一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人制造技术

本发明专利技术涉及医用康复训练设备，特别涉及一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人。包括驱动部分和执行部分，其中执行部分包括拇指部分、食指部分、中指部分、无名指部分、小指部分、连接板及手背板，其中手背板通过连接板与驱动部分连接，拇指部分、食指部分、中指部分、无名指部分及小指部分结构相同，均包括导线件、刚性线及指套，其中拇指部分的导线件与执行部分连接，其余四指的导线件与手背板连接，刚性线的一端与指套连接，另一端穿过导线件上的导向孔与驱动部分连接，指套用于穿戴在使用者的手指上。本发明专利技术结构紧凑，重量轻，便携性与穿戴性较好，采用刚性线传递动力，使其具有穿戴柔性，在手部康复过程中，可以保证训练的安全性。

A Flexible Wearable Hand Rehabilitation Robot Driven by Memory Alloy Wire

【技术实现步骤摘要】
一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人
本专利技术涉及医用康复训练设备，特别涉及一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人。
技术介绍
目前，临床上对于手部功能的康复治疗，主要依赖于康复师引导患者进行长时间重复性的功能恢复训练，消耗的时间成本与人力成本均较高。而针对于手部康复的机器人系统可以进行长时间的周期性运动，既能减少康复师的工作强度，又能提高康复训练的效率，为手部功能的康复治疗提供了一种新方案。现有的手部康复机器人大多由连杆、齿轮、电机等刚性构件组成，覆盖在手指的上方，带动手指同步运动。由于刚性结构的关节位置固定，在进行康复训练的过程中常发生机器人关节与手指关节错位的现象，不但康复效果大打折扣，还给患者带来了不适感与安全隐患，影响了患者的训练积极性。同时，刚性结构的体积普遍较大，重量较高，导致穿戴与使用时的安全性、便携性均大大降低。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，以满足在手部康复训练过程中对安全性、便携性的需求。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，包括驱动部分和执行部分，其中执行部分包括拇指部分、食指部分、中指部分、无名指部分、小指部分、连接板及手背板，其中手背板通过连接板与驱动部分连接，所述拇指部分、食指部分、中指部分、无名指部分及小指部分结构相同，均包括导线件、刚性线及指套，其中所述拇指部分的导线件与所述执行部分连接，其余四指的导线件与所述手背板连接，所述刚性线的一端与所述指套连接，另一端穿过所述导线件上的导向孔与所述驱动部分连接，所述指套用于穿戴在使用者的手指上。所述连接板上设有滑槽，所述手背板与所述滑槽滑动连接，可调节所述手背板与所述连接板之间的连接位置。所述指套的上端设有导向槽和连接座，所述刚性线穿过导向槽与所述连接座连接。所述驱动部分包括主体板、壳体、控制电路板、拇指记忆合金丝驱动器及记忆合金丝驱动器组，其中记忆合金丝驱动器组安装在主体板的槽内，所述控制电路板和所述拇指记忆合金丝驱动器分别设置于所述主体板的两侧面，所述控制电路板用于对拇指记忆合金丝驱动器和记忆合金丝驱动器组的供电及控制，所述拇指记忆合金丝驱动器用于驱动拇指部分的动作，所述记忆合金丝驱动器组用于驱动其余四指的动作，所述壳体扣合于主体板上。所述壳体内安装有散热风扇。所述记忆合金丝驱动器组包括四组平行设置的记忆合金丝驱动器，四组记忆合金丝驱动器分别用于驱动除拇指以外其它四指的动作。所述拇指记忆合金丝驱动器和四组所述记忆合金丝驱动器结构相同，均包括驱动器主体板、固定端子、记忆合金丝、驱动端子、反馈部分及两组滑轮组件，其中两组滑轮组件对称设置于驱动器主体板的两侧，所述驱动端子可滑动地设置于所述驱动器主体板的端部，所述记忆合金丝与所述驱动端子连接，所述记忆合金丝的两端分别盘绕于两组滑轮组件上、且两端端部通过固定端子固定在所述驱动器主体板上，通过所述控制电路板对固定端子供电，驱动记忆合金丝收缩，从而带动驱动端子产生线性运动，所述反馈部分安装在所述驱动器主体板上、且与所述驱动端子连接，所述反馈部分用于获取所述驱动端子的运动信息。