[发明专利]一种可穿戴式加箍型气动充气弯曲柔性驱动器

说明书

技术领域

本发明属于气动技术领域，特别是一种可穿戴式加箍型气动充气弯曲柔性驱动器。

背景技术

气动柔性驱动器是近几年逐渐发展起来的一种新型驱动装置，它利用气压驱动，柔顺性较好，驱动过程平稳安全，所以特别适合用于医疗康复，气动夹持等领域。Joseph L.McKibben设计出了最早的柔性驱动器，被称之为McKibben型PMA(Pneumatic Muscle Actuator)，其由橡胶管和纤维网组成，两端由金属挟箍密封。当向管中充入气体时，橡胶管会产生径向膨胀和轴向收缩，用于产生驱动拉力，但是此种驱动器不能产生弯曲变形，不能用于驱动手腕和手指产生弯曲动作。

公开号为CN 101863030A的中国专利，专利名称为充气伸长型气动柔性驱动器，由扁平状橡胶软管和加在管外的加强网套构成，软管主体套在导杆上，向橡胶软管内充气加压时，整体会产生沿着轴向的膨胀变形，并且变形量较大，从而产生轴向的伸长运动。这种驱动器具有良好柔顺性的直线驱动器，但是其只能产生伸长运动，不能产生弯曲变形。

公开号为CN 1562583A的中国专利，专利名称为气动柔性弯曲关节，包括端盖、橡胶管、嵌套在橡胶管管壁中的螺旋钢丝，橡胶管两端与两个端盖密封连接，在橡胶管一侧的管壁中嵌入约束钢丝，且约束钢丝与螺旋钢丝的每一匝缠绕；通入一定压力的气体时，由于橡胶管一侧嵌入的约束钢丝限制此处的伸长变形，而螺旋钢丝又限制橡胶管的径向变形，于是驱动器整体朝着嵌入约束钢丝这一侧弯曲。这种驱动器体积较大，刚性较大，不适合用于康复领域。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种可穿戴式加箍型气动充气弯曲柔性驱动器，解决现有驱动器无法产生弯曲变形或弯曲变形较小而不适合用于康复手腕、手指等关节的医疗康复领域的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种可穿戴式加箍型气动充气弯曲柔性驱动器，包括前端端盖、末端端盖、上侧波纹状结构、底层、箍，绳、软管；

所述前端端盖和末端端盖分别位于波纹状结构的两端，底层位于波纹状结构的下端；前端端盖、末端端盖、波纹状结构、底层一起构成内部为波纹状的腔体结构；所述箍为半圆形结构，箍套在波纹状结构的波峰位置和底层的外部；所述绳安装在位于底层下端的两端，且绳的长度方向与波纹状结构的轴向方向一致；软管安装于前端端盖处，与波纹状结构的内部腔体相连通；所述前端端盖、末端端盖、波纹状结构的材料均为弹性材料。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明的驱动器具有良好柔顺性，与人体具有良好的亲和性；体积小，具备可穿戴性，特别适合于诸如康复手腕、手指等关节的医疗康复领域。

(2)本发明的驱动器，通过对其进行多次的弯曲性能和力学性能试验，其承压能力强，末端输出力大。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明气动加箍型柔性驱动器的轴测图。

图2为本发明驱动器的主剖视图和俯视图。

图3为本发明驱动器的箍的局部放大图。

图4为本发明驱动器康复手指应用实例示意图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1-图3，本发明的一种可穿戴式加箍型气动充气弯曲柔性驱动器，包括前端端盖4、末端端盖1、上侧波纹状结构3、底层7、箍2，绳6、软管5；

所述前端端盖4和末端端盖1分别位于波纹状结构3的两端，底层7位于波纹状结构3的下端；前端端盖4、末端端盖1、波纹状结构3、底层7一起构成内部为波纹状的腔体结构；所述箍2为半圆形结构，箍2套在波纹状结构3的波峰位置和底层7的外部；所述绳6安装在位于底层7下端的两端，且绳6的长度方向与波纹状结构3的轴向方向一致；软管5安装于前端端盖4处，与波纹状结构3的内部腔体相连通，用于对腔体内部进行充气。所述前端端盖4、末端端盖1、波纹状结构3的材料均为可发生弹性变形的弹性材料。

进一步的，所述箍2上端内部设有弧形槽21，弧形槽21用于卡住波纹状结构3的波峰位置，避免箍2从波纹状结构3的波峰位置脱离。

进一步的，所述箍2下端两侧分别设有定位槽22，绳6穿过定位槽22，定位槽22用于对底层7下端的细绳6进行定位。

进一步的，所述波纹状结构3的波峰至少为3个，可实现单个关节的弯曲驱动。