CN111939000A - 一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器 - Google Patents
一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111939000A CN111939000A CN202010964128.5A CN202010964128A CN111939000A CN 111939000 A CN111939000 A CN 111939000A CN 202010964128 A CN202010964128 A CN 202010964128A CN 111939000 A CN111939000 A CN 111939000A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- finger
- variable
- joint
- variable stiffness
- knuckle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 16
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 3
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 100
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000000554 physical therapy Methods 0.000 description 3
- 206010061296 Motor dysfunction Diseases 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 2
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 1
- 206010048873 Traumatic arthritis Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- VQKWAUROYFTROF-UHFFFAOYSA-N arc-31 Chemical compound O=C1N(CCN(C)C)C2=C3C=C4OCOC4=CC3=NN=C2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 VQKWAUROYFTROF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000005057 finger movement Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000004932 little finger Anatomy 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007659 motor function Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
- A61H1/0285—Hand
- A61H1/0288—Fingers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0218—Drawing-out devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
- A61H2201/1659—Free spatial automatic movement of interface within a working area, e.g. Robot
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
本发明公开一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器。所述可变刚度整体式软体手指包括根基结构、通孔、可变刚度结构以及指尖结构。所述根基结构的一端连接通孔，所述可变刚度结构的一端与所述根基结构的另一端相连接，所述指尖结构与所述可变刚度结构的另一端相连接，所述通孔、根基结构、可变刚度结构以及指尖结构之间形成一空腔结构。本发明结构拟人化程度高，在施加载荷时，能够实现具有可变刚度的不同弯曲轮廓，其内部应力分布均匀，应力集中较小，变形协调，而且使用寿命较长，采用整体式成型结构，与手指贴合程度较好，可以适应不同人群的人手尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及仿生柔性手指技术领域，特别是涉及一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器。
背景技术
运动功能障碍是现在社会最常见的问题，在出现神经系统疾病(例如：中风)或引起伤害(例如：创伤后关节炎)后会出现表面的运动功能障碍。运动功能受损后，个人将失去执行日常生活活动(ADL)的能力。为了改善手部活动能力，需要对具有手部功能障碍的患者进行连续的被动运动锻炼，其中包括重复的任务，例如抓握和对立运动。
现有技术中的柔性手指结构在施加载荷时，无法实现具有可变刚度的不同弯曲轮廓，结构内部会造成应力分布不均匀，存在局部应力集中情况，使柔性手指的使用寿命不长，且存在径向的膨胀，使得弯曲转化效率降低，同时制作工艺复杂，无法整体成型，且难以适应不同人群的人手尺寸，因此迫切需要改进。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器，用于解决现有技术中的柔性手指结构在施加载荷时，无法实现具有可变刚度的不同弯曲轮廓，结构内部会造成应力分布不均匀，存在局部应力集中情况，使柔性手指的使用寿命不长，且存在径向的膨胀，使得弯曲转化效率降低，同时制作工艺复杂，无法整体成型，且难以适应不同人群的人手尺寸的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可变刚度整体式软体手指，所述可变刚度整体式软体手指包括：
