CN112641596B - 基于线驱动的手部动作辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体地讲是基于线驱动的手部动作辅助装置，包括：传感单元、驱动单元、驱动线管、手部外骨骼；控制电路板接收传感单元传输的生物电信号，进行分析并传输指令给驱动器，使其产生驱动力，驱动力经由自锁机构、传动机构将驱动力传输到手部外骨骼，控制手部外骨骼进行动作；本发明的手部外骨骼为柔性外骨骼手套或者刚柔式外骨骼手套，本发明设计了新的传动机构，使伸展和弯曲两个动作由一个电机实现，可以对放线的速率进行小范围调节；旋转双向自锁机构，消除自锁回程间隙，极大提高了自锁机构的安全性和可靠性；柔性外骨骼手套与刚柔式外骨骼手套的选择性使用，使佩戴舒适轻便、满足日常生活需要。

Description

基于线驱动的手部动作辅助装置

技术领域

本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体地讲是基于线驱动的手部动作辅助装置。

背景技术

中风和某些外伤对大脑的伤害，常常引发手功能障碍。近年来基于这类问题的手部动作辅助装置研究也在不断发展。对于手的伸展和弯曲的驱动装置，常见的有两种方式：一种是采用5个电机分别驱动五个手指，每个电机驱动手指的伸展和弯曲；另一种是用2个电机分别驱动手指的伸展和弯曲。第一种方式能做到对每一根手指的独立控制，第二种方式，所有手指的伸展和弯曲动作一致，不够灵活。

而这两者方式都存在有以下问题：

(1)都通过刚性的机械结构进行动力传递和驱动手指，无形中增加了装置的重量，使患者本来就痉挛无力的手难以长时间佩戴；

(2)无法针对不同的实现模式或不同的穿戴人员进行自适应的弯曲伸张速率比的变动调节；

(3)通常都使用行星轮、差速器或者是齿轮与棘爪的组合体来达到双向自锁的，这样的双向自锁机构结构复杂、成本高、尺寸较大，使得手部动作辅助装置的驱动单元越来越大，越来越笨重；

(4)自锁机构在反向自锁的时候还会产生回程间隙，可能握紧物体之后会导致物体松动掉落，造成意外伤害；

为此针对上述问题，设计一种更加轻量化、穿戴方便、体积小、便于日常活动、消除回程间隙的线驱动手部动作辅助装置是十分有必要的。

发明内容

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种更加轻量化、穿戴方便、体积小、便于日常活动、消除回程间隙的线驱动手部动作辅助装置。

为了达到上述目的，本发明设计了基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：包括：传感单元、驱动单元、驱动线管、手部外骨骼；

驱动单元，包括传动机构、自锁机构、控制电路板、电源、驱动器，所述电源用于给驱动单元提供电力，所述控制电路板与用于接收传感单元传输的生物电信号，进行分析并传输指令给驱动器，使其产生驱动力，驱动力经由自锁机构、传动机构将驱动力传输到手部外骨骼，控制手部外骨骼进行动作；

传感单元，用于采集并传输使用者的生物电信号，包括信号传感器、信号传输线，所述信号传感器布置在使用者身体上，利用所述信号传输线将生物电信号传输到驱动单元；

驱动线管，用于保护并梳理驱动线束，包括设置在其一端的理线器一和设置在另一端的驱动头，所述驱动线管套设在驱动线束外部，所述理线器一与驱动单元伸出的驱动线束相连，将驱动线束导入驱动线管后与驱动头连通；

手部外骨骼，为柔性外骨骼手套或者刚柔式外骨骼手套，包括手套本体、集线装置以及设置在集线装置与手套之间的理线器二，所述手套本体由指套部、手背部、手掌部组成，三者之间利用驱动线相连，所述驱动线经由理线器二整理后进入集线装置与驱动线管相连。

进一步的，所述传动机构包括：

主动轴，用于提供所述传动机构所需的动力；

所述主动轴可拆卸的安装在基座的侧壁上，其上套设有单向轴承；

从动轴，可拆卸的安装在基座的侧壁上，其上也套设有单向轴承，所述从动轴利用齿轮副与所述主动轴连接，随着主动轴转动；

转向轴，分别可拆卸的安装在基座的底板上，用于改变驱动线束的方向；

所述驱动线束绕设在主动轴的单向轴承、从动轴的单向轴承、转向轴上，之后穿过基座侧壁上的线孔与手部外骨骼相连。

进一步的，所述自锁机构为旋转双向自锁机构，包括输出轴、输入轴，所述输出轴的一端与传动机构相连，输入轴一端则与驱动器相连接，所述输出轴的另一端与锁紧部件相固定，所述锁紧部件上开设有安装孔与装配槽，所述安装孔内安装有弹性部件，所述弹性部件的两端伸出所述锁紧部件并与限位柱相抵触，所述限位柱的侧壁与弹性部件的端部、装配槽的外侧面相接触，所述限位柱的两端则分别与所述锁紧部件、所述限位部件紧密抵触；

所述限位部件固定在输入轴的另一端，所述限位部件的内壁设有与所述装配槽相配合的装配齿，使所述限位部件与所述锁紧部件可以安装配合，从而将所述弹性部件、所述限位柱固定在两者内部，形成锁紧组合件；

在锁紧组合件外部套设套筒，所述套筒的内壁也与限位柱的侧壁相接触。

进一步的，所述集线装置包括外壳以及设置在外壳内部的可转动的轮轴，所述外壳的后部位置开设有通线凹槽，所述外壳的一侧面开设有入线孔，所述入线孔的上方部位设置有出线孔，所述入线的下方部位设置有集线孔，入线孔、出线孔位于外壳内部的一端均靠近所述轮轴，所述集线孔位于外壳内部的一端则从所述轮轴的下方穿过与所述通线凹槽连通；所述通线凹槽与所述驱动头可拆卸的连接，从而使得驱动线束与穿入集线装置的驱动线相互连通，令驱动单元可以经由驱动线管控制手部外骨骼运动。

进一步的，所述柔性外骨骼手套由柔性材料制成，其包括背侧板、柔性指套、内侧板，所述背侧板分为掌部背侧板、腕部背侧板，所述内侧板分为掌部内侧板、腕部内侧板，所述掌部背侧板与所述掌部内侧板利用掌部环形带相连，所述腕部背侧板和所述腕部内侧板利用腕部环形带相连；

所述掌部背侧板上固定设置有四个柔性指套，四个所述柔性指套分别为食指指套、中指指套、无名指指套以及小指指套，用于控制对应手指进行运动；

所述柔性指套包括网状指套与帽状头端，所述帽状头端位于所述网状指套的顶部。

进一步的，所述刚柔式外骨骼手套包括手背板、手掌板、以及与两者相连接的四个指套，四个所述指套分别用于带动食指、中指、无名指、小指进行运动；

其中，所述指套的指背部利用手背驱动线与所述手背板连接，所述指套的指腹部利用手掌驱动线与所述手掌板连接；

进一步的，所述齿轮副包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮套设安装在所述主动轴上，所述从动齿轮套设安装在从动轴上。

