基于记忆合金驱动的手部外骨骼康复系统
2020-01-07

基于记忆合金驱动的手部外骨骼康复系统

本发明公开了一种基于记忆合金驱动的手部外骨骼康复系统,包括手套(1)、掌板(2)、动力源(3)以及手指联动系统,其中,所述掌板(2)、动力源(3)和手指联动系统均固定于手套(1)上,所述手指联动系统与掌板(2)相连。本发明以形状记忆合金弹簧为驱动装置,结构简单轻便,五个手指可以独立运动,灵活度较高;采用四连杆机构作为外骨骼的传动机构,易于安装维修,且可以适应于不同手指长短的患者;不同与以往的被动式康复外骨骼,本发明以表面肌电信号作为手部外骨骼的控制信号,由患者自主控制康复动作,促进疗效。本发明方便易用,安全有效,成本较低,有广阔的应用前景。

本发明的工作过程包括以下步骤:

步骤2,当控制指令为"食指部弯曲"时,食指部动力源3中的形状记忆合金拉簧11接通恒流源,加热到相变温度,产生形状记忆效应。形状记忆合金拉簧11在形状记忆效应作用下主动收缩,带动MCP关节一号连杆14绕掌板支撑杆10转动。同时,MCP关节一号连杆14推动MCP关节二号连杆15与MCP关节支撑杆19转动,带动患者的食指部MCP关节弯曲。MCP关节二号连杆15的转动,在主动齿轮20、从动齿轮21的传递作用下,导致PIP关节一号连杆16也发生转动。PIP关节一号连杆16推动PIP关节二号连杆17与PIP关节支撑杆I8转动,带动患者的食指部PIP关节弯曲。

上述MCP是指掌指关节;PIP是指近指端关节。

图2为手套结构示意图;

进一步地,所述手指联动系统包括:拇指部、食指部、中指部、无名指部以及小指部,其中:

背景技术

本发明针对现有技术中存在的不足,开发出了一种新型的,由形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy)驱动、四连杆机构传动、表面肌电信号诱发的基于记忆合金驱动的手部外骨骼康复系统。

一拇指部、食指部、中指部和无名指部均包括:MCP关节一号连杆14、MCP关节二号连杆15、MCP关节支撑杆19、PIP关节一号连杆16、PiP关节二号连杆17、PIP关节支撑杆18、主动齿轮20、从动齿轮21、一号转轴22和二号转轴23,其中,所述MCP关节一号连杆14与掌板2铰接;所述MCP关节二号连杆15的一端与MCP关节一号连杆14铰接,所述MCP关节二号连杆15的另一端与一号转轴22过盈配合;所述一号转轴22穿过MCP关节支撑杆19,并与主动齿轮20过Μ配合;所述主动齿轮20与从动齿轮21相互啮合;所述二号转轴23穿过MCP关节支撑杆19,并分别与从动齿轮21和PIP关节一号连杆16过盈配合;所述PIP关节一号连杆16与PIP关节二号连杆17铰接;所述PIP关节二号连杆Π与PIP关节支撑杆I8铰接;所述MCP关节支撑杆19、PIP关节支撑杆I8均固定在手套1上;

本发明针对现有技术中存在的不足,开发出了一种新型的,由形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy)驱动、四连杆机构传动、表面肌电信号诱发的基于记忆合金驱动的手部外骨骼康复系统。

图4为拇指部、食指部、中指部或无名指部结构示意图;