[发明专利]一种基于预弯曲弹性丝管驱动的手部外骨骼装置

说明书

本发明提供了一种基于预弯曲弹性丝管驱动的手部外骨骼装置，包括拇指运动组件、拇指驱动组件、四指运动组件和四指驱动组件，所述拇指驱动组件可转动地连接至所述拇指运动组件并驱动所述拇指运动组件进行弯曲、伸展和摆动，所述四指驱动组件连接至所述四指运动组件并驱动所述四指运动组件进行弯曲和伸展，所述拇指驱动组件可转动地连接至所述四指驱动组件，所述拇指运动组件和四指运动组件是基于预弯曲弹性丝管驱动的。根据本发明的手部外骨骼装置能够与人手指的屈伸和摆动相一致地进行旋转，且具有较强的柔韧性。

技术领域

本发明涉及人体运动辅助器械领域，尤其涉及一种基于预弯曲弹性丝管驱动的手部外骨骼装置。

背景技术

手是人体重要的组成器官。脑卒中和意外伤害容易导致人手感觉和运动功能缺失，严重影响人们的日常生活。高强度的持续康复训练是有效的治疗方法。传统的康复训练主要依赖于医生的经验，缺乏科学性和系统性，治疗效果存在较大局限。手部外骨骼是一种固定于人手上的机械装置。基于手部外骨骼的康复训练方法可以通过精确的力和位置控制，针对患者的个体差异，为患者提供科学的量化治疗，加速康复进程，同时降低医生工作强度。

在危险或人类活动难以到达的区域，如深海、外太空等，以及需要高精度、高度灵活性以及较大操作力的环境下，往往难以直接通过人手完成特定动作。利用智能装置代替人手可以解决上述问题。单一的智能装置由于操作环境的不确定性难以独立完成复杂任务。因此，采用遥操作的形式，将人的智能与智能装置相结合，即人作为主端，控制从端设备。手部外骨骼作为操作端的设备，能够使操作者获得更真实的操作感觉，被广泛应用于遥操作系统中。

在目前的研究中，公告号为CN102895091B、名为“穿戴式便携动力外骨骼手功能康复训练装置”的中国发明专利公开了通过直线推杆驱动手指运动；Wege等在文献“Development and control of a hand exoskeleton for rehabilitation of handinjuries”中公开了通过手部肌肉控制的外骨骼，实现手部20个自由度的运动；Fontana等人在文献“Mechanical design of a novel hand exoskeleton for accurate forcedisplaying”公开了针对食指和拇指功能恢复的外骨骼，具有力反馈功能。

然而，目前的研究成果存在着机构复杂、不够灵活、以及缺乏柔韧性等问题，同时，由于机构的旋转中心与人手的运动中心不一致，导致使用者穿戴不够舒适，力觉和位置测量也存在着不够精确的问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中存在的缺点，提供一种新型的手部外骨骼装置，该手部外骨骼装置基于预弯曲弹性丝管驱动，能够与人手指的屈伸和摆动相一致地进行旋转，且具有较强的柔韧性。

本发明的目的在于提供一种基于预弯曲弹性丝管驱动的手部外骨骼装置，包括：拇指运动组件、拇指驱动组件、四指运动组件和四指驱动组件，所述拇指驱动组件可转动地连接至所述拇指运动组件并驱动所述拇指运动组件进行弯曲、伸展和摆动，所述四指驱动组件连接至所述四指运动组件并驱动所述四指运动组件进行弯曲和伸展，所述拇指驱动组件可转动地连接至所述四指驱动组件，所述拇指运动组件和四指运动组件是基于预弯曲弹性丝管驱动的。