进一步的，主动轴上的单向轴承分为第一单向轴承、第二单向轴承；

从动轴上单向轴承分为第三单向轴承、第四单向轴承；

转向轴分为第一转向轴、第二转向轴；

由于要控制手部外骨骼进行弯曲和伸张两种运动状态，因此驱动线束分为第一线束和第二线束，两者在传动机构中的环绕方式分别如下：

第一线束绕设在主动轴的第一单向轴承、从动轴的第三单向轴承、第一转向轴上，后穿过基座侧壁上的第一线孔与手部外骨骼相连；

第二线束绕设在主动轴的第二单向轴承、从动轴的第四单向轴承、第二转向轴上，后穿过基座侧壁上的第二线孔与手部外骨骼相连。

进一步的，所述驱动机构还包括按压轴，所述按压轴位于从动轴的上下两侧，使线束靠紧从动轴上的单向轴承，令出线可靠。

进一步的，所述锁紧部件与所述输出轴为一体化部件，所述锁紧部件上设有装配槽齿，所述装配槽齿的一侧面为平面，另一侧面为弧面，两个装配槽齿的平面相对设置形成所述装配槽。

进一步的，所述锁紧部件上还设有安装翼，所述安装翼位于所述装配齿的弧面外侧，两者为一体化设计，所述安装翼上开设有纵向通孔，即为所述安装孔。

进一步的，所述锁紧部件的中央位置开设有连接轴孔。

进一步的，所述限位部件的中央设有连接轴。

进一步的，所述装配槽的数量、装配齿、安装翼的数量相同，均至少为2个。

进一步的，所述网状指套由若干网格部件纵向串联组成，所述网格部件包括格状部件与爪形部件，所述爪形部件设置在所述格状部件的左右两侧。

进一步的，所述格状部件的中央位置开设有垂直的通线孔一；所述爪形部件的自由端开设有垂直的通线孔二。

进一步的，当若干格状部件串联形成网状指套后，所述通线孔一相互叠加导通则形成垂直的通线导向通道一，所述通线孔二相互叠加导通则形成垂直的通线导向通道二。

进一步的，所述柔性外骨骼手套还包括拇指套，所述拇指套包括椭圆部、条形带，所述椭圆部上开设有若干通气孔。

进一步的，所述掌部环形带、所述腕部环形带、所述条形带上开均设有若干固定孔。

进一步的，所述背侧板内部开设有线性导向通道一，所述线性导向通道一的一端位于所述背侧板与所述柔性指套相连接的位置，该端与所述通线导向通道一相对应，所述线性导向通道一的另一端位于所述背侧板底部，使得背侧连接线可以经由所述通线导向通道一后从所述线性导向通道一穿出。

进一步的，所述内侧板内部开设有线性导向通道二，所述线性导向通道二的一端位于所述内侧板的顶端面，所述线性导向通道二的另一端位于所述内侧板的底端面，在使用中，所述内侧板弯折后，使得所述线性导向通道二的一端与所述通线导向通道二相对应，使得内侧连接线可以经由所述通线导向通道二后从所述线性导向通道二穿出。

进一步的，所述掌部背侧板的外侧面上设置有固定钉组一，所述固定钉组一的中心点与所述掌部环形带上所述固定孔的中心点在同一水平线上。

进一步的，所述腕部背侧板的外侧面上设置有固定钉组二，所述固定钉组二的中心点与所述腕部环形带上所述固定孔的中心点在同一水平线上。

进一步的，所述指套包括近端指套和远端指套。

进一步的，所述近端指套由第一开环戒圈和第一U形连接件组成，所述第一U形连接件位于所述第一开环戒圈的上方，两者为一体式结构，所述第一U形连接件向上翘起的两端分别开设有两个通孔，供手背驱动线穿过。

进一步的，所述远端指套由第二开环戒圈、第三开环戒圈和第二U形连接件组成，所述第二U形连接件位于第二开环戒圈、第三开环戒圈的上方，将第二开环戒圈、第三开环戒圈相连，使得三者成一体式结构，所述第二U形连接件向上翘起的两端分别向内翻卷形成横向通道，供手背驱动线、手掌驱动线穿过。

进一步的，所述手背板包括平板以及设置在平板前部的四个分支板，四个所述分支板的自由端均向上翘起，在该端上设有两个通线孔，供手背驱动线穿过；所述平板的中央开设有长条孔，所述长条孔的两侧位置分别开设有椭圆孔一。

进一步的，所述手掌板为长条弧形板，所述手掌板内部开设有孔道，在所述手掌板的两侧则设有椭圆孔二。

进一步的，所述指套利用所述手背驱动线、手掌驱动线分别与所述手背板、所述手掌板连接的方式均为U形折叠往返缠绕。

进一步的，近端指套的第一开环戒圈的开环位置、远端指套的第二开环戒圈的开环位置分别套设有连接套，所述连接套上表面设有两根刚性套管；近端指套的通孔、远端指套的横向通道分别也设有刚性套管，指套与手背板、手掌板利用连接线连接时，连接线是穿过对应的刚性套管进行连接的。

本发明与现有技术相比，具有以下优势：

(1)设计了新的传动机构，通过在每个轴上增加2个单向轴承，使电机的正传和反转动力分离开来，进而分别控制手部的伸展和弯曲两个动作，从而使伸展和弯曲两个动作由一个电机实现，提高了电机利用率，减轻了手部动作辅助装置的质量；

(2)设计了旋转双向自锁机构，取消了行星轮、差分器等大型零件，利用特殊的锁紧部件与限位部件只需要用铣刀铣出相应的结构即可，简化了加工流程和加工成本，而且利用弹性部件进行定位，使得限位柱始终与套筒内壁侧面、装配槽齿的弧面之间接触，从而消除自锁回程间隙，极大提高了自锁机构的安全性和可靠性；

(3)旋转双向自锁机构，还消除了电机需要长时间输出的阶段，进而较大程度上提高了效率，增加续航时长，同时有助于电池的轻量化，进一步减轻装置重量；

(4)在传动机构中，采用全新的绕线方式，使得单一动力输入的情况下，不同手指可以有不同的弯曲角度，进而可以抓握不同形状的物体，提高了灵活性，方便日常穿戴使用，而齿轮副的利用则实现了对收放线束的初步控制，利用收线束与放线束之间的速率比，可以对放线的速率进行最终的确认；

(5)柔性外骨骼手套与刚柔式外骨骼手套的选择性使用，则可以满足患者的佩戴需求；其中柔性外骨骼手套使用柔性材料制造，佩戴舒适，使用轻便，而且在大拇指的椭圆部上设置了小孔，便于排汗和透气，易于维持拇指的位置，以提供更强的抓握力，并且对于其他手指设计了网格状设计，通过网格的形变产生类似手指屈伸的效果，而且指尖位置的帽状端部可以提供类似肌腱动力止点的作用；而刚柔式外骨骼手套则在提供训练所需的刚度的同时便于塑形以适应不同患者，解决了现有康复辅助外骨骼手套笨重、不便于搬运、舒适度差的缺点；

(6)针对维护更换方面，本发明特殊设计了带有通线凹槽的集线装置，利用可拆卸连接的特点，实现了不同型号的驱动机构、不同型号的外骨骼装置之间可以自由组装配对，极大增加了手套维护的方便性和实用性。

