连接杆3的运动，二号连接杆3与一号转轴2活动连接，通过二号连接杆3可以带动手指运动，二号连接杆3的数量为两组，二号转轴4与二号连接杆3活动连接，通过二号转轴4可以带动三号连接杆5的运动，三号连接杆5的一端与二号转轴4活动连接；指套6的一端外表面与三号连接杆5的另一端外表面固定连接，通过指套6可以固定指尖，指套6的材料为橡胶材料，指槽7与指套6的内部固定连接，通过指槽7可以放置指尖，隔断槽8与指套6的前端固定连接；固定槽9与指套6的外表面固定连接，通过固定槽9可以缠绕橡皮筋10，橡皮筋10与固定槽9的内部固定连接，通过橡皮筋10可以收紧指套6，隔断槽8、固定槽9相互垂直；一号连接杆1的另一端设置有传导杆11，所述传导杆11的一端与安装在控制箱12内的微型电机35的输出轴相连，在所述微型电机35的控制端安装有控制器36，本发明中，所述控制器36通过内部预置的控制程序，控制微型电机35动作，从而实现机器人的智能控制。在控制箱12的上端设置有勾面魔术贴13，控制箱12的下端设置有毛面魔术贴14，控制箱12的一端设置有导线15；一号连接杆1的另一端外表面与传导杆11的一端外表面固定连接，传导杆11的另一端外表面与微型电机35的输出轴固定连接，通过控制器36可以控制微型电机35进而带动传导杆11，勾面魔术贴13的下端外表面与控制箱12的上端外表面固定连接，毛面魔术贴14的上端外表面与控制箱12的下端外表面固定连接，通过勾面魔术贴13、毛面魔术贴14可以固定手腕，勾面魔术贴13、毛面魔术贴14的数量均为两组，导线15的一端与控制器36连接，通过导线15可以将传输信号，一号转轴2的输入端口与控制器36的输出端口电性连接。

工作原理：本发明为一种智能手指康复训练机器人，使用时，使用者通过勾面魔术贴13、毛面魔术贴14将手部固定住，防止手部滑动，再将指尖放入指套6中，然后将橡皮筋10绕在固定槽9中，根据不同粗度的指尖调节橡皮筋10缠绕在固定槽9上的圈数，手指越细缠绕的圈数越多，这样隔断槽8会被橡皮筋10勒紧闭合，直到指套6与指尖完全贴合为止，这种设计能够让设备适应不同粗度手指的人，同时能够将手指与指套6完美贴合，让人的手指不会因为被指套6固定地太紧或者太松而感到不舒服，开启设备时，控制信号通过导线15传入控制器36中（这里的控制信号可以通过外界在线输入，也可以通过预置的程序自动控制，这是本领域现在的控制方式），控制器36将信号转成运动命令，使设备能够通过一号连接杆1、二号连接杆3、三号连接杆5的的运动带动关节的弯曲和伸直，让僵硬的关节能够活动起来，达到锻炼指关节的目的，在使用前景上超越了传统的手指康复训练机器人，较为实用。

本发明中，所述微型电机35包括底板16、电机壳20、顶板28、传动环33，底板16外侧设置有固定板17，固定板17与底板16之间一体成型，固定板17内设置有安装槽18，固定板17上端焊接有滑板19，滑板19内侧设置有电机壳20，电机壳20侧壁内设置有第一滑槽21，第一滑槽21作用在于使滑板19滑动，第一滑槽21上端设置有第二滑槽22，第二滑槽22作用在于使固定块30滑动，电机壳20内壁安装有磁极23，磁极23与电机壳20之间通过螺钉连接，电机壳20中间设置有安装环24，安装环24外侧设置有连接柱25，连接柱25与安装环24之间一体成型，连接柱25外侧缠绕有线圈26，连接柱25一端设置有限位板27，限位板27与连接柱25之间一体成型，电机壳20上端设置有顶板28，顶板28与电机壳20之间通过螺钉连接，顶板28内设置有安装板29，安装板29作用在于安装固定块30，安装板29与顶板28之间通过螺钉连接，安装板29外侧焊接有固定块30，顶板28上端焊接有挡环31，安装环24内设置有连接环32，连接环32作用在于安装传动环33，连接环32内设置有传动环33，传动环33内设置有驱动轴34，驱动轴34内设置有安装键。

