CN114712163B - 一种刚柔一体手功能按摩康复器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚柔一体手功能按摩康复器，包括柔性驱动机构和刚性驱动机构，柔性驱动机构包括气驱动组件和柔性仿形手指，柔性仿形手指底部设手指固定部，刚性驱动机构包括电机驱动组件和连杆机构，连杆机构位于柔性仿形手指上，气驱动组件驱动柔性仿形手指作屈伸运动，电机驱动组件驱动连杆机构运动带动柔性仿形手指作屈伸运动，柔性驱动机构与刚性驱动机构独立或同时运行。本发明通过连杆机构与柔性仿形手指分别提供不同比例的驱动力，以组成多种驱动模式使机械手弯曲，以满足不同患者对手功能按摩康复器所提供的驱动力的要求。

Description

一种刚柔一体手功能按摩康复器

技术领域

本发明属于康复机器人领域，尤其是涉及一种刚柔一体手功能按摩康复器。

背景技术

手功能按摩康复器是一种辅助手部患有疾病的患者进行手部弯曲恢复性治疗的设备。它主要用于辅助手外伤或偏瘫患者进行按摩训练，逐步恢复人体手部关节运动和帮助各个手指弯曲、伸展等运动功能，通过控制***实现多种运动形式帮助单个或多个手指进行康复治疗。期间通过一定时间一定强度的重复训练治疗，减少患者因患病后各手指长时间不做手部运动而造成大脑运动神经***功能的萎缩。同时，借助手功能康复器进行按摩训练，还能恢复患者手部的运动神经***功能并逐步恢复单个手指的运动功能，最后慢慢恢复患者的生活自理能力和工作能力。对于病情程度不同的患者而言，所需的辅助程度也不同。此外，随着病情的变化，患者所需康复器提供的辅助力也不断变化。

对于现有机械手的设计，公告号CN209154401U的实用新型专利公开了一种辅助康复软体手，虽然可以更好地与人手贴合，但是气动驱动力较小，无法适应患者不断变化的康复训练要求。此外，公告号CN204995746U的实用新型专利公开了一种用于康复手指功能的机械手骨骼，虽然关节控制精细，但是自由度较多，控制难度较大。

针对上述设计中存在的问题，需要一种驱动力可调、控制简单、可靠性高的手功能按摩康复器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种刚柔一体手功能按摩康复器，通过连杆机构与柔性仿形手指分别提供不同比例的驱动力，以组成多种驱动模式使机械手弯曲，以满足不同患者对手功能按摩康复器所提供的驱动力的要求。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种刚柔一体手功能按摩康复器，包括柔性驱动机构和刚性驱动机构，柔性驱动机构包括气驱动组件和柔性仿形手指，柔性仿形手指底部设手指固定部，刚性驱动机构包括电机驱动组件和连杆机构，连杆机构位于柔性仿形手指上，气驱动组件驱动柔性仿形手指作屈伸运动，电机驱动组件驱动连杆机构运动带动柔性仿形手指作屈伸运动，柔性驱动机构与刚性驱动机构独立或同时运行。

优选的，柔性仿形手指底部设不可伸缩层，不可伸缩层为纸或塑料薄膜，通过粘合剂粘贴在柔性仿形手指上。

优选的，手指固定部为指环，大拇指柔性仿形手指指环数量为1个，食指、中指、无名指和小拇指柔性仿形手指指环数量均为2个，分别对应手指的指节，或者，手指固定部为指套，将人体手指的部分或全部放在指套内。

优选的，手指固定部为指环时，柔性仿形手指底部设弹簧安装槽，弹簧安装槽内安装拉压弹簧，指环安装座滑动安装于弹簧安装槽内，拉压弹簧一端与弹簧安装槽壁固定，另一端与指环安装座固定，拉压弹簧在柔性仿形手指长度方向上拉伸或压缩。

优选的，气源采用气泵与连接部连接，连接部通过通气管道与手掌一端连接，通气管道可以为一个，也可以为五个，分别对应五个仿形手指；连接部与手掌内部设通气管路，或者内部为空腔结构；每个柔性仿形手指的端部设手指进气孔，手掌另一端设与柔性仿形手指数量对应的手掌出气孔，每个仿形手指的手指进气孔分别与手掌出气孔连通。

