CN108670512B - 基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置 - Google Patents

基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置，包括固定装置、曲柄滑块机构、阻尼器腔体单元、金属颗粒、缓冲材料和滚珠直线导轨。该震颤抑制装置通过固定装置固定在使用者的手臂上，允许手腕的上下翻转运动的同时不影响手指的运动。使用者手腕的震颤运动带动手背固定装置的定轴转动，并通过曲柄滑块机构将定轴转动转化为颗粒阻尼器的直线运动。颗粒阻尼器腔体单元为长方体，在水平向设立多个分区，每个分区内分别放置有金属颗粒，腔体内部粘贴有缓冲材料。在使用者手腕震颤时，带动颗粒阻尼器在滚珠直线导轨上做往复直线运动，从而利用颗粒阻尼器的耗能能力抑制手腕的震颤运动。

Description

基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置
技术领域
本发明涉及一种基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置，将使用者手腕的上下翻转运动转化为颗粒阻尼器的直线往复运动，从而达到抑制手腕震颤的目的，属于腕部病理性震颤抑制领域。
背景技术
颗粒阻尼技术利用在振动体中有限封闭空间内填充的微小颗粒间摩擦与冲击作用消耗系统振动能量，具有附加质量小、减振频带宽、耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感，易用于恶劣环境等优点，应用于实际工程的减震控制中，具有良好的应用前景。
病理性震颤，虽然不会危及患者生命，却给患者的生活带来了极大的不便，使患者日常生活受到严重影响。但目前医学上对震颤的治疗方法都有一定的副作用。作为助残机器人的组成部分，抑制人体病理性震颤的抑震机器人为目前医学上缺少完全治愈震颤方法的现状提供了一种有效的解决途径。被动式的抑震机器人使用阻尼器控制振动，但并没有使用颗粒阻尼器的装置。使用曲柄滑块机构将手腕震颤运动转化为颗粒阻尼器的直线往复运动，可以有效抑制手腕的震颤。这是在被动式抑震机器人上应用具有诸多优点的颗粒阻尼技术的突破，对于震颤患者具有重要的意义。
发明内容
为了解决手腕病理性震颤对患者造成的生活不便问题，同时尝试颗粒阻尼技术在被动抑震机器人上的应用，本发明的目的在于提出一种基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置，该装置利用曲柄滑块机构将使用者的手腕上下翻转运动转化为颗粒阻尼腔体单元的直线往复运动，从而利用阻尼器的耗能能力抑制手腕的震颤幅度。颗粒阻尼腔体单元水平向分为三个分区，每个分区置有金属颗粒，内壁粘贴有缓冲材料以增加耗能能力和减弱噪声。本装置结构简单，轻便易佩戴，抑制震颤效果良好。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案。
本发明的一种基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置，包括：固定装置1、曲柄滑块机构2、阻尼器腔体单元3、金属颗粒4、缓冲材料5、滚珠直线导轨6，固定装置1为两个，一个安装于手臂上，另一个安装于手背上；颗粒阻尼器腔体单元3为两个，对称布置于安装于手背上的固定装置1上的两侧，每个阻尼器腔体单元3为长方体，每个阻尼器腔体单元3内水平向分为三个分区，每个分区内置有单颗金属颗粒4，阻尼器腔体单元3内部覆盖有缓冲材料5，每个阻尼器腔体单元3安装在手臂上的固定装置1内的滚珠直线导轨6上；曲柄滑块机构2一端的滑块即为阻尼器腔体单元3，另一端的杆件与手背上的固定装置1弹性连接；当使用者手腕震颤时，将带动颗粒阻尼器腔体单元直线往复运动，从而消耗能量，抑制手腕的震颤。
本发明中，所述金属颗粒4为圆形钢球或铁球中的任一种；金属颗粒4直径为2mm-8mm；金属颗粒4的体积为阻尼器腔体单元3体积的5%-20%。
本发明中，所述缓冲材料5包括橡胶、泡沫塑料或针织棉中任一种或多种，以增加耗能和降低噪音。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1）本发明整体结构简单，轻便易佩戴，方便拆卸，可以根据使用者手腕震颤频率与幅度等调整金属颗粒的数目以调整阻尼系数，使装置发挥更好的抑制震颤效果。
附图说明
图1为本发明基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置设计概念图；
图2为本发明基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置阻尼器腔体单元局部剖视图；
图3为本发明基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置机械运动示意图；
图中标号：1为固定装置、2为曲柄滑块机构、3为阻尼器腔体单元、4为金属颗粒、5为缓冲材料、6为滚珠直线导轨。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1：如图1所示，为本发明的一种基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置实施例，其主要包括固定装置1、曲柄滑块机构2、阻尼器腔体单元3、金属颗粒4、缓冲材料5和滚珠直线导轨6。
阻尼器腔体单元3是由轻质材料制成的长方体，内部分别挖出3个圆柱形孔洞如图1所示。每个孔洞内放置有单颗金属颗粒4，孔洞内壁覆盖有缓冲材料5，其包括橡胶、泡沫塑料或针织棉中任一种或多种，如图2所示。阻尼器腔体单元3安装于固定装置1内部的滚珠直线导轨6上。两个阻尼器腔体单元3的一端分别与曲柄滑块机构2铰接，如图3所示。曲柄滑块机构2一端的杆件与手背上的固定装置1弹性连接，如图1所示。固定装置1通过针式卡孔扣接皮带（图1下方）将整个装置固定在使用者手臂上。所述金属颗粒4为圆形钢球或铁球中的任一种；金属颗粒4直径为2mm-8mm；金属颗粒4的体积为阻尼器腔体单元3体积的5%-20%。

Claims (3)

1.基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置，包括固定装置（1）、曲柄滑块机构（2）、阻尼器腔体单元（3）、金属颗粒（4）、缓冲材料（5）和滚珠直线导轨（6），其特征在于：固定装置（1）为两个，一个安装于手臂上，另一个安装于手背上；阻尼器腔体单元（3）为两个，对称安装于手臂上的固定装置（1）上的两侧，每个阻尼器腔体单元（3）为长方体，每个阻尼器腔体单元（3）沿水平方向分为三个分区，每个分区内置有单颗金属颗粒（4），每个阻尼器腔体单元（3）内部均覆盖有缓冲材料（5），每个阻尼器腔体单元（3）分别安装于手臂上的固定装置（1）内对应的滚珠直线导轨（6）上；两个阻尼器腔体单元（3）构成两个曲柄滑块机构（2）的滑块，曲柄滑块机构（2）的杆件与手背上的固定装置（1）弹性连接；当使用者手腕震颤时，将带动阻尼器腔体单元（3）在滚珠直线导轨（6）上作直线往复运动，从而消耗能量，抑制手腕的震颤。
2.根据权利要求1所述的基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置，其特征在于：金属颗粒（4）为圆形钢球或铁球中的任一种；金属颗粒（4）直径为2mm-8mm；金属颗粒（4）的体积为阻尼器腔体单元（3）体积的5%-20%。
3.根据权利要求1所述的基于颗粒阻尼技术的手腕震颤抑制装置，其特征在于：所述缓冲材料（5）包括橡胶、泡沫塑料或针织棉中任一种或多种。
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