本发明专利技术涉及康复辅助医疗器械技术领域，具体涉及一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套。本发明专利技术利用碳纤维电化学人工肌肉的体积优势，仿照人手结构的肌肉分布，在手套总体积远小于气动康复手套的前提下，每根手指布置了三到五条人工肌肉，能够带动手指完成几乎所有人手动作。因此本发明专利技术所述的康复手套不仅能更好的完成传统康复手套的复健动作，而且能帮助病人完成生活中所必须的动作，如握筷等，有效提高病人的生活能力。同时相比于气动肌肉需要搭配笨重气泵使用，本发明专利技术使用可USB充电的小型电池作为动力源，更加轻便便携。因此在康复医疗领域有极大的前景与市场。此在康复医疗领域有极大的前景与市场。此在康复医疗领域有极大的前景与市场。
【技术实现步骤摘要】
一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套
[0001]本专利技术涉及康复辅助医疗器械
，具体涉及一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套。
技术介绍
[0002]根据调查发现，上肢功能占全身功能的60％，其中手功能占上肢功能的90％，且拇指功能丧失意味着手大部分功能丧失。而脑卒中患者在患病六个月后，65％的患者有手功能障碍，严重影响了患者的生活。人手功能十分精细，恢复难度较大，对手功能障碍的预防和治疗将直接影响上肢功能与日常生活能力。
[0003]目前的手功能康复疗法主要有传统的设备治疗和人工治疗。传统的人工治疗多为医护人员一对一服务，费时费力，患者的依从性差，难以坚持，使得康复效果大打折扣。
[0004]目前，现有的手功能康复设备，如羿生康复机器人手套、诺威娜康复机器人手套等，均为气动人工肌肉驱动。其庞大笨重，且需要配套气压泵使用，极不方便。同时，康复手套只能控制手指整体的弯曲或伸直，帮助病人做一些如握筷、抓取等简单动作，无法控制各个指关节的运动。
技术实现思路
[0005]为克服
技术介绍
中存在的不足，本专利技术提出了一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套。
[0006]本专利技术提出一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，包括：手套柔软内层；手套坚韧内层；手套封装内层；手套中间层；手套封装外层；手套坚韧表层；电池组块；电路及控制元件模块。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述手套中间层位于手套封装内层与手套封装外层围成的腔体内，包括：镂空层；人工肌肉；拉线；电解液；三电极电路电极。
[0008]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述手套封装内层贴合在手套中间层的内表面，所述手套封装外层贴合在手套中间层的外表面。手套封装内层与手套封装外层于手套手腕处密封，形成封闭腔体，用于封装电解液，防止电解液流出。
[0009]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述手套坚韧表层覆盖在手套封装外层外表面，其外侧直接与外界接触。所述手套坚韧内层内侧与手套柔软内层外表面粘合，外侧与手套封装内层内侧粘合，用于保护手套内部结构，同时为手套提供恢复力。具有高强度高韧性耐高温耐腐蚀等特点。
[0010]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述手套柔软内层外侧与手套坚韧内层粘合，内侧与人手直接接触，用于使手套贴合人手并给使用者提供舒适体验。
[0011]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述手套中间层为手套封装内层与手套封装外层围成的腔体。所述手套中间层包含：镂空层；人工肌肉；拉线；电解液；三电极电路电极。
[0012]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述镂空层为镂空硬质胶垫夹层，位于手套封装内层与手套封装外层形成的腔体中。其镂空间隙起到固定拉线及为拉线与人工肌肉提供正确的运动轨道的作用。
[0013]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述人工肌肉为碳纳米纤维材料卷绕而成的碳纳米管电化学驱动人工肌肉，具体可采用如《Unipolar stroke,electroosmotic pump carbon nanotube yarn muscles》所述的方法制备。
[0014]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述三电极电路的电极包括：工作电极、参比电极、辅助电极。其中工作电极数量与人工肌肉数量相等，且与人工肌肉一一相连。其中参比电极、工作电极、辅助电极均浸泡在电解液中并与伸入中间层的电路相连。
[0015]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述人工肌肉全部浸泡于手套中间层内的电解液中，一端与所述拉线相连，另一端与工作电极连接。人工肌肉通电之后形成三电极电路，吸附电解液中离子或粒子后发生径向膨胀，螺旋结构解捻，从而使人工肌肉出现收缩并输出拉力。
[0016]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述拉线一端在手指位置固定于所述镂空层间隙中，另一端与所述人工肌肉相连。所述拉线弹性小、强度高，用于传导人工肌肉输出的拉力，带动手套与手指完成动作。