优选的，柔性仿形手指侧部为平面，平面上设第一固定轴、第二固定轴、第三固定轴和第四固定轴，连杆机构包括主动连杆、不动连杆、从动连杆、中间连杆、弹性连杆和指尖连杆，不动连杆的第一端固定在第一固定轴上，中间连杆的第一端枢转地连接到不动连杆的第二端，中间连杆的第二端枢转地连接到指尖连杆的第一端，位于主动连杆两端之间的第一枢转点枢转地连接到不动连杆的第一端，从动连杆的第一端枢转的连接到主动连杆的一端，从动连杆的第二端枢转地连接到弹性连杆的第一端，位于从动连杆两端的第二枢转点枢转地连接到中间连杆上，弹性连杆的第二端枢转地连接到位于指尖连杆两端之间的第三枢转点；中间连杆固定有第一滑槽，固定点在第二枢转点上，第二固定轴与第一滑槽形成滑动副，弹性连杆的第一端上固定有第二滑槽，第三固定轴与第二滑槽形成滑动副，指尖连杆的第二端上固定有第三滑槽，第四固定轴与第三滑槽形成滑动副。

优选的，弹性连杆包括连杆外套、伸缩弹簧和连杆内轴，伸缩弹簧一端与连杆外套内壁固定，另一端与连杆内轴固定。

优选的，第一固定轴位于手指根部位置，第二固定轴位于近节指骨位置，第三固定轴位于中节指骨位置，第四固定轴位于远节指骨位置。

优选的，第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽均包括槽体和复位弹簧，槽体呈腰圆孔状，复位弹簧一端与槽体内壁一侧固定，另一端连接与槽体形成滑动副的轴。

优选的，第一滑槽的第一端与中间连杆固定，固定点在第二枢纽点上，第一滑槽的第二端朝向柔性仿形手指指尖，第二滑槽的第一端与弹性连杆的第一端固定，第二滑槽的第二端朝向柔性仿形手指指尖，第三滑槽的第一端与指尖连杆的第二端固定，第三滑槽的第二端朝向柔性仿形手指指根。

优选的，弹性连杆与第二滑槽平行。

优选的，驱动组件包括电机、接线盘和牵引线，电机通过螺栓固定在连接部上表面，接线盘通过键连接在电机上，牵引线一端连接在接线盘上，另一端穿过手掌的线槽与柔性仿形手指的主动连杆连接。

优选的，每个柔性仿形手指由两组牵引线牵引，主动连杆设第一接线柱和第二接线柱，接线盘圆心对称分布，手掌设有与每个柔性仿形手指对应的上线槽和下线槽，上线槽和下线槽上下分布，第一转线柱上的一组牵引线穿过上线槽与主动连杆上的第一接线柱固定，第二转线柱上的一组牵引线穿过下线槽与主动连杆上的第二接线柱固定。

优选的，牵引线由丝、棉、麻、金属的一种制成。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用的是柔性仿形手指和连杆机构相结合，既拥有软体较好的柔顺性，又具有连杆机构较大的刚度，拥有纯刚性连杆驱动、纯柔性仿形手指驱动和混合驱动三种模式从而实现不同的刚度，对患者手部进行按摩训练，以满足不同患者对辅助手功能康复器所提供的驱动力的要求。

