CN111685965B - 一种形状记忆合金丝驱动的康复手套 - Google Patents
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Abstract
一种形状记忆合金丝驱动的康复手套，它包括指尖套、手指套、手掌套和手臂套；其中指尖套底部开有两个T形槽，T形槽上对称分布两个直径1mm的通孔，其中手指套背侧的顶部和底部是T形块，其中手掌套背侧的顶部和底部、手心侧的底部各开有一个T形槽，其中手臂套由前臂、后臂和连接柱组成；指尖套、手指套、手掌套和手臂套通过T形槽和T形块配合相互连接；手指套、手掌套和手臂套手心和手背两侧分别开有直径1mm的两个并列的通孔，供记忆合金丝穿过；手心侧的记忆合金丝通电收缩拉动手指屈曲，手背侧的记忆合金丝通电收缩拉动手指伸展。
Description
技术领域
本发明涉及手指康复领域，特别是涉及一种形状记忆合金丝驱动的康复手套。
背景技术
脑卒中，又称为“中风”，其特点为发病率、致残率、死亡率及复发率高。据研究统计,有80％的脑卒中患者遗留上肢或手部运动功能障碍。为此，许多康复装置和辅助助力器械应运而生。
康复装置和辅助助力器械按照其驱动方式分为气动驱动、拉线驱动、SMA驱动和EAP驱动。气动驱动较常见，但通常较为复杂，会限制手指的灵活度，影响康复效果；拉线驱动的结构一般较为紧凑，故可以实现手部较大的屈曲和伸展；SMA驱动是利用SMA丝通电收缩带动执行器达到操作手指的目的。SMA丝可通过电流脉冲控制并可方便地改变电流脉冲的占空比以满足不同的驱动要求；电活性聚合物(EAP)是一类受电场作用会发生形变的柔性智能材料，但EAP存在较多的失效形式，故在康复装置和辅助助力器械中使用较少。
SMA丝因其材料的性能更接近于肌肉，而且通过改变电流的占空比能够较好地达到控制效果，故记忆合金丝驱动的康复手已为研究的热点。
发明内容
本发明的目的是设计一种形状记忆合金丝驱动的康复手套，通过控制电流占空比控制SMA丝收缩可以较好地帮助中风病人进行手指的屈曲和伸展，进而达到康复的目的。
一种形状记忆合金丝驱动的康复手套，其特征在于包括指尖套、手指套、手掌套和手臂套；其中指尖套是abs材质，壁厚为3mm,手指肚和手指背上开有T形槽，其T形槽上对称分布的直径1mm的通孔用来穿SMA丝；其中手指套是tpu材质，通过两对T形槽和T形块连接成环状，T形槽和T形块上有并列的孔用来穿SMA丝；手指套背部开有三个菱形槽；在手指套背部有两个并列的中心距为5mm的直径1mm的通孔用来穿SMA丝；其中手掌套是tpu材质，手背侧的顶部和底部、手心侧的底部开有T形槽，中部开有四个菱形槽，手背侧和手心侧都有并列的直径1mm的通孔用来穿SMA丝；其中手臂套的前臂和后臂是电木板材质，连接柱是铝棒；前臂上部、下部和后臂上部、下部分别分布10个直径1mm的孔，分为5行，每行并列2个，用来穿SMA丝；上下两根铝棒的首尾端有内螺纹，通过螺栓连接将前臂上部和后臂上部与铝棒固定在一起，下部同理；上下部通过四个螺栓固定在一起；左右两根铝棒是阶梯棒；后臂上下部分别有两个直径5mm的通孔，用来安装拉铆螺母；前臂上部、下部有T形块，用来与手臂套连接。
所述的形状记忆合金丝驱动的康复手套，其中：指尖套、手指套、手掌套和手臂套背侧的并列的孔首尾相接连通，手掌套和手臂套手心侧的并列的孔首尾相接连通；一根SMA丝从一侧孔中穿过，在指尖套处穿入另外一侧孔中，SMA丝呈现U形；手背侧的SMA丝首尾端分别在后臂上部用拉铆螺母固定，手心侧的SMA丝首尾端分别在后臂下部用拉铆螺母固定。
所述的形状记忆合金丝驱动的康复手套，其中：手指套在套在手指上之前是平面结构，一侧是两个T形槽，另外一侧是两个T形块；使用时，将两对T形槽和T形块连接，SMA丝穿过T形槽和T形块上的孔可以防止连接松脱；菱形槽可以在手指套变形时提供少许变形量。