附图说明

图1为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置的佩戴示意图。

图2为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中驱动单元的结构示意图。

图3为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中传动机构在外骨骼手套弯曲状态下的俯视图。

图4为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中传动机构在外骨骼手套弯曲状态下的主视图。

图5为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中传动机构在外骨骼手套伸张状态下的俯视图。

图6为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中传动机构在外骨骼手套伸张状态下的主视图。

图7为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中旋转双向自锁机构的结构分解图。

图8为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中旋转双向自锁机构中锁紧部件的俯视图。

图9为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中集线装置的侧视图。

图10为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中集线装置的剖视图。

图11为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中集线装置的正视图。

图12为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套的结构示意图。

图13为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套中拇指套的正视图。

图14为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套的正视图。

图15为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套的后视图。

图16为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套中内侧板的透视图。

图17为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套背侧板的透视图。

图18为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套中柔性指套的结构示意图。

图19为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中柔性外骨骼手套中网格部件的结构示意图。

图20为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼的结构示意图。

图21为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼的侧视图。

图22为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼中手背板的结构示意图。

图23为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼中手掌板的结构示意图。

图24为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼中近端指套的结构示意图。

图25为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼中远端指套的结构示意图。

图26为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼中手背驱动线与手背板的连接示意图。

图27为一具体实施例中基于线驱动的手部动作辅助装置中刚柔式手部外骨骼中手掌驱动线与手掌板的连接示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步描述，但不作为对本发明的限定。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

参见图1，在具体实施例中，设计了基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：包括：传感单元2、驱动单元1、驱动线管3、手部外骨骼4；

参见图2，驱动单元1，包括传动机构1-1、自锁机构1-2、控制电路板1-3、电源1-4、驱动器1-5，所述电源1-4用于给驱动单元1提供电力，所述控制电路板1-3与用于接收传感单元2传输的生物电信号，进行分析并传输指令给驱动器1-5，使其产生驱动力，驱动力经由自锁机构1-2、传动机构1-1将驱动力传输到手部外骨骼4，控制手部外骨骼4进行动作，当手部外骨骼4维持某一位置不再运动时，控制电路板1-3断开驱动器1-5电源，手部外骨骼4的弯曲形状被自锁机构1-2锁定，从而起到省电的效果；

传感单元2，用于采集并传输使用者的生物电信号，包括信号传感器2-1、信号传输线2-2，所述信号传感器2-1布置在使用者身体上，利用所述信号传输线2-2将生物电信号传输到驱动单元1；

驱动线管3，用于保护并梳理驱动线束，包括设置在其一端的理线器一和设置在另一端的驱动头，所述驱动线管3套设在驱动线束外部，所述理线器一与驱动单元1伸出的驱动线束相连，将驱动线束导入驱动线管3后与驱动头连通；

手部外骨骼4，为柔性外骨骼手套41或者刚柔式外骨骼手套42，包括手套本体、集线装置4-1以及设置在集线装置4-1与手套之间的理线器二，所述手套本体由指套部、手背部、手掌部组成，三者之间利用驱动线相连，所述驱动线经由理线器二整理后进入集线装置4-1与驱动线管3相连。

参见图3～6，优选的，所述传动机构1-1包括：

主动轴1-1-1，用于提供所述传动机构1-1所需的动力；

所述主动轴1-1-1可拆卸的安装在基座1-1-2的侧壁上，其上套设有单向轴承；

从动轴1-1-3，可拆卸的安装在基座1-1-2的侧壁上，其上也套设有单向轴承，所述从动轴1-1-3利用齿轮副与所述主动轴1-1-1连接，随着主动轴1-1-1转动；

转向轴，分别可拆卸的安装在基座1-1-2的底板上，用于改变驱动线束的方向；

所述驱动线束绕设在主动轴1-1-1的单向轴承、从动轴1-1-3的单向轴承、转向轴上，之后穿过基座1-1-2侧壁上的线孔与手部外骨骼4相连。

由于要控制手部外骨骼4进行弯曲和伸张两种运动状态，因此在具体实施例中将主动轴1-1-1上的单向轴承分为第一单向轴承1-1-4、第二单向轴承1-1-5；从动轴1-1-3上单向轴承分为第三单向轴承1-1-6、第四单向轴承1-1-7；转向轴分为第一转向轴1-1-8、第二转向轴1-1-9；驱动线束分为第一线束1-1-10和第二线束1-1-11，两者在传动机构1-1中的环绕方式分别如下：

第一线束绕设在主动轴1-1-1的第一单向轴承1-1-4、从动轴1-1-3的第三单向轴承1-1-6、第一转向轴1-1-8上，后穿过基座1-1-2侧壁上的第一线孔与手部外骨骼4相连；

第二线束绕设在主动轴1-1-1的第二单向轴承1-1-5、从动轴1-1-3的第四单向轴承1-1-7、第二转向轴1-1-9上，后穿过基座1-1-2侧壁上的第二线孔与手部外骨骼4相连。

齿轮副包括主动齿轮1-1-12和从动齿轮1-1-13，所述主动齿轮1-1-12套设安装在所述主动轴1-1-1上，所述从动齿轮1-1-13套设安装在从动轴1-1-3上。

在具体实施例中传动机构还包括按压轴1-1-14，所述按压轴1-1-14位于从动轴1-1-3的上下两侧，使线束靠紧从动轴1-1-3上的单向轴承，令出线可靠。

在安装时，将主动轴1-1-1可拆卸的安装在基座1-1-2的侧壁上，其一端贯穿所述基座1-1-2的一侧侧壁与外设的动力源相连，其另一端则套设有齿轮副的主动齿轮1-1-12。

从动轴1-1-3同样可拆卸的安装在基座1-1-2的侧壁上，位于主动轴1-1-1的旁边，所述从动轴1-1-3上则安装有齿轮副的从动齿轮1-1-13，从动齿轮1-1-13与主动齿轮1-1-12相啮合，从而带动从动轴1-1-3随着主动轴1-1-1转动。

优选的，转向轴则分别可拆卸的安装在基座1-1-2的底板上，即其底端与基座的底板相固定。

其中控制手部外骨骼4的弯曲与伸张的两股线束的主动轴由单个电机控制，利用单向轴承的离合效应，对实现对两股线束的绕转收线的分时单独控制，在一股线束动作时，不影响另外一股线束的绕转放线、收线；利用齿轮副配合，实现单个电机同时驱动主动轴与从动轴的旋转。

根据手部外骨骼对驱动线束的方向要求，利用转向轴，对驱动线束的方向进行改变；根据手部外骨骼对两股线束的收放速率比的要求各设计方案，各穿戴人员的要求有所不同，由动力源带动主动轴1-1-1主动旋转下，从动轴1-1-3随之运动，带动线束进行收放线运动，速率由手部外骨骼4进行控制，但不得高于某一数值。

手部外骨骼4两种不同动作弯曲与伸张对应的线束的绕线与放线完全相反，速率比保持一致。

参见图3和图4，是小范围自适应收放线比率的传动机构在手部外骨骼弯曲状态下的实施例。

手部外骨骼的弯曲需要第一线束1-1-10绕着主动轴1-1-1进线，其速率设为A1，第二线束1-1-11随之绕着主动轴1-1-1以速率A2进行出线，A2≤A1。

具体为：电机旋转，保证第一线束1-1-10以A1速率进行进线，由于主动轴1-1-1上第一单向轴承1-1-4、第二单向轴承1-1-5的存在，第二线束1-1-11的收放与速率不受影响；电机旋转，通过主动轴1-1-1与从动轴1-1-3之间的齿轮副的传动，实现从动轴1-1-3相对于主动轴1-1-1的固定速率反向转动；由于从动轴1-1-3上第三单向轴承1-1-6、第四单向轴承1-1-7的存在，第一线束1-1-10的进线不受从动轴1-1-3的旋转的影响；通过第一转向轴1-1-8，第一线束1-1-10传出该传动机构与手部外骨骼相连，控制手部外骨骼以固定的速率进行弯曲。