2.本发明中的连杆机构为单自由度机构，由电机进行驱动，线绳牵引，控制简单，可靠性高，刚度高。

3.本发明中的连杆机构和柔性仿形手指采用包含弹簧的滑动副相连接，提高了手指运动的匹配性。

4.本发明在柔性仿形手指结构中与人手指相连部分有拉压弹簧，提高了不同人群使用的适应性。

附图说明

图1为本发明康复器整体结构示意图。

图2为本发明康复器气泵和驱动组件的结构示意图。

图3为本发明康复器单个手指单元的结构示意图一。

图4为本发明康复器单个手指单元的结构示意图二。

图5为本发明康复器单个手指单元的结构示意图三。

图6为本发明康复器单个手指单元的结构示意图四。

图7为本发明康复器单个手指单元的结构示意图五。

图8为本发明康复器单个手指单元的结构示意图六。

图9为本发明康复器第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽的结构示意图。

图10为本发明康复器弹性连杆的结构示意图。

图11为本发明康复器弹性连杆的剖面视图。

图12为本发明康复器全弯姿态示意图。

图13为本发明康复器微弯姿态示意图。

图14为本发明康复器伸展姿态示意图。

图15为本发明康复器的示意框图。

图中标识：1-1气泵；1-2连接部；1-3电机；1-4接线盘；1-4-1第一转线柱；1-4-2第二转线柱；1-5通气管道；1-6牵引线；1-7手掌；1-7-1上线槽；1-7-2下线槽；1-7-3手掌出气孔；2-1连杆机构；2-1-1主动连杆；2-1-1-1第一接线柱；2-1-1-2第二接线柱；2-1-2不动连杆；2-1-3从动连杆；2-1-4中间连杆；2-1-5弹性连杆；2-1-6指尖连杆；2-3-1第一固定轴；2-3-2第二固定轴；2-3-3第三固定轴；2-3-4第四固定轴；2-4-1第一滑槽；2-4-2第二滑槽；2-4-3第三滑槽；2-4-4槽体；2-4-5复位弹簧；2-5-1第一枢纽点；2-5-2第二枢纽点；2-5-3第三枢纽点；2-1-5-1连杆外套；2-1-5-2伸缩弹簧；2-1-5-3连杆内轴；2-2柔性仿形手指；2-2-2不可伸缩层；2-2-3指环；2-2-4拉压弹簧；2-2-5弹簧安装槽；2-2-1-1手指进气孔；3-1总线；3-2控制器；3-3存储器；3-4传感器组件；3-5通信模块；3-6输入输出装置；3-7服务器。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

人工智能(Artificial Intelligence)，是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用***。

人工智能技术是一门综合学科，涉及领域广泛，既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互***、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等方向。

所述手功能按摩康复器可以用于手指出现痉挛、麻痹、瘫痪等症状以及伤指、断指术后恢复的人群。

如图1-15所示，一种刚柔一体手功能按摩康复器，包括柔性驱动机构和刚性驱动机构，柔性驱动机构包括气驱动组件和柔性仿形手指2-2，柔性仿形手指2-2底部设手指固定部，刚性驱动机构包括电机驱动组件和连杆机构2-1，连杆机构2-1位于柔性仿形手指2-2上，气驱动组件驱动柔性仿形手指2-2作屈伸运动，电机驱动组件驱动连杆机构2-1运动带动柔性仿形手指2-2作屈伸运动，柔性驱动机构与刚性驱动机构独立或同时运行。

柔性驱动机构与刚性驱动机构独立运行时，即当只有连杆机构2-1作为驱动力，电机驱动组件驱动连杆机构2-1进行弯曲和伸展运动，此时柔性仿形手指2-2内不充气，仅作为手指的固定机构。当只有柔性仿形手指2-2作为驱动力，气源驱动柔性仿形手指2-2进行弯曲和伸展运动(即屈伸运动)，此时连杆机构2-1只起到限位作用。柔性驱动机构与刚性驱动机构同时运行时，即当在连杆机构2-1与柔性仿形手指2-2同时驱动下，连杆机构2-1与柔性仿形手指2-2同步弯曲和伸展。无论何种情况，两者均实现耦合运动，这里所说的“耦合”是指两种运动形式之间通过各种交互作用而彼此影响，协同完成特定任务。

柔性仿形手指

如图1-2所示，柔性仿形手指2-2为管状结构，形状类似手指。向柔性仿形手指2-2内充气时，膨胀弯曲；不充气时，柔性仿形手指2-2具有基本手型骨架。

在一些实施例中，柔性仿形手指2-2可以采用硅胶制成，也可以用其它柔性软体材料制成，以保证仿形手指的柔软度。柔性仿形手指2-2可以通过浇筑或者3D打印技术制作。

柔性仿形手指2-2的数量为至少一个。作为一个具体的实施例，柔性仿形手指2-2的数量为5根，分别对应人的大拇指、食指、中指、无名指和小拇指。当然，柔性仿形手指2-2的长度、粗细根据不同的人群自行调整或定制。对于一些特殊群体，如断指、多指，可以根据实际情况对柔性仿形手指2-2的数量作适应性地调整。