[0017]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述人工肌肉在通电收缩时对人手与手套各层做功。当人工肌肉断电后，手套各层与处于伸长状态的人工肌肉储存的弹性势能释放会将手套及手指恢复初始状态。
[0018]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述人工肌肉包括：手掌侧每根手指连接五条人工肌肉，手背侧除大拇指外每根手指连接三条人工肌肉，大拇指连接四条人工肌肉，每条肌肉连接一根拉线。手掌侧人工肌肉带动手套与手指完成各关节的弯曲动作；手背侧人工肌肉带动手套完成手指的伸直动作；两侧人工肌肉配合工作带动手套完成手指的张开与并拢动作。
[0019]根据本专利技术提供的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，所述电池组块与电路与控制元件模块均位于手套封装外层与手套坚韧表层之间的夹缝中。其中电池组块位于手套靠近臂肘一侧的尾端，与电路与控制模块相邻，为手套的人工肌肉与控制系统提供电源。其中电路与控制模块位于手套小臂位置靠近手腕一端，两端分别与电池组块和手套中间层相邻，用来控制电池与中间层的电解液、三个电极相连组成人工肌肉的工作电路的通断。
[0020]所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套采用仿人手结构，手套贴合在人手表面，等效于人手血肉依附于人手骨骼表面。人手为手套提供支撑，手套带动人手完成锻炼动作以及简单的生活动作。
[0021]本专利技术优异的效果是：
[0022]目前市面的康复手套均为气动驱动。气动人工肌肉由于结构限制，体积庞大。由于受到空间上的限制，每根手指只能布置一条人工肌肉，因此康复手套能够实现的动作受到了极大限制：只能带动手指实现初始状态与弯曲状态两种状态，无法带动手指关节单独活动；无法带动手指完成张开与并拢动作。此外，由于气动驱动的康复手套需要输入较大气压，所以需要配套笨重的气压泵使用，极不方便携带。
[0023]本专利技术利用碳纤维电化学人工肌肉的体积优势，仿照人手结构的肌肉分布，在手套总体积远小于气动康复手套的前提下，每根手指布置了三到五条人工肌肉，能够带动手指完成几乎所有人手动作。因此本专利技术所述的康复手套不仅能更好的完成传统康复手套的复健动作，而且能帮助病人完成生活中所必须的动作，如握筷等，有效提高病人的生活能力。
[0024]此外，由于碳纤维电化学人工肌肉的工作电压只有5V，本专利技术只需要安装配套电池，使用USB接口充电即可使用，轻便便携。
[0025]本专利技术在性能上具有上述诸多优势，同时成本不高且具有极大的优化空间，因此在康复医疗领域有极大的前景与市场。
附图说明
[0026]为了本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，所述仿人手康复手套包括手套柔软内层；手套坚韧内层；手套封装内层；手套中间层；手套封装外层；手套坚韧表层；电池组块；电路及控制元件模块；所述手套封装内层贴合在手套中间层的内表面，所述手套封装外层贴合在手套中间层的外表面；手套封装内层与手套封装外层于手套手腕处密封，形成封闭腔体，用于封装电解液，防止电解液流出；所述手套坚韧表层覆盖在手套封装外层外表面，其外侧直接与外界接触，所述手套坚韧内层内侧与手套柔软内层外表面粘合，外侧与手套封装内层内侧粘合，用于保护手套内部结构，同时为手套提供恢复力；所述手套柔软内层外侧与手套坚韧内层粘合，内侧与人手直接接触，用于使手套贴合人手并给使用者提供舒适体验；所述手套中间层为手套封装内层与手套封装外层围成的腔体，所述手套中间层包含：镂空层；人工肌肉；拉线；电解液；三电极电路电极；所述镂空层为镂空硬质胶垫夹层，位于手套封装内层与手套封装外层形成的腔体中，其镂空间隙起到固定拉线及为拉线与人工肌肉提供正确的运动轨道的作用；所述人工肌肉为碳纳米纤维材料卷绕而成的碳纳米管电化学驱动人工肌肉，所述人工肌肉全部浸泡于手套中间层内的电解液中，一端与所述拉线相连，另一端与工作电极连接；所述拉线一端在手指位置固定于所述镂空层间隙中，另一端与所述人工肌肉相连；所述三电极电路的电极包括工作电极、参比电极、辅助电极，工作电极数量与人工肌肉数量相等，且与人工肌肉一一相连；其中参比电极、工作电极、辅助电极均浸泡在电解液中并与伸入中间层的电路相连；人工肌肉在通电收缩时对人手与手套各层做功，当人工肌肉断电后，手套各层与处于伸长状态的人工肌肉储存的弹性势能释放会将手套及手指恢复初始状态。2.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，手掌侧每根手指连接五条人工肌肉；手背侧除大拇指外每根手指连接三条人工肌肉，大拇指连接四条人工肌肉；每条人工肌肉连接一根拉线；手掌侧人工肌肉带动手套与手指完成各关节的弯曲动作；手背侧人工肌肉带动手套完成手指的伸直动作；两侧人工肌肉配合工作带动手套完成手指的张开与并拢动作。3.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，所述电池组块与电路与控制元件模块均位于手套封装外层与手套坚韧表层之间的夹缝中；其中电池组块位于手套靠近臂肘一侧的尾端，与电路与控制模块相邻，为手套的人工肌肉与控制系统提供电源；电路与控制模块位于手套小臂位置靠近手腕一端，两端分别与电池组块和手套...
【专利技术属性】
技术研发人员：王健，胡兴好，刘润民，张忠强，李鸿，赵凯，高翔，李自立，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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