驅(qū)動(dòng)模塊4的絞盤22。
[0057]所述驅(qū)動(dòng)模塊4包括直流電機(jī)20、防松裝置21以及渦輪蝸桿自鎖裝置19;
[0058]其中，所述渦輪蝸桿自鎖裝置19包括蝸桿、蝸輪、絞盤22、第一齒輪、第二齒輪和驅(qū)動(dòng)軸；
[0059]所述直流電機(jī)20的輸出軸與蝸桿相連，所述蝸桿與所述蝸輪嚙合;所述蝸輪、所述絞盤22以及所述第一齒輪同軸設(shè)置，所述蝸輪帶動(dòng)所述絞盤22、所述第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng);所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合;所述第二齒輪設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)軸上；
[0060]所述防松裝置21包括第一超越離合器、第二超越離合器、第一惰輪以及第二惰輪；[0061 ]所述第一超越離合器的內(nèi)圈和所述第二超越離合器的內(nèi)圈設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)軸；
[0062]所述第一惰輪通過一組鮑登線中一鮑登線6的牽引繩與第一超越離合器貼合;所述第二惰輪通過一組鮑登線中另一鮑登線6的牽引繩與第二超越離合器貼合。
[0063]所述牽引繩的一端部的外側(cè)設(shè)置有泰氟龍管12。
[0064]當(dāng)使用本發(fā)明提供的用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套時(shí)，對(duì)于偏癱患者，將無線數(shù)據(jù)采集手套I穿戴在健康手上，作為主動(dòng)端，采集主動(dòng)端五根手指的關(guān)節(jié)角度信息，通過無線方式將其發(fā)送給處理決策模塊3。處理決策模塊3中的微處理器根據(jù)主動(dòng)端的手指角度信息來控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過類似于自行車剎車線的鮑登線6驅(qū)動(dòng)柔性外骨骼手套2。驅(qū)動(dòng)模塊4中有五個(gè)直流電機(jī)，每個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)柔性外骨骼手套2中一根手指的屈和伸。腱鞘支撐環(huán)5貼合手掌的形狀，在位置上和手保持相對(duì)固定。穿戴在運(yùn)動(dòng)功能受損的手上的柔性外骨骼手套2作為從動(dòng)端，將帶動(dòng)患手做出和主動(dòng)端相同的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)偏癱患者自主康復(fù)的功能。對(duì)于兩側(cè)均癱瘓的患者，可以引入兩個(gè)柔性外骨骼手套2，通過處理決策模塊3上的交互按鍵16和液晶屏幕14選擇預(yù)先設(shè)定好的康復(fù)模式進(jìn)行手部的運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)。
[0065]柔性角度傳感器7沿著手指方向貼在手套上，能夠隨著手指的彎曲而很容易彎曲，在這個(gè)過程中手指的角度信息通過數(shù)據(jù)線傳給無線發(fā)送模塊8，再通過無線方式將五根手指的角度信息實(shí)時(shí)地發(fā)送到處理決策模塊3上。柔性角度傳感器7和無線發(fā)送模塊8固定在手套基材上的，要求織物手套基材透氣、結(jié)實(shí)、對(duì)皮膚無傷害，手套需要根據(jù)使用者手的尺寸進(jìn)行定制，以保證對(duì)手較好的貼合且穿戴方便。
[0066]鋼絲繩芯13—端固定在柔性外骨骼手套的指尖，當(dāng)手掌側(cè)鋼絲繩芯13被拉時(shí)，對(duì)應(yīng)手指就會(huì)屈，當(dāng)手背側(cè)的鋼絲繩芯被拉時(shí)，對(duì)應(yīng)的手指就會(huì)伸。泰氟龍管12按照?qǐng)D中所示的路徑固定在手套上，用來限制細(xì)鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)軌跡，且泰氟龍材料具有耐磨和自潤(rùn)滑的特點(diǎn)，有利于減小鋼絲繩芯13上的拉力損失。柔性外骨骼手套2的基材選擇結(jié)實(shí)、透氣的織物材料，長(zhǎng)期穿戴也不會(huì)產(chǎn)生不適感。
[0067]對(duì)于偏癱患者，無線接收芯片15接收來自數(shù)據(jù)采集手套I的手指角度數(shù)據(jù)，將手指角度數(shù)據(jù)傳輸給微處理芯片17，微處理芯片17中的程序根據(jù)手指角度數(shù)據(jù)的分析結(jié)果輸出對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制信號(hào)。對(duì)于兩側(cè)均癱瘓的患者，微處理芯片中預(yù)存了多種康復(fù)模式，使用者可以通過按鍵和屏幕這種人機(jī)交互模式選擇好合適的模式進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。液晶屏幕上實(shí)時(shí)顯示關(guān)鍵的信息，如康復(fù)訓(xùn)練模式、訓(xùn)練時(shí)間、電池電量等。
[0068]直流電機(jī)的三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分別是:正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)，由微處理芯片17進(jìn)行控制。直流電機(jī)20先通過行星減速器減速增扭，然后輸出軸連接蝸桿，蝸輪與絞盤連接，同一根手指掌側(cè)和背側(cè)的兩根細(xì)鋼絲繩芯13反方向固定到一個(gè)絞盤22上，這樣當(dāng)絞盤22正轉(zhuǎn)時(shí)，掌側(cè)的鋼絲繩芯14拉，背側(cè)的鋼絲繩芯14放，手指屈，反之手指伸。一個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)一只手指，這樣每根手指都可以獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。蝸輪蝸桿自鎖轉(zhuǎn)置19是為了保證電機(jī)停止時(shí)柔性外骨骼手套保持當(dāng)時(shí)的動(dòng)作。防松裝置始終保持鋼絲繩在絞盤上張緊，使整個(gè)裝置能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)?？沙潆婋姵貫槲鍌€(gè)電機(jī)和處理決策模塊中的芯片和液晶屏幕提供穩(wěn)定的電源。
[0069]其中，惰輪24是可以繞著軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的。鮑登線6的外面的鞘固定在防松裝置的擋板上，一根手指上掌側(cè)和背側(cè)的兩根鋼絲繩芯14在鮑登線6外面鞘的引導(dǎo)下穿過超越離合器23和惰輪24之間最終固定到絞盤22上，鋼絲繩芯是被超越離合器23和惰輪24壓緊的。當(dāng)絞盤22收線時(shí)，超越離合器23不跟轉(zhuǎn)，所以不妨礙收線；當(dāng)絞盤22放線時(shí)，超越離合器23和惰輪24的合力將細(xì)鋼絲繩向外吐，且向外吐線的速度比絞盤放線的速度快一點(diǎn)，這樣就保證了鋼絲繩芯13在絞盤23上張緊，防止鋼絲繩芯13出軌。