在一些实施例中，柔性仿形手指2-2侧部为平面，便于连杆机构2-1沿柔性仿形手指2-2侧部设置。

在一些实施例中，柔性仿形手指2-2底面设不可伸缩层2-2-2。这里所述的不可伸缩层是指其不能伸长或缩短，但可以弯曲。当柔性仿形手指2-2在气体的驱动下弯曲或伸展时，不可伸缩层2-2-2使柔性仿形手指2-2无法在其长度方向或宽度方向上伸长或缩短，只能弯曲。具体的，不可伸缩层2-2-2为纸、塑料薄膜等，贴在柔性仿形手指2-2底面上。具体的，不可伸缩层2-2-2通过粘合剂固定于柔性仿形手指2-2底部。

手指固定部用于将人体手指固定并贴合在柔性仿形手指2-2底部，带动人体手指弯曲或伸展，达到对手进行康复训练的目的。具体的，手指固定部为指环2-2-3时，大拇指柔性仿形手指指环2-2-3数量为1个，食指、中指、无名指和小拇指柔性仿形手指指环2-2-3数量均为2个，分别对应手指的指节。或者，手指固定部为指套，将人体手指的部分或全部放在指套内。

在一些实施例中，手指固定部为指环2-2-3时，柔性仿形手指2-2底部设弹簧安装槽2-2-5，弹簧安装槽2-2-5内安装拉压弹簧2-2-4，手指固定部为指环2-2-3时，指环安装座滑动安装于弹簧安装槽2-2-5内，拉压弹簧2-2-4一端与弹簧安装槽壁固定，另一端与指环安装座固定，拉压弹簧2-2-4在柔性仿形手指2-2长度方向上拉伸或压缩。在拉压弹簧2-2-4作用下，指环2-2-3在柔性仿形手指2-2长度方向上移动，以此提高不同人群使用的适应性。弹簧安装槽2-2-5具有一定长度，满足不同人群的使用。柔性仿形手指2-2底部为平面，便于开槽与安装指环或指套。

柔性仿形手指2-2的排气可以通过分流阀、电磁阀实现自动排气，也可以人工排气。

气驱动组件

如图1-2所示，气驱动组件包括气源、连接部1-2和手掌1-7。气源依次通过连接部1-2、手掌1-7向柔性仿形手指2-2内提供压缩气体，使柔性仿形手指2-2弯曲或伸展。

如图2所示，气源，如气泵1-1，提供的气体通过连接部1-2、手掌1-7分别通入各个柔性仿形手指2-2中。气泵1-1与连接部1-2连接，连接部1-2通过通气管道1-5与手掌1-7一端连接，通气管道1-5可以为一个，也可以为五个，分别对应五个仿形手指。连接部1-2与手掌1-7内部设通气管路，或者内部为空腔结构。每个柔性仿形手指2-2的端部设手指进气孔2-2-1-1，手掌1-7另一端设与柔性仿形手指2-2数量对应的手掌出气孔1-7-2，每个柔性仿形手指的手指进气孔2-2-1-1分别与手掌出气孔1-7-2连通。

连杆机构

如图3-11所示，连杆机构2-1位于柔性仿形手指2-2一侧，用于驱动柔性仿形手指2-2弯曲或伸缩。

柔性仿形手指2-2侧部设分别与第一固定轴2-3-1、第二固定轴2-3-2、第三固定轴2-3-3和第四固定轴2-3-4，连杆机构2-1包括主动连杆2-1-1、不动连杆2-1-2、从动连杆2-1-3、中间连杆2-1-4、弹性连杆2-1-5和指尖连杆2-1-6，不动连杆2-1-2的第一端固定在第一固定轴2-3-1上，中间连杆2-1-4的第一端枢转地连接到不动连杆2-1-2的第二端，中间连杆2-1-4的第二端枢转地连接到指尖连杆2-1-6的第一端，位于主动连杆2-1-1两端之间的第一枢转点2-5-1枢转地连接到不动连杆2-1-2的第一端，从动连杆2-1-3的第一端枢转的连接到主动连杆2-1-1的一端，从动连杆2-1-3的第二端枢转地连接到弹性连杆2-1-5的第一端，位于从动连杆2-1-3两端的第二枢转点2-5-2枢转地连接到中间连杆2-1-4上，弹性连杆2-1-5的第二端枢转地连接到位于指尖连杆2-1-6两端之间的第三枢转点2-5-3上；中间连杆2-1-4固定有第一滑槽2-4-1，固定点在第二枢转点2-5-2上，第二固定轴2-3-2与第一滑槽2-4-1形成滑动副，弹性连杆2-1-5的第一端上固定有第二滑槽2-4-2，第三固定轴2-3-3与第二滑槽2-4-2形成滑动副，指尖连杆2-1-6的第二端上固定有第三滑槽2-4-3，第四固定轴2-3-4与第三滑槽2-4-3形成滑动副。