根基结构，其一端连接通孔；
可变刚度结构，其一端与所述根基结构的另一端相连接；
指尖结构，其与所述可变刚度结构的另一端相连接；
所述通孔、根基结构、可变刚度结构以及指尖结构之间形成一空腔结构。
在本发明的一实施例中，所述可变刚度结构包括：
第一关节结构，其一端与所述根基结构相连接，所述第一关节结构的另一端与第一指节结构的一端相连接；
第二关节结构，其一端与所述第一指节结构的另一端相连接，所述第二关节结构的另一端与第二指节结构的一端相连接；
第三关节结构，其一端与所述第二指节结构的另一端相连接，所述第三关节结构的另一端与所述指尖结构相连接。
在本发明的一实施例中，所述可变刚度结构包括：
第一关节结构，其一端与所述根基结构相连接，所述第一关节结构的另一端与第一指节结构的一端相连接；
第二关节结构，其一端与所述第一指节结构的另一端相连接，所述第二关节结构的另一端与所述指尖结构相连接。
在本发明的一实施例中，所述第一关节结构、第二关节结构为波浪状非旋转体结构，所述第一关节结构、第二关节结构、第三关节结构的顶面为波纹结构，所述波纹结构包括多个交替连接的波峰结构和波谷结构；所述第一指节结构、第二指节结构为多个交替连接的波峰结构和波谷结构或为平整结构。
在本发明的一实施例中，所述波峰结构在径向方向的剖面结构包括：
多个第一弧线，多个所述第一弧线之间彼此相切；
第一底边线，其设置于底部两侧的所述第一弧线之间。
在本发明的一实施例中，所述波谷结构在径向方向的剖面结构包括：
多个第二弧线，多个所述第二弧线之间彼此相切；
第二底边线，其设置于底部两侧的所述第二弧线之间。
在本发明的一实施例中，所述波谷结构在径向方向的腔体最小截面积为波峰结构在径向方向的腔体最大截面积的
倍至1倍，且在轴向中间剖面上，所述波谷结构对应的腔体高度为波峰结构对应的腔体高度的
至1倍。
在本发明的一实施例中，所述第一指节结构、第二指节结构的刚度大于第一关节结构、第二关节结构、第三关节结构的刚度；在所述可变刚度整体式软体手指的轴向剖面上，所述第一指节结构、第二指节结构的波峰结构和波谷结构之间对应的距离小于第一关节结构、第二关节结构、第三关节结构的波峰结构和波谷结构之间对应的距离。
在本发明的一实施例中，所述波浪状非旋转体结构的波纹结构上设置有沟槽，在靠近底面处的顶面的波纹结构，所述波峰结构与波谷结构之间的沟槽深度随着与所述底面之间的距离的减小而变小。
本发明还提供一种手指训练器，所述手指训练器包括：
至少一可变刚度整体式软体手指，所述可变刚度整体式软体手指用于训练手指，所述可变刚度整体式软体手指包括：
根基结构，其一端连接通孔；
可变刚度结构，其一端与所述根基结构的另一端相连接；
指尖结构，其与所述可变刚度结构的另一端相连接；
所述通孔、根基结构、可变刚度结构以及指尖结构之间形成一空腔结构；
所述通孔用于通入流体；
所述可变刚度整体式软体手指与手指表面或手套相接触。
如上所述，本发明的一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器，具有以下有益效果：
本发明的可变刚度整体式软体手指包括根基结构、可变刚度结构、指尖结构以及通孔。本发明的结构像手指，拟人化程度较高。本发明在施加载荷时，能够实现具有可变刚度的不同弯曲轮廓，其内部应力分布均匀，应力集中较小，变形协调，而且使用寿命较长，制作工艺简单，采用整体式成型结构，与手指贴合程度较好，可以适应不同人群的人手尺寸。
本发明的可变刚度整体式软体手指可以区分不同人群指节关节长度和位置。
本发明的可变刚度整体式软体手指是具有可变刚度的整体式软体手指，可以通过调节整体式软体手指的不同位置的结构，使其产生不同的刚度，因此能够实现各种物理疗法中所需的不同手部动作。
本发明的可变刚度整体式软体手指的指节结构的刚度大于关节结构的刚度，从而可以按照人体手指的不同指节关节的弯曲程度来实现不同的弯曲轮廓。
本发明的可变刚度结构所设置的沟槽深度随着周向方向位置变化而变化，可以保证上下方向弯曲变形容易，且弯曲变形协调，应力分布均匀，同时左右方向刚度较大，支撑能力提高，限制可变刚度软体手指左右两个方向的变形，从而使整体式软体手指的变形更加贴合人的手指运动。
本发明的可变刚度整体式软体手指可以用于两种应用模式，包括辅助应用模式和康复应用模式，在辅助应用模式下，能够执行日常生活活动，例如抓和捏，在康复应用模式下，能够执行不同的重复任务，以实现连续的被动运动。
本发明的可变刚度整体式软体手指的变形主要是通过波峰相邻夹角的角度变化为主，而不是靠波峰两侧侧面的膨胀挤压变形产生的，而且本发明的波峰和波谷的剖面轮廓线是弧线，因此耐压性较好。
本发明的可变刚度整体式软体手指能够保证软体手指的指节与人体手指贴合的更加自然，保证了结构的性能和贴合舒适性。
本发明的可变刚度整体式软体手指采用弹性材料制成，作为手部康复器械手指部分使用时，可以通过调节流体的压强对手部进行不同程度的弯曲及伸展，同时可对手指进行适当的过伸康复，不会对手部血管、肌肉等产生刚性约束和压迫，长时间使用不会有不适感。
本发明的可变刚度整体式软体手指还可用作工业仿生手爪，实现抓、握和外拉等动作，可以根据目标物体的重量改变抓取的力量，不会对被抓物体产生破坏。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的结构示意图。
图2为本申请一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的轴向剖面结构示意图。
图3为本申请又一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的轴向剖面结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的波峰结构的剖面结构示意图。