手部外骨骼的弯曲带动第二线束11以速率A2进行出线，通过第二转向轴9，迫使从动轴3以及主动轴1以速率A2进行出线，按压轴14保证出线的可靠性。

参见图5和图6，是小范围自适应收放线比率的传动机构在手部外骨骼伸张状态下的实施例。

手部外骨骼的伸张需要第二线束终1-1-11绕着主动轴1-1-1进线，速率为速率B1，第一线束1-1-10随之绕着主动轴1-1-1以速率B2进行出线，B1≥B2。

具体为：电机旋转，保证第二线束1-1-11以速率B1进行进线，由于主动轴1-1-1上单向轴承的存在，第一线束1-1-10的收放与速率不受影响；从动轴1-1-3相对于主动轴1-1-1的固定速率反向转动；由于从动轴1-1-3上单向轴承的存在，第二线束1-1-11的进线不受从动轴的旋转的影响；通过第二转向轴1-1-9，第二线束1-1-11出该传动机构与手部外骨骼相连，控制手部外骨骼以固定的速率进行伸张。

手部外骨骼的伸张带动第一线束1-1-10以速率B2进行出线，通过第一转向轴1-1-8，迫使从动轴1-1-3以及主动轴1-1-1以速率B2进行出线，按压轴1-1-14保证出线的可靠性。

综上所述，本发明的传动机构1-1只使用了一个动力源，而且通过设置安装单向轴承，当线束绕过单向轴承运动时，实现了手部外骨骼要求的收线束与放线束之间的速率比的自适应控制，而且本传动机构1-1为柔性控制，采用的线束也是柔性部件，减少了传动机构的体积，易携带，易穿戴。

参见图7，优选的，本发明的自锁机构1-2为旋转双向自锁机构，输出轴1-2-1的一端是一个轴孔，其中车有螺纹，用来与传动机构1-1相连，输出轴1-2-1的另一端则用铣刀铣出锁紧部件1-2-3，用于和输入轴相配合，同时所述锁紧部件1-2-3上开设有安装孔1-2-3-1与装配槽1-2-3-2，所述安装孔1-2-3-1内安装有弹性部件1-2-4，具有接触自锁的作用，所述弹性部件1-2-4的两端伸出所述锁紧部件1-2-3后与限位柱1-2-5相抵触，所述限位柱1-2-5的侧壁与弹性部件1-2-4的端部、装配槽1-2-3-2的外侧面相接触，所述限位柱1-2-5的两端则分别与所述锁紧部件1-2-3、所述限位部件1-2-6紧密抵触，起到锁紧作用，同时当传动机构1-1具有反向带动输出轴的趋势时，可以立即锁紧。

而输入轴1-2-2一端也设有轴孔，同样的该轴孔车有螺纹，用来与则与驱动器例如电机等相连接，所述输入轴1-2-2的另一端则同样是利用铣刀铣出限位部件1-2-6，所述限位部件1-2-6的内壁设有与所述装配槽1-2-3-2相配合的装配齿1-2-6-1，使所述限位部件1-2-6与所述锁紧部件1-2-3可以安装配合，即装配齿1-2-6-1与装配槽1-2-3-2配合安装、连接轴1-2-6-2与连接轴孔1-2-3-5配合安装，从而将所述弹性部件1-2-4、所述限位柱1-2-5固定在两者内部，形成锁紧组合件。

在锁紧组合件外部套设套筒1-2-7，所述套筒1-2-7的内壁也与限位柱1-2-5的侧壁相接触。

本自锁机构最终能够实现的功能是输入轴1-2-2一侧可以主动自由正反转，而输出轴1-2-1一侧一旦和输入轴1-2-2具有反向转动趋势就会锁紧无法转动的目的。

参见图8，优选的，锁紧部件1-2-3与所述输出轴1-2-1为一体化部件，防止在转动的过程中锁紧部件1-2-3与输出轴1-2-1脱离，造成锁紧无效。所述锁紧部件1-2-3上设有装配槽齿1-2-3-3，所述装配槽齿1-2-3-3的一侧面为平面，另一侧面为弧面，两个装配槽齿1-2-3-3的平面相对设置形成所述装配槽1-2-3-2。

优选的，所述锁紧部件1-2-3上还设有安装翼1-2-3-4，所述安装翼1-2-3-4位于所述装配齿1-2-6-1的弧面外侧，两者为一体化设计，所述安装翼1-2-3-4上开设有纵向通孔，即为所述安装孔1-2-3-1。

参见图7，在具体实施例中设计了2个装配槽、2个安装翼、2个装配齿，使用了2个弹簧作为弹性部件，4个限位柱，共同形成本发明所设计的旋转双向自锁机构。

当然的，在具体实施中，根据所需要的情况不同，可以使用不同数量的装配槽1-2-3-2、装配齿1-2-6-1、安装翼1-2-3-4，但是需要注意的是，这三者的数量必须是相同的，否则将无法达到对应配合自锁的目的，同时它们的数量均至少为2个，如果少于2个则会导致自锁效果极差，无法满足机械要求。

而相应的，限位柱1-2-5的数量则应该是弹性部件1-2-4数量的2倍，因为在弹性部件的两端均要设计限位柱1-2-5，防止弹性部件1-2-4从安装孔1-2-3-1中脱出。

而且在布局的过程中，为了满足机械美感与载荷平衡所述装配槽1-2-3-2的数量、装配齿1-2-6-1、安装翼1-2-3-4的布局方式均为旋转对称，对称中心为相应部件即锁紧机构、限位机构的中心点。

同样的，本领域技术人员可以根据现实情况的需要，选择采用合适的弹性部件1-2-4。

在具体实施中，采用如图7所示的旋转双向自锁机构，为了方便表达，给4个限位柱分别编号为A、B、C、D。

当输入轴1-2-2顺时针转动一定角度，限位部件1-2-6上的限位面推动限位柱A和限位柱C相对输出轴1-2-1运动，从而使限位柱A和限位柱C脱离套筒1-2-7内壁，即与套筒1-2-7内壁从接触变为不接触，然后限位部件1-2-6上装配齿1-2-6-1的侧面接触到锁紧部件1-2-3装配槽1-2-3-2的侧面，开始推动输出轴1-2-1顺时针转动。

当输入轴1-2-2停止顺时针转动，不再提供转矩时，输出轴1-2-1由于负载力的作用，会有逆时针转动的趋势即回弹趋势，此时限位柱B在装配槽齿1-2-3-3的弧面和套筒1-2-7内壁所形成的空间内，此时压力角大小在5°～10°左右，小于摩擦角，因此限位柱B只能在其中发生滚动，而不能发生滑动，又由于限位柱B在滚动时，装配槽齿1-2-3-3的弧面和套筒1-2-7内壁会发生相对运动，而这个运动会使限位柱B与两者之间的相切点的间距变小，限位柱B受压，导致限位柱B无法发生滚动，从而阻止装配槽齿1-2-3-3的弧面和套筒1-2-7内壁相对运动，同理，限位柱D也会阻止装配槽齿1-2-3-3的弧面和套筒1-2-7内壁相对运动，由于套筒1-2-7是固定不动的，所以装配槽齿1-2-3-3的弧面所在的输出轴1-2-1也不能运动，从而产生自锁效果。

