[發明專利]一種基于預彎曲彈性絲管驅動的手部外骨骼裝置

有效

• 申請號: 201710124694.3
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN108524184B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 任洪亮;李長勝
• 申請（專利權）人: 新加坡國立大學;蘇州工業園區新國大研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;A61H1/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖

1.一種基于預彎曲彈性絲管驅動的手部外骨骼裝置，包括拇指運動組件、拇指驅動組件、四指運動組件和四指驅動組件，所述拇指驅動組件可轉動地連接至所述拇指運動組件并驅動所述拇指運動組件進行彎曲、伸展和擺動，所述四指驅動組件連接至所述四指運動組件并驅動所述四指運動組件進行彎曲和伸展，所述拇指驅動組件可轉動地連接至所述四指驅動組件，其特征在于，所述拇指運動組件和四指運動組件是基于預彎曲彈性絲管驅動的，

所述拇指運動組件包括第一關節支架，3個關節連接座，絲管連接座，連接絲管，第三關節支架，拇指關節底座連接件，絲管旋轉連接件和拇指旋轉連接件，其中：所述第一關節支架為U型框架結構，其可轉動地連接至第三關節支架；所述第三關節支架為U型框架結構，其連接至拇指關節底座連接件；所述拇指關節底座連接件為板狀結構，其可轉動地連接至拇指旋轉連接件，且該拇指關節底座連接件上可轉動地連接有絲管旋轉連接件，該絲管旋轉連接件為帶有3個通孔的U形結構；所述關節連接座為帶有兩個通孔且可使絲管從中穿過的結構，3個關節連接座分別可轉動地連接至第一關節支架、第三關節支架和絲管旋轉連接件，連接至所述絲管旋轉連接件的所述關節連接座通過絲管連接至拇指驅動組件；所述絲管連接座為帶有3個孔的柱狀結構，其中兩個孔分別通過兩個連接絲管連接至第一關節支架和第三關節支架，另一孔通過絲管連接至拇指驅動組件；所述拇指旋轉連接件為帶有3個通孔的片狀結構，其連接拇指運動組件和拇指驅動組件；

所述拇指驅動組件包括第一關節絲管，第一關節套管，第一關節絲杠連接件，第三關節絲管，第三關節套管，第三關節絲杠連接件，2個絲杠、2個固定連桿、方桿、方孔齒輪、圓孔齒輪、拇指驅動支架、3個聯軸器和3個電機，其中：所述第一關節絲管套設于第一關節套管的內部，并連接至第一關節絲杠連接件，該第一關節套管的端面連接至拇指驅動支架；所述第三關節絲管套設于第三關節套管的內部，并連接至第三關節絲杠連接件；所述絲杠的一端連接至拇指驅動支架的與第一關節套管的端面相連的一側，另一端穿過第一關節絲杠連接件或第三關節絲杠連接件，經由聯軸器連接至電機；所述固定連桿的兩端分別連接至拇指驅動支架的兩側，用于限制所述第一關節絲杠連接件或第三關節絲杠連接件的運動；所述拇指驅動支架是一帶有多個安裝孔的結構件，用于固定拇指驅動組件的各部件；所述方桿的一端連接至拇指驅動支架的與第一關節套管的端面相連的一側，另一端穿過方孔齒輪和第三關節絲杠連接件，經由聯軸器與電機連接；所述方孔齒輪分別與方桿和第三關節絲杠連接件連接，并與圓孔齒輪嚙合，該圓孔齒輪分別與第三關節絲管和第三關節絲杠連接件連接。

2.根據權利要求1所述的基于預彎曲彈性絲管驅動的手部外骨骼裝置，其特征在于，

所述四指運動組件包括4個子運動組件，每個子運動組件包括第一關節支架，3個關節連接座，絲管連接座，連接絲管，第二關節支架，第三關節支架，和四指關節底座連接件，其中：所述第一關節支架可轉動地連接至第二關節支架，所述第二關節支架可轉動地連接至第三關節支架，所述第三關節支架可滑動地連接至板狀結構的四指關節底座連接件；所述3個關節連接座分別可轉動地連接至所述第一關節支架、第三關節支架和四指關節底座連接件；所述絲管連接座的兩個孔分別通過兩個連接絲管連接至所述第一關節支架和第三關節支架，另一孔通過絲管連接至四指驅動組件；所述四指關節底座連接件上的關節連接座通過絲管連接至四指驅動組件；

所述四指驅動組件包括4個第一關節絲管，4個第一關節套管，8個第一關節絲杠連接件，4個第三關節絲管，4個第三關節套管，8個絲杠，8個固定連桿，四指驅動支架，8個聯軸器和8個電機，其中：所述第一關節絲管套設于第一關節套管內部，并連接至第一關節絲杠連接件；所述第一關節套管的端面連接至四指驅動支架；所述第三關節絲管套設于第三關節套管內部，并連接至第一關節絲杠連接件；所述絲杠的一端連接至四指驅動支架的與第一關節套管的端面相連的一側，另一端穿過第一關節絲杠連接件，經由聯軸器連接至電機；所述固定連桿的兩端分別連接至四指驅動支架的兩側；所述四指驅動支架是一帶有多個安裝孔的結構件，用于固定四指驅動組件的各部件。

3.根據權利要求2所述的基于預彎曲彈性絲管驅動的手部外骨骼裝置，其特征在于，所述第三關節支架為帶有滑軌的U型框架結構，其可滑動地連接至拇指關節底座連接件。