[發(fā)明專利]一種可變剛度整體式軟體手指及手指訓(xùn)練器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010964128.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111939000A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勇;呂仲明;陳寶亮;張健;鐘金宏;劉正士
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61H1/02
• 分類(lèi)號(hào): A61H1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 郭明

本發(fā)明公開(kāi)一種可變剛度整體式軟體手指及手指訓(xùn)練器。所述可變剛度整體式軟體手指包括根基結(jié)構(gòu)、通孔、可變剛度結(jié)構(gòu)以及指尖結(jié)構(gòu)。所述根基結(jié)構(gòu)的一端連接通孔，所述可變剛度結(jié)構(gòu)的一端與所述根基結(jié)構(gòu)的另一端相連接，所述指尖結(jié)構(gòu)與所述可變剛度結(jié)構(gòu)的另一端相連接，所述通孔、根基結(jié)構(gòu)、可變剛度結(jié)構(gòu)以及指尖結(jié)構(gòu)之間形成一空腔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)擬人化程度高，在施加載荷時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)具有可變剛度的不同彎曲輪廓，其內(nèi)部應(yīng)力分布均勻，應(yīng)力集中較小，變形協(xié)調(diào)，而且使用壽命較長(zhǎng)，采用整體式成型結(jié)構(gòu)，與手指貼合程度較好，可以適應(yīng)不同人群的人手尺寸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及仿生柔性手指技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可變剛度整體式軟體手指及手指訓(xùn)練器。

背景技術(shù)

運(yùn)動(dòng)功能障礙是現(xiàn)在社會(huì)最常見(jiàn)的問(wèn)題，在出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)疾病(例如：中風(fēng))或引起傷害(例如：創(chuàng)傷后關(guān)節(jié)炎)后會(huì)出現(xiàn)表面的運(yùn)動(dòng)功能障礙。運(yùn)動(dòng)功能受損后，個(gè)人將失去執(zhí)行日常生活活動(dòng)(ADL)的能力。為了改善手部活動(dòng)能力，需要對(duì)具有手部功能障礙的患者進(jìn)行連續(xù)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)鍛煉，其中包括重復(fù)的任務(wù)，例如抓握和對(duì)立運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)中的柔性手指結(jié)構(gòu)在施加載荷時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)具有可變剛度的不同彎曲輪廓，結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)造成應(yīng)力分布不均勻，存在局部應(yīng)力集中情況，使柔性手指的使用壽命不長(zhǎng)，且存在徑向的膨脹，使得彎曲轉(zhuǎn)化效率降低，同時(shí)制作工藝復(fù)雜，無(wú)法整體成型，且難以適應(yīng)不同人群的人手尺寸，因此迫切需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種可變剛度整體式軟體手指及手指訓(xùn)練器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的柔性手指結(jié)構(gòu)在施加載荷時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)具有可變剛度的不同彎曲輪廓，結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)造成應(yīng)力分布不均勻，存在局部應(yīng)力集中情況，使柔性手指的使用壽命不長(zhǎng)，且存在徑向的膨脹，使得彎曲轉(zhuǎn)化效率降低，同時(shí)制作工藝復(fù)雜，無(wú)法整體成型，且難以適應(yīng)不同人群的人手尺寸的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種可變剛度整體式軟體手指，所述可變剛度整體式軟體手指包括：

根基結(jié)構(gòu)，其一端連接通孔；

可變剛度結(jié)構(gòu)，其一端與所述根基結(jié)構(gòu)的另一端相連接；

指尖結(jié)構(gòu)，其與所述可變剛度結(jié)構(gòu)的另一端相連接；

所述通孔、根基結(jié)構(gòu)、可變剛度結(jié)構(gòu)以及指尖結(jié)構(gòu)之間形成一空腔結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述可變剛度結(jié)構(gòu)包括：

第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其一端與所述根基結(jié)構(gòu)相連接，所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端與第一指節(jié)結(jié)構(gòu)的一端相連接；

第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其一端與所述第一指節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端相連接，所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端與第二指節(jié)結(jié)構(gòu)的一端相連接；

第三關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其一端與所述第二指節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端相連接，所述第三關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端與所述指尖結(jié)構(gòu)相連接。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述可變剛度結(jié)構(gòu)包括：

第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其一端與所述根基結(jié)構(gòu)相連接，所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端與第一指節(jié)結(jié)構(gòu)的一端相連接；

第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其一端與所述第一指節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端相連接，所述第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的另一端與所述指尖結(jié)構(gòu)相連接。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)為波浪狀非旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，所述第一關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、第二關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、第三關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的頂面為波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)包括多個(gè)交替連接的波峰結(jié)構(gòu)和波谷結(jié)構(gòu)；所述第一指節(jié)結(jié)構(gòu)、第二指節(jié)結(jié)構(gòu)為多個(gè)交替連接的波峰結(jié)構(gòu)和波谷結(jié)構(gòu)或?yàn)槠秸Y(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述波峰結(jié)構(gòu)在徑向方向的剖面結(jié)構(gòu)包括：

多個(gè)第一弧線，多個(gè)所述第一弧線之間彼此相切；