同理，当输入轴1-2-2逆时针转动时，限位柱B和限位柱D被推开解锁，然后带动输出轴1-2-1逆时针转动。

当输入轴1-2-2停止逆时针转动，不再提供转矩的时候，输出轴1-2-1则具有顺时针转动的趋势，跟上述同理，此时是限位柱A和C处于装配槽齿1-2-3-3的弧面和套筒1-2-7内壁所形成的空间内，通过相同的原理、过程，达成锁紧效果。

由上述可知，本自锁机构可以实现输入轴一侧可以主动自由正反转，而而输出轴一侧一旦和输入轴具有反向转动趋势就会锁紧无法转动，在保持了实时自锁的功能，同时由于弹簧能使限位柱始终保持与套筒的接触，进而消除自锁回程间隙，显著提高机构的实时自锁功能，更加稳定可靠，同时本发明结构简单成本低适合产品大量推广，尺寸小有利于机构的小型化，尤其是小微型产品方面有广泛的应用领域，而且本自锁机构是纯机械控制不采用电磁控制，能耗减少，显著增加产品的续航时长，减少电池体积，也更节能。

参见图9～11，优选的，集线装置4-1包括外壳4-1-1以及设置在外壳4-1-1内部的可转动的轮轴4-1-2，所述外壳4-1-1的后部位置开设有通线凹槽4-1-3，所述外壳4-1-1的一侧面开设有入线孔4-1-4，所述入线孔4-1-4的上方部位设置有出线孔4-1-5，所述入线的下方部位设置有集线孔4-1-6，入线孔4-1-4、出线孔4-1-5位于外壳4-1-1内部的一端均靠近所述轮轴4-1-2，所述集线孔4-1-6位于外壳4-1-1内部的一端则从所述轮轴4-1-2的下方穿过与所述通线凹槽4-1-3连通；所述通线凹槽4-1-3与所述驱动头可拆卸的连接，从而使得驱动线束与穿入集线装置4-1的驱动线相互连通，令驱动单元1可以经由驱动线管3控制手部外骨骼4运动。

参见图12～19，为本发明采用柔性外骨骼手套的具体实施例附图。

在具体实施例中，柔性外骨骼手套41由柔性材料制成，其包括背侧板41-1、柔性指套41-2、内侧板41-3，所述背侧板41-1分为掌部背侧板41-1-1、腕部背侧板41-1-2，所述内侧板41-3分为掌部内侧板41-3-1、腕部内侧板41-3-2，所述掌部背侧板41-1-1与所述掌部内侧板41-3-1利用掌部环形带41-4相连，所述腕部背侧板41-1-2和所述腕部内侧板41-3-2利用腕部环形带41-5相连；

所述掌部背侧板41-1-1上固定设置有四个柔性指套41-2，四个所述柔性指套41-2分别为食指指套、中指指套、无名指指套以及小指指套，用于控制对应手指进行运动；

所述柔性指套41-2包括网状指套41-2-1与帽状头端41-2-2，所述帽状头端41-2-2位于所述网状指套41-2-1的顶部。

所述背侧板、内侧板、指套、掌部环形带、腕部环形带为一体式结构，在穿戴时，患者的食指、中指、无名指、小指分别套入对应的指套中，背侧板紧贴在患者的手背表面上，将内侧板弯过来使其贴在患者掌心位置，然后将掌部环形带、腕部环形带缠绕在患者手上，起到固定作用。

参见图13，所述柔性外骨骼手套41还包括拇指套41-6，所述拇指套41-6包括椭圆部41-6-1、条形带41-6-2，所述椭圆部41-6-1上开设有若干通气孔41-6-1-1，椭圆部41-6-1可自身缠绕拇指，在固定时，可以根据患者的意愿和舒适程度选择性的将条形带固定在背侧板上的固定钉组一或者固定钉组二上。

参见图14和图15，掌部环形带41-4、所述腕部环形带41-5、所述条形带41-6-2上开均设有若干固定孔41-7，掌部背侧板41-1-1的外侧面上设置有固定钉组一41-10，所述固定钉组一41-10的中心点与所述掌部环形带41-4上所述固定孔41-7的中心点在同一水平线上；腕部背侧板41-1-2的外侧面上设置有固定钉组二41-11，所述固定钉组二41-11的中心点与所述腕部环形带41-5上所述固定孔41-7的中心点在同一水平线上。

在固定时，固定孔与固定钉组相互扣合，使得手套得到固定，穿戴极为方便，而且可以根据患者的需求控制手套固定的松紧程度，因为每个患者的手部尺寸都不相同，而本发明可以适用任意患者。

参见图16，优选的，内侧板41-3内部开设有线性导向通道二41-3-3，所述线性导向通道二41-3-3的一端位于所述内侧板41-3的顶端面，所述线性导向通道二41-3-3的另一端位于所述内侧板41-3的底端面，在使用中，所述内侧板41-3弯折后，使得所述线性导向通道二41-3-3的一端与所述通线导向通道二相对应，使得内侧连接线41-9可以经由所述通线导向通道二后从所述线性导向通道二41-3-3穿出后经由驱动线管与驱动机构相连。

参见图17，优选的，背侧板41-1内部开设有线性导向通道一41-1-3，所述线性导向通道一41-1-3的一端位于所述背侧板41-1与所述柔性指套41-2相连接的位置，该端与所述通线导向通道一相对应，所述线性导向通道一41-1-3的另一端位于所述背侧板41-1底部，使得背侧连接线41-8可以经由所述通线导向通道一后从所述线性导向通道一41-1-3穿出后经由驱动线管与驱动机构相连。

针对患者手指的屈伸动作的控制，本柔性外骨骼手套采用线性驱动，首先对指套进行了特殊设计，参见图18和图19，本发明的网状指套41-2-1由若干网格部件41-2-1-1纵向串联组成，所述网格部件41-2-1-1包括格状部件41-2-1-1-1与爪形部件41-2-1-1-2，所述爪形部件41-2-1-1-2设置在所述格状部件41-2-1-1-1的左右两侧。

优选的，在格状部件41-2-1-1-1的中央位置开设有垂直的通线孔一41-12-1，当若干格状部件41-2-1-1-1串联形成网状指套41-2-1后，所述通线孔一41-12-1相互叠加导通则形成垂直的通线导向通道一。

优选的，在爪形部件41-2-1-1-2的自由端开设有垂直的通线孔二41-12-2，当若干格状部件41-2-1-1-1串联形成网状指套41-2-1后，所述通线孔二41-12-2相互叠加导通则形成垂直的通线导向通道二。

在通线导向通道一中穿设有背侧连接线，在通线导向通道二中穿设有内侧连接线，由于爪形部件本身数量就为2个，因此最后形成的通线导向通道二也为2条，分别位于手指内侧的左右位置，2条通线导向通道二和1条通线导向通道一形成三角排布的布局结构，使得患者的手指套入指套后，可以得到足够的包裹性和稳定性，在牵引辅助运动时不会发生力的不均匀或偏移等问题，避免对手指造成二次伤害。

图20和图21为本发明采用刚柔式外骨骼手套42的具体实施例附图。

优选的，所述刚柔式外骨骼手套42包括手背板42-1、手掌板42-2、以及与两者相连接的四个指套42-3，四个所述指套42-3分别用于带动食指、中指、无名指、小指进行运动；

