[發明專利]柔性材料3D打印制造的剛柔結合外骨骼手功能康復裝置

有效

• 申請號: 201811608992.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109481236B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 李敏;卓越龑;何博;梁梓廷;徐光華;謝俊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種3D打印柔性材料制造的剛柔結合外骨骼手功能康復裝置，包括彎曲執行器(1)和外展執行器（2），其特征在于：彎曲執行器(1)通過魔術貼粘貼在手套模塊(3)上，外展執行器(2)通過縫紉固定在手套模塊(3)的指間，手套模塊(3)穿戴在患者手部，彎曲執行器(1)和外展執行器(2)通過氣管與控制系統以及空氣壓縮機連接，所述的彎曲執行器(1)和外展執行器(2)都是利用3D打印制造，用于3D打印的柔性材料為NinjaFlex 85A TPU；

所述的彎曲執行器(1)包括覆蓋外骨骼手指的外骨骼食指彎曲執行器(101)、外骨骼中指彎曲執行器(102)、外骨骼無名指彎曲執行器(103)、外骨骼小指彎曲執行器(104)、拇指彎曲執行器(105)；

所述的外展執行器(2)包括覆蓋各外骨骼指間的外骨骼拇指/食指指間外展執行器(201)、外骨骼食指/中指指間外展執行器(202)、外骨骼中指/無名指指間外展執行器(203)、外骨骼無名指/小指指間外展執行器(204)；

空氣壓縮機向彎曲執行器(1)通入帶有壓力的氣體，利用彎曲執行器（1）的單氣腔波紋管結構引起變形彎曲，使彎曲執行器(1)帶動手指進行彎曲運動，當內部處于負壓時，彎曲執行器(1)帶動手指進行伸展運動；

空氣壓縮機向外展執行器(2)通入帶有壓力的氣體，利用外展執行器（2）的單氣腔波紋管結構引起變形彎曲，使外展執行器(2)帶動手指進行外展運動，當壓力卸載時，利用材料回復力，外展執行器(2)帶動手指進行內收運動； 所述單氣腔波紋管結構為僅在一側設有波紋的結構；

所述的外骨骼食指彎曲執行器(101)、外骨骼中指彎曲執行器(102)、外骨骼無名指彎曲執行器(103)、外骨骼小指彎曲執行器 (104)、拇指彎曲執行器(105)為定制式：外骨骼食指彎曲執行器(101)、外骨骼中指彎曲執行器(102)、外骨骼無名指彎曲執行器(103)、外骨骼小指彎曲執行器(104)均由掌指關節單元一(106)、近節指骨單元一(107)、近指關節單元一(108)、中節指骨單元一(109)、遠指關節單元一(110)、遠節指骨單元一(111)組成，掌指關節單元一(106)后部與近節指骨單元一(107)上部均留有氣道；拇指彎曲執行器(105)由掌指關節單元二(112)、近節指骨單元二(113)、指間關節單元二(114)、遠節指骨單元二(115)組成，掌指關節單元二(112)后部與近節指骨單元二(113)上部均留有氣道；

掌指關節單元一(106)、近指關節單元一(108)、遠指關節單元一(110)均包括單氣腔波紋管結構，通氣能夠引起變形彎曲；近節指骨單元一(107)、中節指骨單元一(109)、遠節指骨單元一(111)在通氣時不發生彎曲變形并貼合手指；掌指關節單元二(112)、指間關節單元二(114)均包括單氣腔波紋管結構，通氣能夠引起變形彎曲；近節指骨單元二(113)、遠節指骨單元二(115)不發生彎曲變形并貼合手指；

所述的外骨骼拇指/食指指間外展執行器(201)、外骨骼食指/中指指間外展執行器(202)、外骨骼中指/無名指指間外展執行器(203)、外骨骼無名指/小指指間外展執行器(204)為通用式：外骨骼拇指/食指指間外展執行器(201)、外骨骼食指/中指指間外展執行器(202)、外骨骼中指/無名指指間外展執行器(203)、外骨骼無名指/小指指間外展執行器(204)的上部均留有氣道；

外骨骼拇指/食指指間外展執行器(201)、外骨骼食指/中指指間外展執行器(202)、外骨骼中指/無名指指間外展執行器(203)、 外骨骼無名指/小指指間外展執行器(204)均為單氣腔波紋管結構，通入帶有壓力的氣體，利用引起變形彎曲，使外展執行器(2)帶動手指進行外展運動，當壓力卸載時，利用材料恢復力，外展執行器(2)帶動手指進行內收運動。

2.根據權利要求1所述的一種3D打印柔性材料制造的剛柔結合外骨骼手功能康復裝置，其特征在于：所述的外骨骼食指彎曲執行器(101)、外骨骼中指彎曲執行器(102)、外骨骼無名指彎曲執行器(103)、外骨骼小指彎曲執行器(104)、拇指彎曲執行器(105)與手套模塊(3)上對應的手指固定；所述的外骨骼拇指/食指指間外展執行器(201)、外骨骼食指/中指指間外展執行器(202)、外骨骼中指/無名指指間外展執行器(203)、外骨骼無名指/小指指間外展執行器(204)與手套模塊(3)上對應的手指指間固定。