所述的形状记忆合金丝驱动的康复手套，其中：手掌套在套在手掌之前是平面结构，其右侧粘贴背胶魔术贴毛面，左侧粘贴背胶魔术贴勾面；手背侧的菱形槽可以在手掌套变形时提供少许变形量。
所述的形状记忆合金丝驱动的康复手套，其中：手指套不限于食指，可以包括拇指、食指、中指、无名指和小指中的一个或者几个。
所述的形状记忆合金丝驱动的康复手套，其中：SMA丝从后臂上部最上面的孔开始依次沿着一列五个孔在前后臂上来回向下穿，穿过第五个孔后，继续依次穿过手掌套、手指套和指尖套，并在指尖套处穿入另外一侧孔中，并且依次穿过手指套、手掌套和前臂上部最下面的孔，然后从前臂上部最下面的孔开始依次沿着一列五个孔在前后臂上来回向上穿，下部SMA丝穿法同理。
本发明的形状记忆合金丝驱动的康复手套，由于形状记忆合金丝本身的特点，相比于传统的气动和机械式康复手，大大减轻了康复手的整体质量，另外SMA丝穿过康复手套内部直径1mm的孔，故其也大大减小了康复手套的整体体积，较小的质量和体积更加有利于中风病人的康复；SMA丝首尾端分别与电源的正负极相接，电流的脉冲可以通过单片机控制，这样就可以方便地改变电流的占空比以满足康复手不同的驱动要求。
附图说明
图1形状记忆合金丝驱动的康复手套的结构示意图；
图2形状记忆合金丝驱动的康复手套的指尖套的外形示意图；
图3形状记忆合金丝驱动的康复手套的手指套的外形示意图；
图4形状记忆合金丝驱动的康复手套的手掌套的外形示意图；
图5形状记忆合金丝驱动的康复手套的手臂套的外形示意图；
图6手指套平面结构示意图；
图7手掌套平面结构示意图；
图中标号名称：1、指尖套，2、手指套，3、手掌套，41、前臂，42、连接棒，43、后臂，101、T型槽，102、指尖套穿SMA丝通孔，201、T型连接，202、手指套内侧穿SMA通孔，203、菱形槽，204、手指套T型块，205、手指套背侧穿SMA丝通孔，301、手掌套T型槽，302、菱形槽，303、手掌套穿SMA丝通孔，401、前后臂连接螺栓，402、上下部连接螺栓，411、前臂上部，412、手臂套T型块，413、前臂下部，421、阶梯连接棒，422、内螺纹连接棒，431、手臂套穿SMA丝通孔，432、拉铆螺母通孔，433、后臂上部，434、后臂下部。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的形状记忆合金丝驱动的康复手套的具体技术方案进行描述。
如图1所示，本发明的形状记忆合金丝驱动的康复手套由指尖套1、手指套2、手掌套3和手臂套组成。如图2所示，指尖套是abs材质，壁厚为3mm,手指肚和手指背上开有T形槽101，其T形槽上对称分布的直径1mm的通孔102用来穿SMA丝；如图3所示，手指套是tpu材质，通过两对T形连接201连接成环状，T形槽和T形块上有并列的孔202用来穿SMA丝；手指套背部开有三个菱形槽203；在手指套背部有两个并列的中心距为5mm的直径1mm的通孔205用来穿SMA丝；如图4所示，手掌套是tpu材质，手背侧的顶部和底部、手心侧的底部开有T形槽301，中部开有四个菱形槽302，手背侧和手心侧都有并列的直径1mm的通孔303用来穿SMA丝；如图4所示，手臂套的前臂41和后臂43是电木板材质，前臂由上部411和下部413组成，后臂由上部433和下部434组成；连接柱是铝棒421和422；前臂上部411、下部413和后臂上部433、下部434分别分布10个直径1m的孔431，分为5行，每行并列2个，用来穿SMA丝；上下两根铝棒422的首尾端有内螺纹，通过螺栓401将前臂上部和后臂上部与铝棒固定在一起，下部同理；上下部通过四个螺栓402固定在一起；左右两根铝棒421是阶梯棒；后臂上下部分别有两个直径5mm的通孔432，用来安装拉铆螺母；前臂上部、下部有T形块412，用来与手掌套连接。