所述反馈部分包括微型电位计、滑轮、光轴及驱动器扣合件，其中微型电位计的外壳嵌入在所述驱动器主体板中，内部孔与滑轮连接，所述滑轮通过轴承Ⅱ安装在光轴上，所述光轴的两端与所述驱动器主体板和驱动器扣合件连接，所述驱动器扣合件与驱动器主体板固定连接，所述驱动端子通过连接线与所述滑轮连接。两组所述滑轮组件结构相同，均包括对称设置于固定端子两侧的多组导向滑轮，多组导向滑轮的直径向所述驱动器主体板的端部方向依次递增，所述记忆合金丝的端部固定在所述固定端子上、且由内向外依次盘绕在多组导向滑轮上，所述导向滑轮采用绝缘材料。所述驱动端子包括连接件和输出线，其中连接件的一端设有用于所述记忆合金丝穿过的通孔，另一端与输出线连接，所述输出线为刚性线，用于驱动负载运动。本专利技术的优点与积极效果为：1.本专利技术采用记忆合金丝作为驱动，使整体结构更为紧凑，重量大幅降低，便携性与穿戴性得到了较大提升。2.本专利技术采用刚性线传递动力，具有穿戴柔顺性，在手部康复的过程中，可以保证训练的安全性。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的结构爆炸图；图3是本专利技术中驱动部分去掉壳体后的结构示意图；图4是本专利技术中执行部分的结构示意图；图5是本专利技术中记忆合金丝驱动器的结构示意图；图6是本专利技术中记忆合金丝驱动器的固定端子的爆炸图；图7是本专利技术中记忆合金丝驱动器的导向滑轮的爆炸图；图8是本专利技术中记忆合金丝驱动器的驱动端子的爆炸图；图9是本专利技术中记忆合金丝驱动器的反馈部分的爆炸图。图中：1为驱动部分，2为执行部分，11为主体板，12为散热风扇，13为壳体，14为控制电路板，112为拇指记忆合金丝驱动器，113为记忆合金丝驱动器组，114为连接螺柱，21为拇指部分，211为拇指导线板，212为拇指刚性线，213为拇指套，22为食指部分，23为中指部分，24为无名指部分，25为小指部分，251为小指导线柱，252为小指刚性线，253为小指套，26为连接板，27为手背板；31为驱动器主体板，32为固定端子，321为铜片，322为螺栓，323为铜环Ⅰ，324为铜环Ⅱ，33为导向滑轮，331为尼龙滑轮，332为销轴，333为轴承Ⅰ，334为卡簧，34为记忆合金丝，35为驱动端子，351为连接件，352为输出线，353为连接线，36为反馈部分，361为微型电位计，362为滑轮，363为轴承Ⅱ，364为光轴，365为螺钉，366为驱动器扣合件。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术提供的一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，包括驱动部分1和执行部分2，其中执行部分2包括拇指部分21、食指部分22、中指部分23、无名指部分24、小指部分25、连接板26及手背板27，其中手背板27通过连接板26与驱动部分1连接，拇指部分21、食指部分22、中指部分23、无名指部分24及小指部分25结构相同，均包括导线件、刚性线及指套，其中拇指部分21的导线件与执行部分2连接，其余四指的导线件与手背板27连接，刚性线的一端与指套连接，另一端穿过导线件上的导向孔与驱动部分1连接，指套用于穿戴在使用者的手指上。进一步地，连接板26上设有滑槽，手背板27与滑槽滑动连接，可调节手背板27与连接板26之间的连接位置。指套的上端设有导向槽和连接座，刚性线穿过导向槽与连接座连接。如图2-3所示，驱动部分1包括主体板11、壳体13、控制电路板14、拇指记忆合金丝驱动器112及记忆合金丝驱动器组113，其中记忆合金丝驱动器组113安装在主体板11的槽内，控制电路板14和拇指记忆合金丝驱动器112分别设置于主体板11的两侧面，控制电路板14用于对拇指记忆合金丝驱动器112和记忆合金丝驱动器组113的供电及控制，拇指记忆合金丝驱动器112用于驱动拇指部分21的动作，记忆合金丝驱动器组113用于驱动食指部分22、中指部分23、无名指部分24及小指部分25的动作，壳体13扣合于主体板11上。