所述微型电机35工作时，首先将手指康复训练装置通过安装键安装在驱动轴34外侧，接着给装置通电，利用电磁感应原理，磁极23与线圈26相互配合，使安装环24开始转动，从而带动安装在连接环32内侧的传动环33一起转动，然后利用传动环33带动驱动轴34转动，实现电力到动能的转化。

所述固定板17数量为四个，均匀的分布在底板16的四周,固定板17数量为四个，均匀的分布在底板16的四周，利用四个固定板17，将螺栓与安装槽18配合，能加强固定板17的稳定性，滑板19与第一滑槽21之间滑动连接，固定块30与第二滑槽22之间滑动连接，固定块30与滑板19之间插接，可以将滑板19***固定块30中，利用滑板19紧贴在电机壳20的外侧，可以使电机壳20将顶板28与底板16之间更加的稳定，磁极23数量为十个，均匀的分布在电机壳20内表面，限位板27数量为十个，限位板27与磁极23之间的距离为1mm，利用电磁感应原理，给磁极23通电配合线圈26，使得安装环24开始转动，连接环32与安装环24之间过盈连接，可以使安装环24带动连接环32一起转动，传动环33与连接环32之间过盈连接，驱动轴34与传动环33内侧之间过盈连接，利用传动环33可以将动能更加有效的传递给驱动轴34，提高能量转化率，利用传动环33可以使驱动轴34转动的同时，降低驱动轴34的转速，安装键与驱动轴34之间一体成型，挡环31与驱动轴34之间距离为1mm，利用安装键方便将需要驱动的装置安装在驱动轴34外侧，利用固定块30可以防止灰尘进入装置中，影响装置的使用寿命。