[0070]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，其特征在于，包括處理決策模塊(3)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)、柔性外骨骼手套(2)以及鮑登線(6); 其中，所述處理決策模塊(3)電連接所述驅(qū)動(dòng)模塊(4);所述鮑登線(6)的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的指端，另一端部連接在所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的絞盤(22)上； 所述處理決策模塊(3)通過所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的絞盤(22)驅(qū)動(dòng)所述鮑登線(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，其特征在于，還包括無線數(shù)據(jù)采集手套(I);所述無線數(shù)據(jù)采集手套(I)包括手套本體、柔性角度傳感器(7)以及無線發(fā)送模塊(8);其中，所述柔性角度傳感器(7)沿所述手套本體的手指方向設(shè)置在所述手套本體的手指部上;所述柔性角度傳感器(7)連接所述無線發(fā)送模塊(8);所述柔性角度傳感器(7)用于采集手指的角度信息;所述無線發(fā)送模塊(8)用于將所述手指的角度信息發(fā)送至所述處理決策模塊(3); 所述處理決策模塊(3)用于根據(jù)所述手指的角度信息控制所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的絞盤(27)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，其特征在于，還包括腱鞘支撐環(huán)(5);所述腱鞘支撐環(huán)(5)設(shè)置在所述柔性外骨骼手套(2)的手腕端；所述鮑登線(6)包括鞘部和牽引繩;所述牽引繩設(shè)置在所述鞘部?jī)?nèi)側(cè);所述牽引繩的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的指端，另一端連接在所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的絞盤(22)上；所述鞘部的一端連接所述腱鞘支撐環(huán)(5)，另一端設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的固定孔中。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，其特征在于，所述處理決策模塊(3)包括液晶屏幕(14)、無線接收芯片(15)、交互按鍵(16)以及微處理芯片(17)； 其中，所述液晶屏幕(14)、所述無線接收芯片(15)以及所述交互按鍵(16)連接所述微處理芯片(17); 所述微處理芯片(17)通過所述無線接收芯片(15)連接所述無線發(fā)送模塊(8)接收所述手指的角度信息； 所述微處理芯片(17)用于根據(jù)所述手指的角度信息控制所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的絞盤(22)轉(zhuǎn)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，其特征在于，所述鮑登線(6)的數(shù)量為多組;一組鮑登線(6)中一鮑登線(6)的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的手掌側(cè)指端，另一端部連接在所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的絞盤(22);上;一組鮑登線(6)中另一鮑登線(6)的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的相對(duì)應(yīng)的手背側(cè)指端，另一端部連接在所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)的絞盤(22)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊(4)包括直流電機(jī)(20)、防松裝置(21)以及渦輪蝸桿自鎖裝置(19); 其中，所述渦輪蝸桿自鎖裝置(19)包括蝸桿、蝸輪、絞盤(22)、第一齒輪、第二齒輪和驅(qū)動(dòng)軸； 所述直流電機(jī)(20)的輸出軸與蝸桿相連，所述蝸桿與所述蝸輪嚙合;所述蝸輪、所述絞盤(22)以及所述第一齒輪同軸設(shè)置，所述蝸輪帶動(dòng)所述絞盤(22)、所述第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng);所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合;所述第二齒輪設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)軸上； 所述防松裝置(21)包括第一超越離合器、第二超越離合器、第一惰輪以及第二惰輪； 所述第一超越離合器的內(nèi)圈和所述第二超越離合器的內(nèi)圈設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)軸； 所述第一惰輪通過一組鮑登線中一鮑登線(6)的牽引繩與第一超越離合器貼合;所述第二惰輪通過一組鮑登線中另一鮑登線(6)的牽引繩與第二超越離合器貼合。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，其特征在于，所述牽引繩的一端部的外側(cè)設(shè)置有泰氟龍管(12)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的軟體機(jī)器人手套，包括處理決策模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、柔性外骨骼手套以及鮑登線；其中，所述處理決策模塊電連接所述驅(qū)動(dòng)模塊；所述鮑登線的一端部連接所述柔性外骨骼手套的指端，另一端部連接在所述驅(qū)動(dòng)模塊的絞盤上；所述處理決策模塊通過所述驅(qū)動(dòng)模塊的絞盤驅(qū)動(dòng)所述鮑登線。本發(fā)明采用柔性外骨骼手套，與剛性外骨骼相比，能夠提高穿戴的舒適性；本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)模塊和柔性外骨骼手套分開從而減小了使用者的穿戴負(fù)擔(dān)。
【IPC分類】A61H1/02
【公開號(hào)】CN105496728
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610018740
【發(fā)明人】張定國(guó), 曹紅升, 徐文東
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日