[發明專利]一種基于柔性驅動器的外骨骼康復手套及其交互方法

在審

• 申請號: 202210998517.9
• 申請日: 2022-08-19
• 公開（公告）號: CN115317314A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 李毅;張子謙;郭明飛;朱理想;馮徐鑫;李志鑫;李研彪
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 冷紅梅

本發明涉及醫療康復設備技術領域，具體涉及一種基于柔性驅動器的外骨骼康復手套，包括殼體、觸摸屏、控制器、手背板、柔性驅動器、驅動繩和若干個指外骨骼，觸摸屏固定安裝在殼體上，殼體與手腕固定連接，控制器和柔性驅動器均安裝在殼體內，手背板與殼體轉動連接，指外骨骼安裝在手背板上，驅動繩一端與指外骨骼連接，另一端與柔性驅動器連接，觸摸屏和柔性驅動器均與控制器連接。本發明的有益技術效果包括：利用柔性驅動器進行驅動，使外骨骼康復手套具有質量小、控制簡單及功耗低的特點；基于仿生原理設計的外骨骼連桿，可進行多關節運動；同時通過設計自適應張緊機構,可以適應腕部的內屈和外伸動作，更貼合多樣化的生活場景。

技術領域

本發明涉及醫療康復設備技術領域，具體涉及一種基于柔性驅動器的外骨骼康復手套及其交互方法。

背景技術

目前，對于因意外事故受傷或疾病而導致手部功能喪失的人群來說，由于手部功能的缺陷，會給他們的生活帶來不便。如果手部長時間得不到運動，就會出現肌肉萎縮的情況，甚至造成關節和肌腱粘連，進而給手部造成不可逆性的傷害。手部的康復機器人主要分為外骨骼式和末端牽引式。相比于后者，外骨骼式康復機器人是根據人體工程學原理并結合仿生技術設計的，與人體的契合度高，穿戴舒適方便。但是目前，大多數外骨骼手部康復機器人都使用電機進行驅動。如已經公開的發明專利CN110314066A，其公開日為2019年10月11日，公開了一種外骨骼手指康復訓練裝置及其使用方法。外骨骼手指康復訓練裝置包括外骨骼手指康復訓練機構，該外骨骼手指康復訓練機構包括支撐座、指套作動機構以及與指套作動機構的動力輸出端連接的指關節指套；指關節指套能夠套接在待康復指關節外圍，且指關節指套在指套作動機構的動力作動下，帶動待康復指關節被動彎曲/拉伸，支撐座包括仿形殼，該仿形殼的內表面依照完整的手掌背面/部分的手掌背面仿形設置，而仿形殼的背面則設置有動力固定座；指套作動機構的動力部分安裝在動力固定座上；當待康復指關節進行康復運動時，指套作動機構位于手掌外側。但其技術方案存在導致外骨骼手套具有質量大、能耗高、控制復雜且噪音高等缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：目前缺乏重量輕且低噪音的手部康復設備的技術問題。提出了一種基于柔性驅動器的外骨骼康復手套及其交互方法。

解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種基于柔性驅動器的外骨骼康復手套，包括殼體、觸摸屏、控制器、手背板、柔性驅動器、驅動繩和若干個指外骨骼，所述觸摸屏固定安裝在所述殼體上，所述殼體與手腕固定連接，所述控制器和柔性驅動器均安裝在殼體內，所述手背板與所述殼體轉動連接，所述指外骨骼安裝在所述手背板上，所述驅動繩一端與指外骨骼連接，另一端與所述柔性驅動器連接，所述觸摸屏和所述柔性驅動器均與控制器連接。

作為優選，所述外骨骼康復手套還包括張緊連桿組和滑輪組，所述指外骨骼的數量為五個，五個所述指外骨骼分別對應五個手指，所述張緊連桿組設置在驅動繩上，使驅動繩張緊，所述滑輪組轉動安裝在所述手背板上，所述滑輪組限制所述驅動繩的位置。

作為優選，所述指外骨骼還包括自適應裝置，所述自適應裝置包括接觸滑輪、頂板、頂桿、固定殼、彈簧和滑柱，所述固定殼安裝在所述手背板上，所述滑柱固定安裝在所述固定殼底部，所述彈簧套在所述滑柱上，所述頂桿底部開有與所述滑柱匹配的孔，所述頂桿與所述滑柱滑動連接，所述頂板與頂桿固定連接，所述接觸滑輪轉動安裝在所述頂板上。

作為優選，所述指外骨骼包括機架、固定腳、三角桿、兩個橫向三角桿、兩個指尖連桿、指尖套、兩個前被動桿、兩個扭簧、兩個后被動桿、滑動連桿、滑塊和滑軌，所述驅動繩包括滑動驅動繩和彎指驅動繩，