进一步地，壳体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，其特征在于，包括驱动部分(1)和执行部分(2)，其中执行部分(2)包括拇指部分(21)、食指部分(22)、中指部分(23)、无名指部分(24)、小指部分(25)、连接板(26)及手背板(27)，其中手背板(27)通过连接板(26)与驱动部分(1)连接，所述拇指部分(21)、食指部分(22)、中指部分(23)、无名指部分(24)及小指部分(25)结构相同，均包括导线件、刚性线及指套，其中所述拇指部分(21)的导线件与所述执行部分(2)连接，其余四指的导线件与所述手背板(27)连接，所述刚性线的一端与所述指套连接，另一端穿过所述导线件上的导向孔与所述驱动部分(1)连接，所述指套用于穿戴在使用者的手指上。

【技术特征摘要】
1.一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，其特征在于，包括驱动部分(1)和执行部分(2)，其中执行部分(2)包括拇指部分(21)、食指部分(22)、中指部分(23)、无名指部分(24)、小指部分(25)、连接板(26)及手背板(27)，其中手背板(27)通过连接板(26)与驱动部分(1)连接，所述拇指部分(21)、食指部分(22)、中指部分(23)、无名指部分(24)及小指部分(25)结构相同，均包括导线件、刚性线及指套，其中所述拇指部分(21)的导线件与所述执行部分(2)连接，其余四指的导线件与所述手背板(27)连接，所述刚性线的一端与所述指套连接，另一端穿过所述导线件上的导向孔与所述驱动部分(1)连接，所述指套用于穿戴在使用者的手指上。2.根据权利要求1所述的记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，其特征在于，所述连接板(26)上设有滑槽，所述手背板(27)与所述滑槽滑动连接，可调节所述手背板(27)与所述连接板(26)之间的连接位置。3.根据权利要求1所述的记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，其特征在于，所述指套的上端设有导向槽和连接座，所述刚性线穿过导向槽与所述连接座连接。4.根据权利要求1所述的记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，其特征在于，所述驱动部分(1)包括主体板(11)、壳体(13)、控制电路板(14)、拇指记忆合金丝驱动器(112)及记忆合金丝驱动器组(113)，其中记忆合金丝驱动器组(113)安装在主体板(11)的槽内，所述控制电路板(14)和所述拇指记忆合金丝驱动器(112)分别设置于所述主体板(11)的两侧面，所述控制电路板(14)用于对拇指记忆合金丝驱动器(112)和记忆合金丝驱动器组(113)的供电及控制，所述拇指记忆合金丝驱动器(112)用于驱动拇指部分(21)的动作，所述记忆合金丝驱动器组(113)用于驱动其余四指的动作，所述壳体(13)扣合于主体板(11)上。5.根据权利要求4所述的记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，其特征在于，所述壳体(13)内安装有散热风扇(12)。6.根据权利要求4所述的记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人，其特征在于，所述记忆合金丝驱动器组(113)包括四组平行设置的记忆合金丝驱动器，四组记忆合金丝驱动器分别用于驱动除拇指以外其它四指的动作。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新刚，赵明，冯晓彬，张道辉，张弼，徐壮，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21