图5为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的波谷结构的剖面结构示意图。
图6为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的弯曲状态示意图。
图7为本申请一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的应用示意图。
图8为本申请又一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的应用示意图。
图9为本申请再一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的应用示意图。
元件标号说明
1 指尖结构
2 波峰结构
3 波谷结构
4 第一指节结构
5 波峰对应的底面
6 波谷对应的内凹弧面
7 根基结构
8 通孔
9 凸起结构
10 手指
11 弹性绑带
12 第一关节结构
13 第二指节结构
14 第二关节结构
15 第三关节结构
21 第一弧线
22 第一底边线
31 第二弧线
32 第二底边线
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1、图2、图3，图1为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的结构示意图。图2为本申请一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的轴向剖面结构示意图。图3为本申请又一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的轴向剖面结构示意图。本发明提供一种可变刚度整体式软体手指，整个所述可变刚度整体式软体手指的结构为一体成型结构，所述可变刚度整体式软体手指为轴向上下非对称结构、轴向左右对称结构。所述可变刚度整体式软体手指的材质可以但不限于为弹性材料，也可以为其他材料制成，可以根据具体的需要来进行设置。所述可变刚度整体式软体手指包括但不限于根基结构7、通孔8、可变刚度结构以及指尖结构1。所述根基结构7的一端连接通孔8。所述可变刚度结构的一端与所述根基结构7的另一端相连接。所述指尖结构1与所述可变刚度结构的另一端相连接。所述通孔8、根基结构7、可变刚度结构以及指尖结构1之间形成一空腔结构，所述指尖结构1的结构可以为实体结构，也可以为封闭的空腔结构。
如图1、图2、图3所示，所述可变刚度结构包括关节结构以及指节结构，所述关节结构包括但不限于第一关节结构12、第二关节结构14以及第三关节结构15，所述指节结构包括但不限于第一指节结构4、第二指节结构13。所述第一关节结构12的一端与所述根基结构7相连接，所述第一关节结构12的另一端与第一指节结构4的一端相连接，所述第二关节结构14的一端与所述第一指节结构4的另一端相连接，所述第二关节结构14的另一端与第二指节结构13的一端相连接，所述第三关节结构15的一端与所述第二指节结构13的另一端相连接，所述第三关节结构15的另一端与所述指尖结构1相连接。所述第一关节结构12、第二关节结构14、第三关节结构15、第一指节结构4、第二指节结构13可以用在食指、中指、无名指、小拇指中，所述第一关节结构12、第二关节结构14及第三关节结构15为波浪状非旋转体结构，所述第一关节结构12、第二关节结构14、第三关节结构15的顶面为波纹结构，所述波纹结构包括多个交替连接的波峰结构2和波谷结构3，所述第一指节结构4、第二指节结构13为多个交替连接的波峰结构2和波谷结构3或为平整结构。所述波浪状非旋转体结构的波纹结构上设置有沟槽，所述沟槽为波峰结构2和波谷结构3之间的区域，在靠近底面处的顶面的波纹结构，所述波峰结构2与波谷结构3之间的沟槽深度随着与所述底面之间的距离的减小而变小。
如图1、图2、图3所示，所述可变刚度结构还可以包括第一关节结构12和第二关节结构14，所述第一关节结构12的一端与所述根基结构7相连接，所述第一关节结构12的另一端与第一指节结构4的一端相连接，所述第二关节结构14的一端与所述第一指节结构4的另一端相连接，所述第二关节结构14的另一端与所述指尖结构1相连接。所述第一关节结构12、第二关节结构14、第一指节结构4可以用在大拇指中。所述可变刚度结构还可以包括一个关节结构和一个指节结构。所述第一指节结构4、第二指节结构13的轴向方向剖面，指节结构的上部结构与相邻关节结构的波谷结构3处相切连接，或者与相邻关节结构的波峰结构2处相切连接。所述轴向方向指节结构的底面与波谷对应的底面相切，或者与关节的波峰对应的底面相切。
如图1、图2、图3所示，所述第一关节结构12、第二关节结构14、第三关节结构15包括多个交替连接的波峰结构2和波谷结构3。所述波峰结构2在周向方向的宽度沿着波峰的周向方向依次增大或沿着波峰的周向方向保持一致。具体的，所述可变刚度整体式软体手指具有整体式的可变刚度，通过调节指节和关节位置的结构，使其产生不同的刚度，所述第一指节结构4、第二指节结构13的刚度大于第一关节结构12、第二关节结构14、第三关节结构15的刚度，在所述可变刚度整体式软体手指的轴向剖面上，所述第一指节结构4、第二指节结构13的波峰结构和波谷结构之间对应的距离小于第一关节结构12、第二关节结构14、第三关节结构15的波峰结构和波谷结构之间对应的距离，从而能够实现各种物理疗法中所需的不同手部动作。
如图1、图2、图3所示，所述可变刚度整体式软体手指通过所述通孔8充入流体时，所述流体可以为气体或液体，各个波峰之间的距离增加，所述可变刚度整体式软体手指向所述微波纹面的一侧弯曲，通过驱动装置为联通流体的通孔8抽出流体时，各个所述波峰之间的距离减小，整个可变刚度整体式软体手指向波峰波谷的一侧弯曲。