其中，所述指套42-3的指背部利用手背驱动线42-4与所述手背板42-1连接，所述指套42-3的指腹部利用手掌驱动线42-5与所述手掌板42-2连接。

在具体实施例中，本发明的刚柔式外骨骼手套42采用的手背驱动线42-4与手掌驱动线42-5的数量均为1条。

其中，手部单元可以使用金属材料制作，在能提供训练所需刚度的同时便于塑性以适应不同患者，而且由于其可塑性与轻便性，使得舒适度较现有刚性手部康复装置有显著提高。

优选的，所述指套42-3包括近端指套42-3-1和远端指套42-3-2。

参见图24，近端指套42-3-1由第一开环戒圈42-3-1-1和第一U形连接件42-3-1-2组成，所述第一U形连接件42-3-1-2位于所述第一开环戒圈42-3-1-1的上方，两者为一体式结构，所述第一U形连接件42-3-1-2向上翘起的两端分别开设有两个通孔，供手背驱动线42-4穿过。

参见图25，远端指套42-3-2由第二开环戒圈42-3-2-1、第三开环戒圈42-3-2-2和第二U形连接件42-3-2-3组成，所述第二U形连接件42-3-2-3位于第二开环戒圈42-3-2-1、第三开环戒圈42-3-2-2的上方，将第二开环戒圈42-3-2-1、第三开环戒圈42-3-2-2相连，使得三者成一体式结构，所述第二U形连接件42-3-2-3向上翘起的两端分别向内翻卷形成横向通道，供手背驱动线42-4、手掌驱动线42-5穿过。

参见图24和图25，在近端指套42-3-1的第一开环戒圈42-3-1-1的开环位置、远端指套42-3-2的第二开环戒圈42-3-2-1的开环位置分别套设有连接套42-3-3，所述连接套42-3-3上表面设有两根刚性套管42-3-4；近端指套42-3-1的通孔、远端指套42-3-2的横向通道分别也设有刚性套管42-3-4，驱动线从刚性套管内穿过，当手指背伸角度过大时，近端指套42-3-1第一U形连接件3-1-2上的刚性套管42-3-4的两端会分别与远端指套的后端、背侧板的前端相接触，通过物理抵触限位使得指套各个关节的背伸角度不大于180°。

参见图22，手背板42-1包括平板42-1-1以及设置在平板42-1-1前部的四个分支板42-1-2，四个所述分支板42-1-2的自由端均向上翘起，在该端上设有两个通线孔，供手背驱动线42-4穿过；所述平板42-1-1的中央开设有长条孔42-1-3，所述长条孔42-1-3的两侧位置分别开设有椭圆孔一42-1-4。

参见图23，手掌板42-2为长条弧形板，所述手掌板42-2内部开设有孔道42-2-1，在所述手掌板42-2的两侧则设有椭圆孔二42-2-2。

本手套采用了1根手背驱动线和1根手掌驱动线来驱动4根手指的屈伸运动，因此驱动线的布局与串连是很重要的。

因此本手套中所述指套42-3利用所述手背驱动线42-4、手掌驱动线42-5分别与所述手背板42-1、所述手掌板42-2连接的方式均为U形折叠往返缠绕。

在具体实施例中，为了说明串连方法，将指套、通线孔、分支板等部件分别进行了标号，具体参见图26、图27。

参见图26，优选的，手背驱动线42-4串连指套42-3与手背板42-1的具体的方法为：所述手背驱动线42-4的一端固定在所述集线装置4-1的所述集线孔4-1-6中，用于连接驱动机构；所述手背驱动线42-4的另一端依次穿过手背板42-1第一分支板的第一通线孔301、食指近端指套第一通孔的刚性套管302、食指近端指套第三通孔的刚性套管303、食指远端指套第一横向通道的刚性套管304，然后所述手背驱动线42-4折回，此处形成第一个U形弯折，依次穿过食指近端指套第四通孔的刚性套管305、食指近端指套第二通孔的刚性套管306、手背板42-1第一分支板的第二通线孔307，从而将食指的指套与手背板的第一分支板连接起来，之后所述手背驱动线42-4折返，此处完成第二个U形弯折，依次穿过手背板42-1第二分支板的第一通线孔308、中指近端指套第一通孔的刚性套管309、中指近端指套第三通孔的刚性套管310、中指远端指套第一横向通道的刚性套管311，然后所述手背驱动线42-4再次折回，此处则是完成第三个U形弯折，依次穿过中指近端指套第四通孔的刚性套管312、中指近端指套第二通孔的刚性套管313、手背板42-1第二分支板的第二通线孔314，之后所述手背驱动线42-4由所述入线孔4-1-4进入集线装置4-1与所述轮轴4-1-2环绕连接后再经由出线孔4-1-5送出集线装置4-1，所述手背驱动线42-4送出所述集线装置4-1后，依次穿过手背板42-1第三分支板的第一通线孔315、无名指近端指套第一通孔的刚性套管316、无名指近端指套第三通孔的刚性套管317、无名指远端指套第一横向通道的刚性套管318，然后所述手背驱动线42-4折回，此处完成第四个U形弯折，依次穿过无名指近端指套第四通孔的刚性套管319、无名指近端指套第二通孔的刚性套管320、手背板1第三分支板的二通线孔321，之后所述手背驱动线42-4折返，此处完成第五个U形弯折，依次穿过手背板42-1第四分支板的第一通线孔322、小指近端指套第一通孔的刚性套管323、小指近端指套第三通孔的刚性套管324、小指远端指套第一横向通道的刚性套管325，然后所述手背驱动线42-4再次折回，此处是第六处U形弯折，依次穿过小指近端指套第四通孔的刚性套管326、小指近端指套第二通孔的刚性套管327、手背板42-1第四分支板的第二通线孔328，之后将所述手背驱动线42-4送入所述集线孔4-1-6中。

当一根手指背伸至最大限度时，由于钢丝可以继续收紧，故其他手指会继续背伸运动直至均达到背伸最大值。

参见图27，优选的，手掌驱动线42-5串连指套42-3与手掌板42-2的具体的方法为：所述手掌驱动线42-5的一端固定在所述集线装置4-1的集线孔4-1-6中，所述手掌驱动线42-5的另一端依次穿过掌侧板的第一孔道401、食指近端指套连接套上第一孔的刚性套管402、食指远端指套连接套上第一孔的刚性套管403、食指远端指套第二横向通道的刚性套管404，之后所述手掌驱动线42-5折回，此处完成第一次U形弯折，后所述手掌驱动线42-5穿入食指远端指套连接套上第二孔的刚性套管406、食指近端指套连接套上第二孔的刚性套管407、手掌板42-2第二孔道408，穿入一U型钢丝管道完成第二次U形弯折，之后依次穿过手掌板42-2第三孔道409、中指近端指套连接套上第一孔的刚性套管410、中指远端指套连接套上第一孔的刚性套管411、中指远端指套的第二横向通道412，之后U形折回，此处为第三次U形弯折，后穿过中指远端指套连接套上第二孔的刚性套管414、中指近端指套连接套上第二孔的刚性套管415、手掌板42-2第四孔道416，之后进入集线装置4-1经由其中的轮轴6-2后穿入手掌板42-2第五孔道417，之后依次穿入无名指近端指套连接套上第一孔的刚性套管418、无名指远端指套连接套上第一孔的刚性套管419、无名指远端指套第二横向通道420，之后折返，此处为第四次U形弯折，依次穿过无名指远端指套连接套上第二孔的刚性套管422、无名指近端指套连接套上第二孔的刚性套管423、手掌板42-2第六孔道424，然后穿入另一U型钢丝管道进行U形折弯，并依次穿入手掌板42-2第七孔道425、小指近端指套连接套上第一孔的刚性套管425、小指远端指套连接套上第一孔的刚性套管427、小指远端指套第二横向通道428，之后折回，穿过小指远端指套连接套上第二孔的刚性套管430、小指近端指套连接套上第二孔的刚性套管431、手掌板42-2第八孔道432，最后将手掌驱动线42-5穿入集线装置4-1，固定于集线孔4-1-6内。

