[發明專利]一種波紋管狀軟體致動器及手部康復訓練器

在審

• 申請號: 202110369092.0
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112932906A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王勇;張健;呂仲明;肖飛云;鐘金宏
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發明公開一種波紋管狀軟體致動器及手部康復訓練器，波紋管狀軟體致動器包括中空波紋管段；第一接口管段，與所述中空波紋管段的一端連接；其中，所述中空波紋管段的波峰結構外輪廓和波谷結構外輪廓在軸向方向上的投影為偏心設置的兩個封閉曲線。本發明的波紋管狀軟體致動器可以在無約束情況下能夠實現致動器的伸縮變形與彎曲變形結合，用作手部康復訓練器時，能夠將指間展開與手指彎曲伸直結合。

技術領域

本發明涉及軟體機器人及手部保健康復技術領域，特別是涉及一種波紋管狀軟體致動器及手部康復訓練器。

背景技術

如今社會人口老齡化加重，由于腦卒中等疾病引起的偏癱人數越來越龐大，同時，由于生產事故、交通事故等意外造成的手部運動功能受損的人數也逐年增加。這些患者往往因肢體運動功能障礙而生活不能自理，給家庭和社會都帶來了不小的壓力。機器人輔助保健康復訓練能夠節約大量的人力物力，并能夠對患者康復進度進行量化的評估，根據患者的康復狀況循序漸進的進行訓練。

在手部保健康復訓練中，市面上有剛性結構外骨骼機器人和柔性結構外骨骼機器人，剛性結構外骨骼機器人有傳統的連桿、鉸鏈、滑塊等結構組成，柔性結構外骨骼機器人則由柔性流體致動器構成，如硅膠制成的氣動致動器。相比于剛性結構外骨骼機器人，柔性結構外骨骼機器人具有更高的安全性和舒適性，由于其自身結構的柔性特點，當發生碰撞或者系統干擾從而產生突變的意外載荷時，柔性的結構能夠對意外載荷進行緩沖，不會對患者造成傷害。

目前市面上主流手部保健康復訓練設備主要采用等波高的波紋管軟體致動器，比如圓形波紋管軟體致動器或者橢圓形波紋管軟體致動器，這種軟體致動器力量大，適用不同程度的手疾患者，但是存在極易側向彎曲、扭曲以及整體尺寸過大的問題，且彎曲方向具有不確定性，影響使用效果，壓力過大時波紋管的過度彎曲可能會對使用者造成二次傷害，采用等波高的波紋管軟體致動器分段式安裝的手部保健康復訓練設備工藝結構復雜，零件較多，不方便生產制造，現有的部分波紋管軟體致動器還存在安裝方式不合理的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種波紋管狀軟體致動器及手部康復訓練器，用于解決現有技術中的等波高波紋管軟體致動器容易側向彎曲、扭曲、整體尺寸較大的技術問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種波紋管狀軟體致動器，包括：

中空波紋管段；

第一接口管段，與所述中空波紋管段的一端連接；

其中，所述中空波紋管段的波峰結構外輪廓和波谷結構外輪廓在軸向方向上的投影為偏心設置的兩個封閉曲線。

在一可選實施例中，所述波紋管狀軟體致動器還包括第二接口管段，所述第二接口管段與所述中空波紋管段的另一端連接，所述第二接口管段的遠離所述中空波紋管段的一端密封或者開口。

在一可選實施例中，所述波紋管狀軟體致動器還包括中空驅動腔體，所述中空驅動腔體依次貫穿所述第一接口管段、所述中空波紋管段及所述第二接口管段。

在一可選實施例中，所述中空波紋管段的波高沿周向方向存在最大值和最小值，所述最大值大于所述最小值。

在一可選實施例中，所述中空波紋管的沿周向方向的波高在所述最大值和所述最小值之間連續變化。

在一可選實施例中，所述波紋管狀軟體致動器的材質為彈性材料。

在一可選實施例中，所述波紋管狀軟體致動器的所述中空波紋管段、所述第一接口管段及所述第二接口管段為一體成型結構。

在一可選實施例中，所述中空波紋管段的波峰結構外輪廓和波谷結構外輪廓在軸向方向上的投影圖形為左右對稱圖形時，所述中空波紋管段在充氣時繞一平行于左右對稱面對稱面的垂線的軸線彎曲。