如图1、图2、图3所示，所述根基结构7的内部空腔结构呈喇叭状，所述可变刚度整体式软体手指的关节结构的一侧为包括波峰和波谷的波纹面，所述关节结构的另一侧为微波纹面，所述第一关节结构12、第二关节结构14、第三关节结构15的顶面为波纹结构，所述波纹结构包括多个交替连接的波峰结构2和波谷结构3。所述关节结构可以包括波谷对应的内凹弧面6，也可以包括波峰对应的底面5，所述根基结构7、指节结构、关节结构、指尖结构1之间彼此相通，并与指节和关节结构相连以形成内部为空腔的指状结构，且彼此之间形成一空腔结构。所述轴向方向剖面的指节结构的上部结构既可以与相邻关节结构的波谷处相切连接，也可以与相邻关节结构的波峰处相切连接。所述指节结构轴向方向的底面可以与波谷对应的内凹弧面6相切，也可以与关节结构的波峰对应的底面5相切。所述联通流体的通孔8与外部设备相连接，当所述联通流体的通孔8与驱动装置相连接时，工作介质可以经过所述联通流体的通孔8流入和流出，所述工作介质可以但不限于为气体、水、液压油等流体。
请参阅图4、图5，图4为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的波峰结构的剖面结构示意图。图5为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的波谷结构的剖面结构示意图。所述波峰结构2在径向方向的剖面结构包括但不限于第一弧线21和第一底边线22。多个所述第一弧线21之间彼此相切，所述第一底边线22设置于底部两侧的所述第一弧线21之间。所述波谷结构3在径向方向的剖面结构包括但不限于多个第二弧线31和第二底边线32。所述第一弧线21包括抛物线、二次曲线、拟合线等。多个所述第二弧线31之间彼此相切，所述第二底边线32设置于底部两侧的所述第二弧线31之间。所述第二弧线31包括抛物线、二次曲线、拟合线等。所述波谷结构3在径向方向的腔体最小截面积为波峰结构2在径向方向的腔体最大截面积的
倍至1倍，且在轴向中间剖面上，所述波谷结构3对应的腔体高度为波峰结构2对应的腔体高度的
至1倍，例如，所述波谷结构3对应的腔体高度为波峰结构2对应的腔体高度的
倍或
倍。
如图4、图5所示，所述指节结构径向方向的剖面既可以为波峰剖面的轮廓尺寸，也可以为波谷剖面的轮廓尺寸，所述的波谷剖面整体轮廓为多段弧线相切而成，波谷轮廓的下部区域两侧第二弧线31与第二底边线32相切。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的弯曲状态示意图。所述可变刚度整体式软体手指的变形主要通过波峰相邻夹角的角度变化为主，而不是靠波峰两侧侧面的膨胀挤压变形产生的。在加压时，在具有最低刚度的位置处的弯曲将致动手指关节，从而导致相对关节角度改变，从而，关节结构的弯曲程度大于指节结构的弯曲程度，其与人体手指的弯曲形状较为吻合，因此，所述可变刚度整体式软体手指能够实现各种物理疗法中所需的不同手部动作。
请参阅图7、图8、图9，图7为本申请一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的应用示意图。图8为本申请又一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的应用示意图。图9为本申请再一个实施例提供的一种可变刚度整体式软体手指的应用示意图。如图7所示，所述可变刚度整体式软体手指绑定在手指10或手套的方法可以采用在所述波峰对应的底面5上设置多个凸起结构9，所述凸起结构9可以但不限于为半圆形，也可为正方形或者其他形状。每个凸起结构9设置有微小的细孔，所述细孔可以将缝合线穿入，并与手套进行缝合，从而起到缝合固定的作用，另外，所述凸起结构9还起到将微波纹面和手指10进行隔离缓冲的作用，减小当充入流体压力较大时产生的额外作用力。如图8所示，可以采用粘合的方式将所述可变刚度整体式软体手指的所述波峰对应的底面5均匀涂上专用胶水，将底面与康复用手套的每根手指的外表面进行无缝粘合，从而起到固定的作用。如图9所示，可以采用绑定的方式进行固定，所述可变刚度整体式软体手指的指节部位设置弹性绑带11，使弹性绑带11与人体的手指10或康复用的手套的手指的外表面进行绑定，可以有效地保证指节与手指具有较好的贴合效果，且不影响变刚度整体式软体手指的性能。
如图1所示，本发明还提供了一种手指训练器，所述手指训练器包括上述的至少一可变刚度整体式软体手指，所述可变刚度整体式软体手指用于训练手指，且所述通孔8用于通入流体，所述可变刚度整体式软体手指与手指表面相接触。
综上所述，本发明的可变刚度整体式软体手指包括根基结构7、通孔8、可变刚度结构以及指尖结构1。本发明在施加载荷时，能够实现具有可变刚度的不同弯曲轮廓，而且使用寿命较长，制作工艺简单，采用整体式成型结构，可以适应不同人群的人手尺寸。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于，所述可变刚度整体式软体手指包括：
根基结构，其一端连接通孔；
可变刚度结构，其一端与所述根基结构的另一端相连接；
指尖结构，其与所述可变刚度结构的另一端相连接；
所述通孔、根基结构、可变刚度结构以及指尖结构之间形成一空腔结构。
2.根据权利要求1所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于，所述可变刚度结构包括：
第一关节结构，其一端与所述根基结构相连接，所述第一关节结构的另一端与第一指节结构的一端相连接；
第二关节结构，其一端与所述第一指节结构的另一端相连接，所述第二关节结构的另一端与第二指节结构的一端相连接；
第三关节结构，其一端与所述第二指节结构的另一端相连接，所述第三关节结构的另一端与所述指尖结构相连接。
3.根据权利要求1所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于，所述可变刚度结构包括：
第一关节结构，其一端与所述根基结构相连接，所述第一关节结构的另一端与第一指节结构的一端相连接；
第二关节结构，其一端与所述第一指节结构的另一端相连接，所述第二关节结构的另一端与所述指尖结构相连接。
4.根据权利要求2所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于：所述第一关节结构、第二关节结构为波浪状非旋转体结构，所述第一关节结构、第二关节结构、第三关节结构的顶面为波纹结构，所述波纹结构包括多个交替连接的波峰结构和波谷结构；所述第一指节结构、第二指节结构为多个交替连接的波峰结构和波谷结构或为平整结构。