手掌驱动线42-5、手背驱动线42-4的一端均固定在集线装置4-1的集线孔4-1-6中，另一端按照上述所述的绕线方法进行绕线，之后再次穿入集线孔4-1-6，从而形成手套的动力传输环路。

在具体实施例中使用电机作为驱动机构，将电机的驱动头与通线凹槽相连，从而形成完整的传动系统，带动手掌驱动线42-5、手背驱动线42-4牵引指套运动，从而达成辅助穿戴者运动的目的。

Claims (29)

1.基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：包括：传感单元(2)、驱动单元(1)、驱动线管(3)、手部外骨骼(4)；

驱动单元(1)，包括传动机构(1-1)、自锁机构(1-2)、控制电路板(1-3)、电源(1-4)、驱动器(1-5)，所述电源(1-4)用于给驱动单元(1)提供电力，所述控制电路板(1-3)与用于接收传感单元(2)传输的生物电信号，进行分析并传输指令给驱动器(1-5)，使其产生驱动力，驱动力经由自锁机构(1-2)、传动机构(1-1)将驱动力传输到手部外骨骼(4)，控制手部外骨骼(4)进行动作；传感单元(2)，用于采集并传输使用者的生物电信号，包括信号传感器(2-1)、信号传输线(2-2)，所述信号传感器(2-1)布置在使用者身体上，利用所述信号传输线(2-2)将生物电信号传输到驱动单元(1)；

驱动线管(3)，用于保护并梳理驱动线束，包括设置在其一端的理线器一和设置在另一端的驱动头，所述驱动线管(3)套设在驱动线束外部，所述理线器一与驱动单元(1)伸出的驱动线束相连，将驱动线束导入驱动线管(3)后与驱动头连通；

手部外骨骼(4)，为柔性外骨骼手套(41)或者刚柔式外骨骼手套(42)，包括手套本体、集线装置(4-1)以及设置在集线装置(4-1)与手套之间的理线器二，所述手套本体由指套部、手背部、手掌部组成，三者之间利用驱动线相连，所述驱动线经由理线器二整理后进入集线装置(4-1)与驱动线管(3)相连；

所述传动机构(1-1)包括：

主动轴(1-1-1)，用于提供所述传动机构(1-1)所需的动力；

所述主动轴(1-1-1)可拆卸的安装在基座(1-1-2)的侧壁上，其上套设有单向轴承；

从动轴(1-1-3)，可拆卸的安装在基座(1-1-2)的侧壁上，其上也套设有单向轴承，所述从动轴(1-1-3)利用齿轮副与所述主动轴(1-1-1)连接，随着主动轴(1-1-1)转动；

转向轴，分别可拆卸的安装在基座(1-1-2)的底板上，用于改变驱动线束的方向；

所述驱动线束绕设在主动轴(1-1-1)的单向轴承、从动轴(1-1-3)的单向轴承、转向轴上，之后穿过基座(1-1-2)侧壁上的线孔与手部外骨骼(4)相连。

2.根据权利要求1所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述自锁机构(1-2)为旋转双向自锁机构，包括输出轴(1-2-1)、输入轴(1-2-2)，所述输出轴(1-2-1)的一端与传动机构(1-1)相连，输入轴(1-2-2)一端则与驱动器(1-5)相连接，所述输出轴(1-2-1)的另一端与锁紧部件(1-2-3)相固定，所述锁紧部件(1-2-3)上开设有安装孔(1-2-3-1)与装配槽(1-2-3-2)，所述安装孔(1-2-3-1)内安装有弹性部件(1-2-4)，所述弹性部件(1-2-4)的两端伸出所述锁紧部件(1-2-3)并与限位柱(1-2-5)相抵触，所述限位柱(1-2-5)的侧壁与弹性部件(1-2-4)的端部、装配槽(1-2-3-2)的外侧面相接触，所述限位柱(1-2-5)的两端则分别与所述锁紧部件(1-2-3)、限位部件(1-2-6)紧密抵触；

所述限位部件(1-2-6)固定在输入轴(1-2-2)的另一端，所述限位部件(1-2-6)的内壁设有与所述装配槽(1-2-3-2)相配合的装配齿(1-2-6-1)，使所述限位部件(1-2-6)与所述锁紧部件(1-2-3)可以安装配合，从而将所述弹性部件(1-2-4)、所述限位柱(1-2-5)固定在两者内部，形成锁紧组合件；

在锁紧组合件外部套设套筒(1-2-7)，所述套筒(1-2-7)的内壁也与限位柱(1-2-5)的侧壁相接触。

3.根据权利要求1所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述集线装置(4-1)包括外壳(4-1-1)以及设置在外壳(4-1-1)内部的可转动的轮轴(4-1-2)，所述外壳(4-1-1)的后部位置开设有通线凹槽(4-1-3)，所述外壳(4-1-1)的一侧面开设有入线孔(4-1-4)，所述入线孔(4-1-4)的上方部位设置有出线孔(4-1-5)，所述入线孔(4-1-4)的下方部位设置有集线孔(4-1-6)，入线孔(4-1-4)、出线孔(4-1-5)位于外壳(4-1-1)内部的一端均靠近所述轮轴(4-1-2)，所述集线孔(4-1-6)位于外壳(4-1-1)内部的一端则从所述轮轴(4-1-2)的下方穿过与所述通线凹槽(4-1-3)连通；所述通线凹槽(4-1-3)与所述驱动头可拆卸的连接，从而使得驱动线束与穿入集线装置(4-1)的驱动线相互连通，令驱动单元(1)可以经由驱动线管(3)控制手部外骨骼(4)运动。

4.根据权利要求1所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述柔性外骨骼手套(41)由柔性材料制成，其包括背侧板(41-1)、柔性指套(41-2)、内侧板(41-3)，所述背侧板(41-1)分为掌部背侧板(41-1-1)、腕部背侧板(41-1-2)，所述内侧板(41-3)分为掌部内侧板(41-3-1)、腕部内侧板(41-3-2)，所述掌部背侧板(41-1-1)与所述掌部内侧板(41-3-1)利用掌部环形带(41-4)相连，所述腕部背侧板(41-1-2)和所述腕部内侧板(41-3-2)利用腕部环形带(41-5)相连；

所述掌部背侧板(41-1-1)上固定设置有四个柔性指套(41-2)，四个所述柔性指套(41-2)分别为食指指套、中指指套、无名指指套以及小指指套，用于控制对应手指进行运动；

所述柔性指套(41-2)包括网状指套(41-2-1)与帽状头端(41-2-2)，所述帽状头端(41-2-2)位于所述网状指套(41-2-1)的顶部。

5.根据权利要求1所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述刚柔式外骨骼手套(42)包括手背板(42-1)、手掌板(42-2)、以及与两者相连接的四个指套(42-3)，四个所述指套(42-3)分别用于带动食指、中指、无名指、小指进行运动；

