变刚度软体驱动器及使用该驱动器的手部康复训练机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种变刚度软体驱动器及使用该驱动器的手部康复训练机器人，其中驱动器包括：层状的驱动器本体，驱动器本体采用弹性材料制成，驱动器外部包被有双螺旋纤维丝缠绕层，驱动器本体内设有气腔；在气腔的中间位置处设置有变刚度层，将气腔分隔为上层腔室和下层腔室，所述变刚度层的基底采用高拉伸模量的柔性材料制成，具有较高的强度和柔度，可限制驱动器的轴向应变；在所述变刚度层内部的蛇形流道内设置有低熔点合金，与所述低熔点合金连接设置有电极；气源，分别通过气体管道与上层腔室和下层腔室相通；控制系统包括控制器和刚度控制开关，所述的刚度控制开关与电极的电源装置连接设置，控制器同时与气源的驱动器和刚度控制开关连接。本发明专利技术中所述驱动器具有较大的弯曲范围，能够满足手部关节的活动要求且同时具备较强的承载能力。

Variable stiffness software driver and hand rehabilitation training robot using the driver

【技术实现步骤摘要】
变刚度软体驱动器及使用该驱动器的手部康复训练机器人
本申请属于医疗康复机器人
，具体涉及一种变刚度软体驱动器及使用该驱动器的手部康复训练机器人。
技术介绍
我国每年新发脑卒中患者150万-200万例，超过75％的脑卒中患者手部运动功能受到不同程度的损伤。手部关节的屈曲、伸展基本功能的康复有赖于被动和主动的抓握等动作训练，这一过程常常需要物理治疗师参与引导。但物理治疗师介入的康复治疗价格高且严重依赖治疗师的康复治疗水平，为减轻手部运动功能障碍的患者治疗成本，缩短康复治疗周期，减轻康复训练师的工作强度，目前已有多种手功能康复辅助训练机器人问世，其中，采用气动柔性驱动器的软体手功能康复训练机器人由于具有重量较小，成本较低，舒适性较高等优势而被广泛应用。如现有技术中的气动软体驱动器即是常用的软体机器人驱动机构，其由弹性硅胶材料构成，其结构上具有可延展部分和不可延展部分，通过通入高压气体使得可延展部分发生形变，从而可使得驱动器产生弯曲作用，实现辅助康复训练的效果。但是气动软体驱动器的缺点在于无法承受较大负载，当负载大时易产生形变，这使得患者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变刚度软体驱动器，其特征在于，包括：/n层状的驱动器本体，所述驱动器本体内设置有气腔；/n在所述气腔的中间位置处设置有变刚度层，将所述气腔分隔为上层腔室和下层腔室；/n所述变刚度层包括柔性材料层，所述柔性材料层的拉伸模量大于所述气腔的弹性变形腔壁的拉伸模量；在所述驱动器本体的外围包裹有限位结构，所述限位结构环绕位于第一方向上的轴向设置，限制所述弹性变形腔壁在垂直于所述第一方向的第二方向上的膨胀；其中所述第一方向与所述变刚度层相平行；/n在所述柔性材料层的内部的蛇形流道内设置有低熔点合金，与所述低熔点合金连接设置有电极；/n气源，分别通过气体管道与所述上层腔室和下层腔室连通，所述上层腔室...

【技术特征摘要】
1.一种变刚度软体驱动器，其特征在于，包括：
层状的驱动器本体，所述驱动器本体内设置有气腔；
在所述气腔的中间位置处设置有变刚度层，将所述气腔分隔为上层腔室和下层腔室；
所述变刚度层包括柔性材料层，所述柔性材料层的拉伸模量大于所述气腔的弹性变形腔壁的拉伸模量；在所述驱动器本体的外围包裹有限位结构，所述限位结构环绕位于第一方向上的轴向设置，限制所述弹性变形腔壁在垂直于所述第一方向的第二方向上的膨胀；其中所述第一方向与所述变刚度层相平行；
在所述柔性材料层的内部的蛇形流道内设置有低熔点合金，与所述低熔点合金连接设置有电极；
气源，分别通过气体管道与所述上层腔室和下层腔室连通，所述上层腔室和下层腔室均设置有气体排出口；
控制系统，包括控制器和刚度控制开关，所述刚度控制开关与所述电极连接设置，所述控制器同时与所述气源的驱动器和所述刚度控制开关连接。


2.根据权利要求1所述的变刚度软体驱动器，其特征在于，所述驱动器本体在所述第一方向上的延伸长度大于其在所述第二方向上的延伸长度。


3.根据权利要求1或2所述的变刚度软体驱动器，其特征在于，所述限位结构为缠绕在所述驱动器本体的外围的双螺旋纤维丝缠绕层，所述双螺旋纤维丝缠绕层包括两组环绕所述第一方向螺旋缠绕的纤维丝，两组所述纤维丝相对于所述变刚度层对称设置。


4.根据权利要求3所述的变刚度软体驱动器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽珍，彭广帅，刘荣，郝明阳，尹晓飞，樊瑜波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11