5.根据权利要求4所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于，所述波峰结构在径向方向的剖面结构包括：
多个第一弧线，多个所述第一弧线之间彼此相切；
第一底边线，其设置于底部两侧的所述第一弧线之间。
6.根据权利要求4所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于，所述波谷结构在径向方向的剖面结构包括：
多个第二弧线，多个所述第二弧线之间彼此相切；
第二底边线，其设置于底部两侧的所述第二弧线之间。
7.根据权利要求4所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于，所述波谷结构在径向方向的腔体最小截面积为波峰结构在径向方向的腔体最大截面积的
倍至1倍，且在轴向中间剖面上，所述波谷结构对应的腔体高度为波峰结构对应的腔体高度的
至1倍。
8.根据权利要求4所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于：所述第一指节结构、第二指节结构的刚度大于第一关节结构、第二关节结构、第三关节结构的刚度；在所述可变刚度整体式软体手指的轴向剖面上，所述第一指节结构、第二指节结构的波峰结构和波谷结构之间对应的距离小于第一关节结构、第二关节结构、第三关节结构的波峰结构和波谷结构之间对应的距离。
9.根据权利要求4所述的一种可变刚度整体式软体手指，其特征在于：所述波浪状非旋转体结构的波纹结构上设置有沟槽，在靠近底面处的顶面的波纹结构，所述波峰结构与波谷结构之间的沟槽深度随着与所述底面之间的距离的减小而变小。
10.一种手指训练器，其特征在于，所述手指训练器包括：
至少一可变刚度整体式软体手指，所述可变刚度整体式软体手指用于训练手指，所述可变刚度整体式软体手指包括：
根基结构，其一端连接通孔；
可变刚度结构，其一端与所述根基结构的另一端相连接；
指尖结构，其与所述可变刚度结构的另一端相连接；
所述通孔、根基结构、可变刚度结构以及指尖结构之间形成一空腔结构；
所述通孔用于通入流体；
所述可变刚度整体式软体手指与手指表面或手套相接触。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010111073.3A CN111135019A (zh) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | 一种囊指及手部康复训练器 |
| CN2020101110733 | 2020-02-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111939000A true CN111939000A (zh) | 2020-11-17 |
Family
ID=70527788
Family Applications (9)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010111073.3A Pending CN111135019A (zh) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | 一种囊指及手部康复训练器 |
| CN202010964130.2A Pending CN111939001A (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体手指及手指训练器 |
| CN202022007286.XU Active CN212522360U (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器 |
| CN202022005739.5U Active CN212326882U (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器 |
| CN202010964128.5A Pending CN111939000A (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器 |
| CN202010964138.9A Pending CN111920649A (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器 |
| CN202022007288.9U Active CN212326883U (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体手指及手指训练器 |
| CN202023030693.9U Active CN215504101U (zh) | 2020-02-24 | 2020-12-16 | 一种并联弯曲软体致动器 |
| CN202011486123.2A Pending CN112402187A (zh) | 2020-02-24 | 2020-12-16 | 一种并联弯曲软体致动器 |
Family Applications Before (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010111073.3A Pending CN111135019A (zh) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | 一种囊指及手部康复训练器 |
| CN202010964130.2A Pending CN111939001A (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体手指及手指训练器 |