如图6、7所示，手指套在套在手指上之前是平面结构，左侧是两个T形槽，右侧是两个T形块；使用时，将两对T形槽和T形块连接，SMA丝穿过T形槽和T形块上的孔可以防止连接松脱；菱形槽可以在手指套变形时提供少许变形量；手掌套在套在手掌之前是平面结构，其左侧正面粘贴背胶魔术贴毛面，右侧反面粘贴背胶魔术贴勾面，通过魔术粘贴可以将手掌套套在手掌上，手背侧的菱形槽可以在手掌套变形时提供少许变形量。
如图1所示，指尖套1、手指套2、手掌套3和手臂套通过头尾的T型槽和T型块相互连接；指尖套、手指套、手掌套和手臂套背侧的并列的孔首尾相接连通，手掌套和手臂套手心侧的并列的孔首尾相接连通；SMA丝从后臂上部最上面的孔431开始依次沿着一列五个孔在前后臂上来回向下穿，穿过第五个孔后，继续依次穿过手掌套、手指套和指尖套，并在指尖套处穿入另外一侧孔中，并且依次穿过手指套、手掌套和前臂上部最下面的孔，然后从前臂上部最下面的孔开始依次沿着一列五个孔在前后臂上来回向上穿，下部SMA丝穿法同理。手背侧的SMA丝首尾端在后臂上部分别用拉铆螺母固定，手心侧的SMA丝首尾端在后臂下部分别用拉铆螺母固定；拉铆螺母固定在后臂直径5mm的孔432上。
手指套不限于食指，可以包括拇指、食指、中指、无名指和小指中的一个或者几个。增加多个手指，只需要将手掌套增加多个T型槽和用与穿丝的孔，相应的在手臂套上增加用与穿丝的孔即可。
Claims (3)
1.一种形状记忆合金丝驱动的康复手套，其特征在于包括指尖套、手指套、手掌套和手臂套；
其中指尖套是abs材质，壁厚为3mm,手指肚和手指背上开有T形槽，其T形槽上有对称分布的直径1mm的通孔；
其中手指套是tpu材质，通过两对T形槽和T形块连接成环状，T形槽和T形块上有并列的孔用来穿SMA丝；手指套背部开有三个菱形槽；在手指套背部有两个并列的中心距为5mm的直径1mm的通孔；
其中手掌套是tpu材质，手背侧的顶部和底部、手心侧的底部开有T形槽，中部开有四个菱形槽，手背侧和手心侧都有并列的直径1mm的通孔；
其中手臂套的前臂和后臂是电木板材质，连接柱是铝棒；前臂上部、下部和后臂上部、下部分别分布10个直径1mm的孔，分为5行，每行并列2个，用来穿SMA丝；上下两根铝棒的首尾端有内螺纹，通过螺栓将前臂上部和后臂上部与铝棒固定在一起，下部同理；上下部通过四个螺栓固定在一起；左右两根铝棒是阶梯棒；后臂上下部分别有两个直径5mm的通孔，用来安装拉铆螺母；前臂上部、下部有T形块，用来与手臂套连接；
指尖套、手指套、手掌套和手臂套背侧的并列的孔首尾相接连通，手掌套和手臂套手心侧的并列的孔首尾相接连通，方便SMA丝穿过；
SMA丝从后臂上部最上面的孔开始依次沿着一列五个孔在前后臂上来回向下穿，穿过第五个孔后，继续依次穿过手掌套、手指套和指尖套，并在指尖套处穿入另外一侧孔中，并且依次穿过手指套、手掌套和前臂上部最下面的孔，然后从前臂上部最下面的孔开始依次沿着一列五个孔在前后臂上来回向上穿，下部同理；手背侧的SMA丝首尾端在后臂上部分别用拉铆螺母固定，手心侧的SMA丝首尾端在后臂下部分别用拉铆螺母固定；
手指套在套在手指上之前是平面结构，一侧是两个T形槽，另外一侧是两个T形块；使用时，将两对T形槽和T形块连接，SMA丝穿过T形槽和T形块上的孔可以防止连接松脱；菱形槽可以在手指套变形时提供少许变形量。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金丝驱动的康复手套，其特征在于：手掌套在套在手掌之前是平面结构，其右侧粘贴背胶魔术贴毛面，左侧粘贴背胶魔术贴勾面；手背侧菱形槽可以在手掌套变形时提供少许变形量。
3.根据权利要求1所述的形状记忆合金丝驱动的康复手套，其特征在于：手指套包括拇指、食指、中指、无名指和小指中的一个或者几个。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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