[发明专利]一种形状记忆合金驱动软体康复手套及其3D打印制备方法

权利要求书

1.一种形状记忆合金驱动软体康复手套3D打印制备方法，其特征在于：形状记忆合金驱动软体康复手套包括手掌套(23)、有若干手指的手指套及若干SMA弹簧；手掌套(23)和手指套的基体材料为TPU；

所述手指套至少包括中指套(12)、食指套(13)和拇指套(11)；

所述中指套(12)和食指套(13)均包括基关节套(14)、近关节套(15)和远关节套(16)，三个关节套正面有V型关节间隙(17)且安装一根第一SMA弹簧(18)用于完成单向弯曲动作，背面一体式连接且安装第二SMA弹簧(19)用于辅助弯曲的关节恢复原状；

所述食指套(13)的基关节套左右两侧安装有第三SMA弹簧(21)用于完成侧摆动作；

所述拇指套(11)包括对掌关节(22)和具备单向弯曲功能的基关节、远关节；基关节和远关节的正反面分别安装第一SMA弹簧和第二SMA弹簧；对掌关节(22)的两根第四SMA弹簧(20)一端与拇指套(11)的根部连接，另一端与手掌套(23)连接；

各手指套根部均与手掌套(23)连接；所述手掌套(23)和多个手指套为3D打印一体成型结构；

所有SMA弹簧两端用导线连接至直流稳压电源；

所述的形状记忆合金驱动软体康复手套的3D打印制备方法，其特征在于，制备过程包括以下步骤：

用三维建模软件建立康复手套三维模型，将三维模型导入3D打印切片软件，在手套基体的悬空部位添加支撑材料，设置打印参数，进行3D打印；

其中，基体材料为TPU，支撑材料为PVA；

打印完成后取出模型，剥离支撑材料得到TPU康复手套基体；

把SMA弹簧连接到基体的相应位置上，弹簧两端用导线连接至直流稳压电源，得到形状记忆合金驱动软体康复手套；

设置打印层厚为0.1mm、扫描速度10mm/s、热床温度50℃、1号喷头TPU打印温度220℃、2号喷头PVA打印温度210℃；

若所述支撑材料选择PVA，则打印完成后将模型整体浸入水中，PVA完全溶于水后得TPU康复手套基体；

所述3D打印一体成型结构在成型过程中，需要根据45°角原则为悬空部位添加支撑，打印完成后剥离支撑材料得到手套基体。

2.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动软体康复手套3D打印制备方法，其特征在于：拇指套(11)与手掌套(23)连接处厚度小于手掌套(23)厚度。

3.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动软体康复手套3D打印制备方法，其特征在于：所述直流稳压电源为30V、5A电源。

4.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动软体康复手套3D打印制备方法，其特征在于：所述SMA弹簧的参数满足以下条件：

SMA弹簧未通电时长度为L，通电完全收缩后长度通电完全收缩时，关节弯曲角度θ达到最大值；通过以下步骤计算弹簧参数：

联立(5)(6)得：

将式(7)代入式(2)(3)即可解得L、l参数；

其中，α为两个弯曲斜面之间的初始夹角，β为弯曲斜面与指关节套的夹角，γ为两个弯曲斜面之间弯曲的最小夹角，L两个弯曲斜面开口的距离，L₀两个弯曲斜面开口的最小距离，l弯曲斜面的长度，h为指关节套高度。