| CN202022007286.XU Active CN212522360U (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器 |
| CN202022005739.5U Active CN212326882U (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器 |
Family Applications After (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010964138.9A Pending CN111920649A (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器 |
| CN202022007288.9U Active CN212326883U (zh) | 2020-02-24 | 2020-09-15 | 一种整体式软体手指及手指训练器 |
| CN202023030693.9U Active CN215504101U (zh) | 2020-02-24 | 2020-12-16 | 一种并联弯曲软体致动器 |
| CN202011486123.2A Pending CN112402187A (zh) | 2020-02-24 | 2020-12-16 | 一种并联弯曲软体致动器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (9) | CN111135019A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114378857A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-22 | 武汉理工大学 | 一种驱冷一体化的变刚度软体机械手 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111135019A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-12 | 合肥工业大学 | 一种囊指及手部康复训练器 |
| CN113103266B (zh) * | 2021-04-30 | 2023-03-17 | 北京理工大学 | 增稳自愈合仿生手指及仿生软性手 |
| CN113414995B (zh) * | 2021-06-15 | 2022-09-16 | 南京航空航天大学 | 一种流体驱动的带钩爪的仿壁虎黏附脚趾及其制备方法 |
| CN113427503B (zh) * | 2021-06-25 | 2024-04-02 | 西安交通大学 | 一种波纹气动软体驱动器及软体机械手 |
| CN113633512B (zh) * | 2021-08-09 | 2022-04-29 | 东南大学 | 一种用于肘部运动功能康复的软体可穿戴机器人 |
| CN114406997B (zh) * | 2022-01-25 | 2024-02-06 | 哈尔滨工业大学 | 顺序刚度调节仿生结构-感知一体化软折纸弯曲模块 |
| CN116327503A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-27 | 俞鑫 | 一种病人术后用护理装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4716456B2 (ja) * | 2009-10-05 | 2011-07-06 | 圭治郎 山本 | 関節運動支援装置 |
| WO2015066143A1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | President And Fellows Of Harvard College | Multi-segment reinforced actuators and applications |
| WO2015191007A1 (en) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | National University Of Singapore | Actuator device, method and system for limb rehabilitation |
| CN104260104A (zh) * | 2014-09-12 | 2015-01-07 | 深圳市创冠智能网络技术有限公司 | 一种柔性机器人充气手指 |
| JP2016159049A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 学校法人幾徳学園 | 手指関節リハビリ装置 |
| CN105287160A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-02-03 | 南阳市汇博生物技术有限公司 | 一种手指康复锻炼的装置及其方法 |
| JP2017145879A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 裕一 中里 | アクチュエータ及びリハビリテーション機器 |
| CN106625733A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-05-10 | 张帆 | 一种新型柔性手指 |
| CN107088884B (zh) * | 2017-05-19 | 2024-02-13 | 南京理工大学 | 一种可穿戴式加箍型气动充气弯曲柔性驱动器 |
| CN208710408U (zh) * | 2017-07-07 | 2019-04-09 | 北京恒通信佳科技发展有限公司 | 一种波纹管 |
| CN107184364B (zh) * | 2017-07-07 | 2018-04-17 | 北京恒通信佳科技发展有限公司 | 一种波纹管 |