参见图10，本发明中，所述控制器36包括型号为1209B的芯片IC，所述芯片IC的第一引脚分别连接电容C2的一端、二极管D3的负极、二级管D4的负极和电阻R2的一端；电阻R2的另一端分别连接芯片IC的第二引脚、电阻R3的一端和电阻R5的一端；电阻R3的另一端分别连接芯片IC的第三引脚和三极管D6的集电极，三极管D6的基极分别连接电容C3的一端和电阻R5的另一端；电容C3的另一端分别连接电阻R4的一端、芯片IC的第四引脚和电阻R1的一端；电阻R4的另一端分别连接熔断器FU的一端、二极管D5的正极、芯片IC的第五引脚和三极管D6的发射极；电阻R1的另一端 分别连接熔断器FU的另一端、二极管D2的负极和二极管D1的负极，二极管D1的正极连接信号输入端V1；芯片IC的第六引脚分别连接电容C1的一端、信号输出端V2、二极管D3的正极和二极管D4的正极；二极管D2的正极连接电容C1的另一端，二极管D5的负极连接电容C2的另一端。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种智能手指康复训练机器人，包括一号连接杆（1），其特征在于：所述一号连接杆（1）的一端内部贯穿设置有一号转轴（2），所述一号转轴（2）的外侧设置有二号连接杆（3），所述二号连接杆（3）的内部贯穿设置有二号转轴（4），所述二号转轴（4）的外侧设置有三号连接杆（5），所述三号连接杆（5）的一端设置有指套（6），所述指套（6）的内部掏空设置有指槽（7），所述指套（6）的前端设置有隔断槽（8），所述指套（6）的外侧设置有固定槽（9），所述固定槽（9）的内部设置橡皮筋（10）；所述一号转轴（2）与一号连接杆（1）的一端的内部活动连接，所述二号连接杆（3）与一号转轴（2）活动连接，所述二号连接杆（3）的数量为两组，所述二号转轴（4）与二号连接杆（3）活动连接，所述三号连接杆（5）的另一端与二号转轴（4）活动连接；所述一号连接杆（1）的另一端设置有传导杆（11），所述传导杆（11）的一端与安装在控制箱（12）内的微型电机（35）的驱动轴相连，在所述微型电机（35）的控制端安装有控制器（36），所述控制箱（12）的上端设置有勾面魔术贴（13），所述控制箱（12）的下端设置有毛面魔术贴（14），所述控制箱（12）的一端设置有导线（15）；所述微型电机（35）包括底板（16）、电机壳（20）、顶板（28）、传动环（33），所述底板（16）外侧设置有固定板（17），所述固定板（17）与所述底板（16）之间一体成型，所述固定板（17）内设置有安装槽（18），所述固定板（17）上端焊接有滑板（19），所述滑板（19）内侧设置有所述电机壳（20），所述电机壳（20）侧壁内设置有第一滑槽（21），所述第一滑槽（21）上端设置有第二滑槽（22），所述电机壳（20）内壁安装有磁极（23），所述磁极（23）与所述电机壳（20）之间通过螺钉连接，所述电机壳（20）中间设置有安装环（24），所述安装环（24）外侧设置有连接柱（25），所述连接柱（25）与所述安装环（24）之间一体成型，所述连接柱（25）外侧缠绕有线圈（26），所述连接柱（25）一端设置有限位板（27），所述限位板（27）与所述连接柱（25）之间一体成型，所述电机壳（20）上端设置有所述顶板（28），所述顶板（28）与所述电机壳（20）之间通过螺钉连接，所述顶板（28）内设置有安装板（29），所述安装板（29）与所述顶板（28）之间通过螺钉连接，所述安装板（29）外侧焊接有固定块（30），所述顶板（28）上端焊接有挡环（31），所述安装环（24）内设置有连接环（32），所述连接环（32）内设置有所述传动环（33），所述传动环（33）内设置有驱动轴（34），所述驱动轴（34）内设置有安装键（35）；所述指套（6）的一端外表面与三号连接杆（5）的一端外表面固定连接，所述指套（6）的材料为橡胶材料，所述指槽（7）与指套（6）的内部固定连接，所述隔断槽（8）与指套（6）的前端固定连接；所述固定槽（9）与指套（6）的外表面固定连接，所述橡皮筋（10）与固定槽（9）的内部固定连接，所述隔断槽（8）、固定槽（9）相互垂直；所述固定板（17）数量为四个，均匀的分布在所述底板（16）的四周；所述一号连接杆（1）的另一端外表面与传导杆（11）的一端外表面固定连接，所述传导杆（11）的另一端外表面与微型电机（35）的驱动轴固定连接，所述勾面魔术贴（13）的下端外表面与控制箱（12）的上端外表面固定连接，所述毛面魔术贴（14）的上端外表面与控制箱（12）的下端外表面固定连接，所述勾面魔术贴（13）、毛面魔术贴（14）的数量均为两组，所述导线（15）的一端与控制器（36）连接，所述一号转轴（2）的输入端口与控制器（36）的输出端口电性连接；所述滑板（19）与所述第一滑槽（21）之间滑动连接，所述固定块（30）与所述第二滑槽（22）之间滑动连接，所述固定块（30）与所述滑板（19）之间插接。

2.根据权利要求1所述的一种智能手指康复训练机器人，其特征在于：所述磁极（23）数量为十个，均匀的分布在所述电机壳（20）内表面，所述限位板（27）数量为十个，所述限位板（27）与所述磁极（23）之间的距离为1mm。

3.根据权利要求2所述的一种智能手指康复训练机器人，其特征在于：所述连接环（32）与所述安装环（24）之间过盈连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能手指康复训练机器人，其特征在于：所述传动环（33）与所述连接环（32）之间过盈连接，所述驱动轴（34）与所述传动环（33）内侧之间过盈连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能手指康复训练机器人，其特征在于：所述安装键（35）与所述驱动轴（34）之间一体成型，所述挡环（31）与所述驱动轴（34）之间距离为1mm。

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