其中，中间连杆2-1-4上固定有第一滑槽2-4-1是指第一滑槽2-4-1与中间连杆2-1-4相对静止，弹性连杆2-1-5的第一端上固定有第二滑槽2-4-2是指第二滑槽2-4-2与弹性连杆2-1-5相对静止，指尖连杆2-1-6的第二端上固定有第三滑槽2-4-3是指第三滑槽2-4-3与指尖连杆2-1-6相对静止。

多个连杆形成单自由度连杆机构，近似模拟人手指的弯曲或伸展。其中，多个滑槽能降低单纯的连杆机构给手指带来的拉拽力。弹性连杆2-1-5的设置是为了提高连杆机构2-1与人手指的适应性，使得接触力的变化更加平缓。

第一固定轴2-3-1、第二固定轴2-3-2、第三固定轴2-3-3、第四固定轴2-3-4在柔性仿形手指2-2上的位置可根据实际需要设置。作为一个具体的实施例，第一固定轴2-3-1位于手指根部位置，第二固定轴2-3-2手指近节指骨位置，第三固定轴2-3-3位于手指中节指骨位置，第四固定轴2-3-4位于手指远节指骨位置。

第一滑槽2-4-1、第二滑槽2-4-2、第三滑槽2-4-3均包括槽体2-4-4和复位弹簧2-4-5，槽体2-4-4呈腰圆孔状，复位弹簧2-4-5一端与槽体2-4-4内壁一侧固定，另一端连接与槽体2-4-4形成滑动副的轴，参见图9。

弹性连杆2-1-5为螺旋弹簧、弹性片等形式。作为一个具体的实施例，弹性连杆2-1-5包括连杆外套2-1-5-1、伸缩弹簧2-1-5-2和连杆内轴2-1-5-3，伸缩弹簧2-1-5-2一端与连杆外套2-1-5-1内壁固定，另一端与连杆内轴2-1-5-3固定，参见图10和11。

作为一个具体的实施例，第一滑槽2-4-1的第一端与中间连杆2-1-4固定，固定点在第二枢纽点2-5-2上，第一滑槽2-4-1的第二端朝向柔性仿形手指指尖，第二滑槽2-4-2的第一端与弹性连杆2-1-5的第一端固定，第二滑槽2-4-2的第二端朝向柔性仿形手指指尖，第三滑槽2-4-3的第一端与指尖连杆2-1-6的第二端固定，第三滑槽2-4-3的第二端朝向柔性仿形手指指根。

作为一个具体的实施例，弹性连杆2-1-5与第二滑槽2-4-2平行。

需要说明的是，本公开所述的“连杆”不限于杆形状，还可以为其他形状。

电机驱动组件

如图1-2所示，电机驱动组件用于驱动连杆机构2-1运动。

电机驱动组件包括电机1-3、接线盘1-4和牵引线1-6，电机1-3通过螺栓固定在连接部1-2上表面，接线盘1-4通过键连接在电机1-3上，牵引线1-6一端连接在接线盘1-4上，另一端穿过手掌1-7的线槽与柔性仿形手指的主动连杆2-1-1连接。