| CN208726199U (zh) * | 2017-12-12 | 2019-04-12 | 上海司羿智能科技有限公司 | 气动康复辅助手套 |
| JP6860743B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2021-04-21 | 圭治郎 山本 | 関節運動アシスト装置 |
| CN109009867B (zh) * | 2018-07-06 | 2024-04-16 | 北京京成兴华医疗科技有限公司 | 一种气动关节结构及关节训练器 |
| CN110236880A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-09-17 | 西安交通大学 | 一种用户自定义被动式气动软体机械手 |
| CN111135019A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-12 | 合肥工业大学 | 一种囊指及手部康复训练器 |
-
2020
- 2020-02-24 CN CN202010111073.3A patent/CN111135019A/zh active Pending
- 2020-09-15 CN CN202010964130.2A patent/CN111939001A/zh active Pending
- 2020-09-15 CN CN202022007286.XU patent/CN212522360U/zh active Active
- 2020-09-15 CN CN202022005739.5U patent/CN212326882U/zh active Active
- 2020-09-15 CN CN202010964128.5A patent/CN111939000A/zh active Pending
- 2020-09-15 CN CN202010964138.9A patent/CN111920649A/zh active Pending
- 2020-09-15 CN CN202022007288.9U patent/CN212326883U/zh active Active
- 2020-12-16 CN CN202023030693.9U patent/CN215504101U/zh active Active
- 2020-12-16 CN CN202011486123.2A patent/CN112402187A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114378857A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-22 | 武汉理工大学 | 一种驱冷一体化的变刚度软体机械手 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112402187A (zh) | 2021-02-26 |
| CN111939001A (zh) | 2020-11-17 |
| CN212326882U (zh) | 2021-01-12 |
| CN215504101U (zh) | 2022-01-14 |
| CN111135019A (zh) | 2020-05-12 |
| CN212326883U (zh) | 2021-01-12 |
| CN212522360U (zh) | 2021-02-12 |
| CN111920649A (zh) | 2020-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN212326882U (zh) | 一种可变刚度整体式软体手指及手指训练器 | |
| US11844383B2 (en) | Medical/dental/utility glove with anti-fatigue and ergonomic improvement | |
| EP3632396B1 (en) | Knuckle rehabilitation device | |
| US8678980B2 (en) | Low profile hand-extension/flexion device | |
| CN107184364B (zh) | 一种波纹管 | |
| CN113427503A (zh) | 一种波纹气动软体驱动器及软体机械手 | |
| Noritsugu | Pneumatic soft actuator for human assist technology | |
| CN112932907A (zh) | 一种波纹管状软体致动器及手部康复训练器 | |
| US20200375285A1 (en) | Medical/Dental/Utility Glove with Anti-Fatigue and Air Channel Improvements | |
| CN111496835A (zh) | 内骨骼仿生手指及仿生机械手 | |
| CN212096344U (zh) | 外骨骼仿生手指及仿生机械手 | |
| CN208710408U (zh) | 一种波纹管 | |
| CN212096410U (zh) | 内骨骼仿生手指及仿生机械手 | |
| CN218076151U (zh) | 一种瑜伽轮 | |
| CN115737360A (zh) | 一种智能手功能康复设备、气动屈曲手套和气动伸缩管 | |
| KR200175940Y1 (ko) | 팽창길이( 굴곡. 신전운동 작용에 따른) 수용부가 형성된고무장갑, | |
| KR20030021104A (ko) | 팽창길이( 굴곡. 신전운동 작용에 따른) 수용부가 형성된고무장갑의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |