[發(fā)明專利]一種外骨骼康復(fù)手套

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811553365.1
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109646156B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉威;王從慶;石軍梅
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: A61F2/58
• 分類號: A61F2/58;A61H1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種外骨骼康復(fù)手套，其特征在于，包括手套本體和驅(qū)動控制系統(tǒng)，所述手套本體包括手部支撐板(1)、安裝于手部支撐板(1)上的五個手指組件，所述五個手指組件均具有氣動筋腱(2)以及活動骨套組件；所述手部支撐板(1)的上表面和側(cè)表面均設(shè)置有第一支柱(11)和第二支柱(12)，所述氣動筋腱(2)設(shè)置于第一支柱(11)和第二支柱(12)之間，氣動筋腱(2)的一端鉸接于所述第一支柱(11)上，氣動筋腱(2)的另一端為執(zhí)行端，所述活動骨套組件鉸接在所述氣動筋腱(2)的執(zhí)行端，并通過氣動筋腱(2)驅(qū)動；

所述五個手指組件分別為大拇指組件、食指組件、中指組件、無名指組件以及小拇指組件，五個手指組件的活動骨套組件均具有與所述手部支撐板(1)鉸接的第一指骨骨套(3)、與第一指骨骨套(3)鉸接的第二指骨骨套(4)、第一連桿(5)、第二連桿(6)、第三連桿(7)以及第四連桿(8)；所述第一連桿(5)的一端鉸接于所述氣動筋腱(2)的執(zhí)行端上，第一連桿(5)的中間部分鉸接于所述第二支柱(12)上；所述第二連桿(6)的一端和第一連桿(5)的另一端鉸接，第二連桿(6)的另一端和第三連桿(7)以及第四連桿(8)鉸接，第三連桿(7)鉸接在所述第一指骨骨套(3)上，所述大拇指組件的第四連桿(8)鉸接在所述第二指骨骨套(4)上；述食指組件、中指組件、無名指組件以及小拇指組件均具有與所述第二指骨骨套(4)鉸接的第三指骨骨套(9)、第五連桿(10)以及第六連桿(11)，所述第五連桿(10)呈V形結(jié)構(gòu)，該V形的第五連桿(10)的封閉端鉸接于第二指骨骨套(4)上，第五連桿(10)的兩個開口端分別鉸接于第四連桿(8)和第六連桿(11)，所述第六連桿(11)鉸接于所述第三指骨骨套(9)上；

所述驅(qū)動控制系統(tǒng)包括肌電信號采集裝置、數(shù)據(jù)手套(30)、ARM控制器以及驅(qū)動裝置；所述肌電信號采集裝置采集前臂皮膚的肌電信號，并將肌電信號傳輸給ARM控制器；所述數(shù)據(jù)手套(30)的五個指套分別一一對應(yīng)設(shè)置于五個所述活動骨套組件內(nèi)用以采集手部位置信息和指尖力反饋信息，并將手部位置信息以及指尖力反饋信息傳輸給ARM控制器；ARM控制器利用支持向量機解碼算法解碼肌電信號識別人的動作意圖，輸出PWM控制信號；所述驅(qū)動裝置具有驅(qū)動氣源以及與所述五個手指組件一一對應(yīng)的五個驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路具有電磁閥，所述電磁閥連接在所述驅(qū)動氣源和所述氣動筋腱之間，驅(qū)動電路接收所述PWM控制信號，并根據(jù)PWM控制信號控制電磁閥的通斷時間，用以控制驅(qū)動氣源進(jìn)入氣動筋腱(2)的氣體流通量，從而驅(qū)動活動骨套組件動作

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼康復(fù)手套，其特征在于，所述大拇指組件安裝在手部支撐板(1)的側(cè)表面，所述食指組件、中指組件、無名指組件以及小拇指組件均并排安裝在手部支撐板(1)的上表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外骨骼康復(fù)手套，其特征在于，大拇指組件的第一指骨骨套(3)鉸接于所述手部支撐板(1)的側(cè)表面，其余四個手指組件的第一指骨骨套(3)鉸接于手部支撐板(1)的上表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼康復(fù)手套，其特征在于，所述肌電信號采集裝置具有若干用于采集皮膚表面肌電信號的干電極、信號放大模塊以及濾波模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼康復(fù)手套，其特征在于，所述數(shù)據(jù)手套(30)固定于所述手部支撐板(1)的下表面，數(shù)據(jù)手套(30)的五個指套分別對應(yīng)設(shè)置在五個手指組件的指骨骨套內(nèi)，且數(shù)據(jù)手套的各指套關(guān)節(jié)均設(shè)置于與之對應(yīng)的各指骨骨套的鉸接點處。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼康復(fù)手套，其特征在于，所述驅(qū)動電路還具有信號增強模塊、光電耦合器和繼電器；驅(qū)動電路通過信號增強模塊增強所述ARM控制器發(fā)出的PWM控制信號，再通過光電耦合器將控制信號轉(zhuǎn)換為控制電流，通過繼電器控制所述電磁閥的通斷時間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼康復(fù)手套，其特征在于，所述手部支撐板(1)下部還設(shè)置有腕部固定帶(13)。