作为一个具体的实施方式，每个柔性仿形手指2-2由两组牵引线1-6牵引，主动连杆2-1-1设第一接线柱2-1-1-1和第二接线柱2-1-1-2，接线盘1-4上设第一转线柱1-4-1和第二转线柱1-4-2，第一转线柱1-4-1和第二转线柱1-4-2沿接线盘1-4圆心对称分布，手掌1-7设有与每个柔性仿形手指2-2对应的上线槽1-7-1和下线槽1-7-2，上线槽1-7-1和下线槽1-7-2上下分布，第一转线柱1-4-1上的一组牵引线穿过上线槽1-7-1与主动连杆2-1-1上的第一接线柱2-1-1-1固定，第二转线柱1-4-2上的一组牵引线穿过下线槽1-7-2与主动连杆上的第二接线柱2-1-1-2固定。每个柔性仿形手指2-2由两组牵引线1-6牵引，并且上下分布，以实现手指的弯曲和伸展两个运动。

牵引线1-6由丝、棉、麻、金属等制成，能弯曲且具有一定强度。作为一个具体的实施例，牵引线1-6采用柔性钢丝，强度大，不易断，柔性好，满足线的牵引需求。

控制模块

为了实现精确控制，所述手功能按摩康复器还包括控制模块，控制模块包括总线3-1、控制器3-2、存储器3-3、传感器组件3-4、通信模块3-5、输入输出装置3-6、服务器3-7等，参见图15。

总线3-1可以是将上述部件互连并在上述部件之间传递通信消息和/或电源的电路。

存储器3-2可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。存储器可以存储例如与手功能康复器的一个或多个其他部件相关的命令或数据。作为一个实施例，存储器3-2可以存储软件和/或程序。

传感器组件3-3可以对物理世界进行感知，例如摄像头、用于采集手指压力信号的压力传感器、用于采集手指弯曲角度信号的弯曲传感器等。一个实施例中，手指固定部为指环2-2-3时，指环2-2-3内侧设置压力传感器，可检测患者手指发力情况，进而自动调节连杆机构和柔性仿形手指驱动力占比，拥有纯刚性连杆驱动、纯柔性仿形手指驱动和混合驱动三种模式从而实现不同的刚度，以满足不同患者对辅助手功能康复器所提供的驱动力的要求。此外，传感器组件3-3还可以包括用于测量手功能康复器的各个枢转点的连杆之间的枢转角度，例如霍尔传感器、激光传感器。

控制器3-4用于对手功能康复器的操作进行控制，例如以人工智能的控制方式。具体地，控制器3-4可以从传感器组件3-3接收信号，并基于该信号控制手功能康复器的气泵或电机。控制器3-4例如包括处理装置。处理装置可以包括微处理器、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)、状态或用于处理从传感器线接收的电信号的其他处理器件。这种处理器可以包括可编程电子设备，例如PLC，可编程中断控制器(“PIC”)、可编程逻辑器件(“PLD”)、可编程只读存储器(“PROM”)、电子可编程只读存储器(“EPROM”或“EEPROM”)。

通信模块3-5可以通过有线或无线与网络连接，以便于与服务器3-7通信。通信模块3-5可以是无线的并且可以是无线接口，例如蓝牙、无线局域网收发器、用于接入蜂窝电话网络的无线电接口(例如，用于接入CDMA、GSM、UMTS或其他移动通信网络的收发器/天线)。通信模块3-5还可以是有线的并且是诸如以太网、USB之类的接口。

输入输出装置3-6可以将例如用户或任何其它外部设备输入的命令或数据传送到手功能康复器的一个或多个其它部件，或者可以将手功能康复器的一个或多个其它部件接收的命令或数据输出到用户或其它外部设备。

所述手功能康复器通信地连接到服务器3-7，并且从服务器3-7接收协同手功能康复器指令。

本发明的工作过程：

当只有连杆机构2-1作为驱动力，此时，电机1-3进行正反转，会通过牵引线1-6拉动主动连杆2-1-1转动进而使连杆机构2-1进行弯曲和伸展运动，此时柔性仿形手指2-2内部没有充气，仅作为手指的固定机构，以提高运动的柔顺性。

当只有柔性仿形手指2-2作为驱动力，此时，气泵1-1加气运动时，通过连接部1-2使柔性仿形手指2-2内部充气进而膨胀，由于底部贴有不可伸缩层2-2-2进而使柔性仿形手指2-2弯曲，此时连杆机构2-1只起到限位作用。

当在连杆机构2-1与柔性仿形手指2-2同时驱动下，电机1-3与气泵1-1同时工作，共同使连杆机构2-1与柔性仿形手指2-2同步弯曲和伸展。

参照图6-8，通过连杆机构2-1与柔性仿形手指2-2上的轴形成旋转副和滑动副，使二者直接存在间隙进而达到运动姿态同步。

参照图8、10和11，在康复器工作时，弹性连杆2-1-5结构可缓解连杆机构2-1和柔性仿形手指2-2同时运动时产生的姿态差，提高结果稳定性。

当电机1-3与气泵1-1同时驱动使连杆机构2-1达到最大限位时。此时弯曲程度最大，参照图12，康复器为全弯姿态。

当电机1-3反转，柔性仿形手指2-2内气压下降时，手指渐渐伸展，参照图13，康复器为微弯姿态。

当电机1-3继续反转，柔性仿形手指2-2内气压继续下降时，手指恢复初始状态，参照图14，康复器为伸展姿态。

上述的实施例只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本技术方案内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明技术方案所作的改进、简单替换，均落入本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：包括柔性驱动机构和刚性驱动机构，柔性驱动机构包括气驱动组件和柔性仿形手指(2-2)，柔性仿形手指(2-2)底部设手指固定部，刚性驱动机构包括电机驱动组件和连杆机构(2-1)，连杆机构(2-1)位于柔性仿形手指(2-2)上，气驱动组件驱动柔性仿形手指(2-2)作屈伸运动，电机驱动组件驱动连杆机构(2-1)运动带动柔性仿形手指(2-2)作屈伸运动，柔性驱动机构与刚性驱动机构独立或同时运行，柔性仿形手指(2-2)侧部为平面，平面上设第一固定轴(2-3-1)、第二固定轴(2-3-2)、第三固定轴(2-3-3)和第四固定轴(2-3-4)，连杆机构(2-1)包括主动连杆(2-1-1)、不动连杆(2-1-2)、从动连杆(2-1-3)、中间连杆(2-1-4)、弹性连杆(2-1-5)和指尖连杆(2-1-6)，不动连杆(2-1-2)的第一端固定在第一固定轴(2-3-1)上，中间连杆(2-1-4)的第一端枢转地连接到不动连杆(2-1-2)的第二端，中间连杆(2-1-4)的第二端枢转地连接到指尖连杆(2-1-6)的第一端，位于主动连杆(2-1-1)两端之间的第一枢转点(2-5-1)枢转地连接到不动连杆(2-1-2)的第一端，从动连杆(2-1-3)的第一端枢转的连接到主动连杆(2-1-1)的一端，从动连杆(2-1-3)的第二端枢转地连接到弹性连杆(2-1-5)的第一端，位于从动连杆(2-1-3)两端的第二枢转点(2-5-2)枢转地连接到中间连杆(2-1-4)上，弹性连杆(2-1-5)的第二端枢转地连接到位于指尖连杆(2-1-6)两端之间的第三枢转点(2-5-3)；中间连杆(2-1-4)固定有第一滑槽(2-4-1)，固定点在第二枢转点(2-5-2)上，第二固定轴(2-3-2)与第一滑槽(2-4-1)形成滑动副，弹性连杆(2-1-5)的第一端上固定有第二滑槽(2-4-2)，第三固定轴(2-3-3)与第二滑槽(2-4-2)形成滑动副，指尖连杆(2-1-6)的第二端上固定有第三滑槽(2-4-3)，第四固定轴(2-3-4)与第三滑槽(2-4-3)形成滑动副，电机驱动组件包括电机(1-3)、接线盘(1-4)和牵引线(1-6)，电机(1-3)通过螺栓固定在连接部(1-2)上表面，接线盘(1-4)通过键连接在电机(1-3)上，牵引线(1-6)一端连接在接线盘(1-4)上，另一端穿过手掌(1-7)的线槽与柔性仿形手指的主动连杆(2-1-1)连接；每个柔性仿形手指(2-2)由两组牵引线(1-6)牵引，主动连杆(2-1-1)设第一接线柱(2-1-1-1)和第二接线柱(2-1-1-2)，接线盘(1-4)上设第一转线柱(1-4-1)和第二转线柱(1-4-2)，第一转线柱(1-4-1)和第二转线柱(1-4-2)沿接线盘(1-4)圆心对称分布，手掌(1-7)设有与每个柔性仿形手指(2-2)对应的上线槽(1-7-1)和下线槽(1-7-2)，上线槽(1-7-1)和下线槽(1-7-2)上下分布，第一转线柱(1-4-1)上的一组牵引线穿过上线槽(1-7-1)与主动连杆(2-1-1)上的第一接线柱(2-1-1-1)固定，第二转线柱(1-4-2)上的一组牵引线穿过下线槽(1-7-2)与主动连杆上的第二接线柱(2-1-1-2)固定，牵引线(1-6)由丝、棉、麻、金属的一种制成。

2.根据权利要求1所述的一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：柔性仿形手指(2-2)底部设不可伸缩层(2-2-2)，不可伸缩层(2-2-2)为纸或塑料薄膜，通过粘合剂粘贴在柔性仿形手指(2-2)上。

3.根据权利要求1所述的一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：手指固定部为指环(2-2-3)，大拇指柔性仿形手指指环(2-2-3)数量为1个，食指、中指、无名指和小拇指柔性仿形手指指环(2-2-3)数量均为2个，分别对应手指的指节，或者，手指固定部为指套，将人体手指的部分或全部放在指套内。

4.根据权利要求3所述的一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：手指固定部为指环(2-2-3)时，柔性仿形手指(2-2)底部设弹簧安装槽(2-2-5)，弹簧安装槽(2-2-5)内安装拉压弹簧(2-2-4)，指环安装座滑动安装于弹簧安装槽(2-2-5)内，拉压弹簧(2-2-4)一端与弹簧安装槽壁固定，另一端与指环安装座固定，拉压弹簧(2-2-4)在柔性仿形手指(2-2)长度方向上拉伸或压缩。

5.根据权利要求1所述的一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：气驱动组件包括气源、连接部(1-2)和手掌(1-7)，气源采用气泵(1-1)，气泵(1-1)与连接部(1-2)连接，连接部(1-2)通过通气管道(1-5)与手掌(1-7)一端连接，通气管道(1-5)可以为一个，也可以为五个，分别对应五个仿形手指；连接部(1-2)与手掌(1-7)内部设通气管路，或者内部为空腔结构；每个柔性仿形手指(2-2)的端部设手指进气孔(2-2-1-1)，手掌(1-7)另一端设与柔性仿形手指(2-2)数量对应的手掌出气孔(1-7-2)，每个柔性仿形手指的手指进气孔(2-2-1-1)分别与手掌出气孔(1-7-2)连通。

6.根据权利要求1所述的一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：弹性连杆(2-1-5)包括连杆外套(2-1-5-1)、伸缩弹簧(2-1-5-2)和连杆内轴(2-1-5-3)，伸缩弹簧(2-1-5-2)一端与连杆外套(2-1-5-1)内壁固定，另一端与连杆内轴(2-1-5-3)固定。

7.根据权利要求1所述的一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：第一滑槽(2-4-1)、第二滑槽(2-4-2)、第三滑槽(2-4-3)均包括槽体(2-4-4)和复位弹簧(2-4-5)，槽体(2-4-4)呈腰圆孔状，复位弹簧(2-4-5)一端与槽体(2-4-4)内壁一侧固定，另一端连接与槽体(2-4-4)形成滑动副的轴。

8.根据权利要求1所述的一种刚柔一体手功能按摩康复器，其特征在于：第一固定轴(2-3-1)位于手指根部位置，第二固定轴(2-3-2)位于近节指骨位置，第三固定轴(2-3-3)位于中节指骨位置，第四固定轴(2-3-4)位于远节指骨位置；第一滑槽(2-4-1)的第一端与中间连杆(2-1-4)固定，第一滑槽(2-4-1)的第二端朝向柔性仿形手指指尖，第二滑槽(2-4-2)的第一端与弹性连杆(2-1-5)的第一端固定，第二滑槽(2-4-2)的第二端朝向柔性仿形手指指尖，第三滑槽(2-4-3)的第一端与指尖连杆(2-1-6)的第二端固定，第三滑槽(2-4-3)的第二端朝向柔性仿形手指指根；弹性连杆(2-1-5)与第二滑槽(2-4-2)平行。

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