其中，所述指套(42-3)的指背部利用手背驱动线(42-4)与所述手背板(42-1)连接，所述指套(42-3)的指腹部利用手掌驱动线(42-5)与所述手掌板(42-2)连接。

6.根据权利要求1所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述齿轮副包括主动齿轮(1-1-12)和从动齿轮(1-1-13)，所述主动齿轮(1-1-12)套设安装在所述主动轴(1-1-1)上，所述从动齿轮(1-1-13)套设安装在从动轴(1-1-3)上。

7.根据权利要求1所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：主动轴(1-1-1)上的单向轴承分为第一单向轴承(1-1-4)、第二单向轴承(1-1-5)；

从动轴(1-1-3)上单向轴承分为第三单向轴承(1-1-6)、第四单向轴承(1-1-7)；

转向轴分为第一转向轴(1-1-8)、第二转向轴(1-1-9)；

由于要控制手部外骨骼(4)进行弯曲和伸张两种运动状态，因此驱动线束分为第一线束(1-1-10)和第二线束(1-1-11)，两者在传动机构(1-1)中的环绕方式分别如下：

第一线束绕设在主动轴(1-1-1)的第一单向轴承(1-1-4)、从动轴(1-1-3)的第三单向轴承(1-1-6)、第一转向轴(1-1-8)上，后穿过基座(1-1-2)侧壁上的第一线孔与手部外骨骼(4)相连；

第二线束绕设在主动轴(1-1-1)的第二单向轴承(1-1-5)、从动轴(1-1-3)的第四单向轴承(1-1-7)、第二转向轴(1-1-9)上，后穿过基座(1-1-2)侧壁上的第二线孔与手部外骨骼(4)相连。

8.根据权利要求1所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述传动机构还包括按压轴(1-1-14)，所述按压轴(1-1-14)位于从动轴(1-1-3)的上下两侧，使线束靠紧从动轴(1-1-3)上的单向轴承，令出线可靠。

9.根据权利要求2所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述锁紧部件(1-2-3)与所述输出轴(1-2-1)为一体化部件，所述锁紧部件(1-2-3)上设有装配槽齿(1-2-3-3)，所述装配槽齿(1-2-3-3)的一侧面为平面，另一侧面为弧面，两个装配槽齿(1-2-3-3)的平面相对设置形成所述装配槽(1-2-3-2)。

10.根据权利要求9所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述锁紧部件(1-2-3)上还设有安装翼(1-2-3-4)，所述安装翼(1-2-3-4)位于所述装配齿(1-2-6-1)的弧面外侧，两者为一体化设计，所述安装翼(1-2-3-4)上开设有纵向通孔，即为所述安装孔(1-2-3-1)。

11.根据权利要求9所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述锁紧部件(1-2-3)的中央位置开设有连接轴孔(1-2-3-5)。

12.根据权利要求2所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述限位部件(1-2-6)的中央设有连接轴(1-2-6-2)。

13.根据权利要求2所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述装配槽(1-2-3-2)的数量、装配齿(1-2-6-1)、安装翼(1-2-3-4)的数量相同，均至少为2个。

14.根据权利要求4所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述网状指套(41-2-1)由若干网格部件(41-2-1-1)纵向串联组成，所述网格部件(41-2-1-1)包括格状部件(41-2-1-1-1)与爪形部件(41-2-1-1-2)，所述爪形部件(41-2-1-1-2)设置在所述格状部件(41-2-1-1-1)的左右两侧。

15.根据权利要求14所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述格状部件(41-2-1-1-1)的中央位置开设有垂直的通线孔一(41-12-1)；所述爪形部件(41-2-1-1-2)的自由端开设有垂直的通线孔二(41-12-2)。

16.根据权利要求15所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：当若干格状部件(41-2-1-1-1)串联形成网状指套(41-2-1)后，所述通线孔一(41-12-1)相互叠加导通则形成垂直的通线导向通道一，所述通线孔二(41-12-2)相互叠加导通则形成垂直的通线导向通道二。

17.根据权利要求4所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述柔性外骨骼手套(41)还包括拇指套(41-6)，所述拇指套(41-6)包括椭圆部(41-6-1)、条形带(41-6-2)，所述椭圆部(41-6-1)上开设有若干通气孔(41-6-1-1)。

18.根据权利要求4或17所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：掌部环形带(41-4)、腕部环形带(41-5)、条形带(41-6-2)上开均设有若干固定孔(41-7)。

19.根据权利要求16所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述背侧板(41-1)内部开设有线性导向通道一(41-1-3)，所述线性导向通道一(41-1-3)的一端与所述通线导向通道一相对应，其位于所述背侧板(41-1)与所述柔性指套(41-2)相连接的位置，所述线性导向通道一(41-1-3)的另一端位于所述背侧板(41-1)底部，使得背侧连接线(41-8)可以经由所述通线导向通道一后从所述线性导向通道一(41-1-3)穿出。

20.根据权利要求16所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述内侧板(41-3)内部开设有线性导向通道二(41-3-3)，所述线性导向通道二(41-3-3)的一端位于所述内侧板(41-3)的顶端面，所述线性导向通道二(41-3-3)的另一端位于所述内侧板(41-3)的底端面，在使用中，所述内侧板(41-3)弯折后，使得所述线性导向通道二(41-3-3)的一端与所述通线导向通道二相对应，使得内侧连接线(41-9)可以经由通线导向通道二后从所述线性导向通道二(41-3-3)穿出。

21.根据权利要求18所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述掌部背侧板(41-1-1)的外侧面上设置有固定钉组一(41-10)，所述固定钉组一(41-10)的中心点与所述掌部环形带(41-4)上所述固定孔(41-7)的中心点在同一水平线上。

22.根据权利要求18所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述腕部背侧板(41-1-2)的外侧面上设置有固定钉组二(41-11)，所述固定钉组二(41-11)的中心点与所述腕部环形带(41-5)上所述固定孔(41-7)的中心点在同一水平线上。

23.根据权利要求5所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述指套(42-3)包括近端指套(42-3-1)和远端指套(42-3-2)。

24.根据权利要求23所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述近端指套(42-3-1)由第一开环戒圈(42-3-1-1)和第一U形连接件(42-3-1-2)组成，所述第一U形连接件(42-3-1-2)位于所述第一开环戒圈(42-3-1-1)的上方，两者为一体式结构，所述第一U形连接件(42-3-1-2)向上翘起的两端分别开设有两个通孔，供手背驱动线(42-4)穿过。

25.根据权利要求23所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述远端指套(42-3-2)由第二开环戒圈(42-3-2-1)、第三开环戒圈(42-3-2-2)和第二U形连接件(42-3-2-3)组成，所述第二U形连接件(42-3-2-3)位于第二开环戒圈(42-3-2-1)、第三开环戒圈(42-3-2-2)的上方，将第二开环戒圈(42-3-2-1)、第三开环戒圈(42-3-2-2)相连，使得三者成一体式结构，所述第二U形连接件(42-3-2-3)向上翘起的两端分别向内翻卷形成横向通道，供手背驱动线(42-4)、手掌驱动线(42-5)穿过。

26.根据权利要求5所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述手背板(42-1)包括平板(42-1-1)以及设置在平板(42-1-1)前部的四个分支板(42-1-2)，四个所述分支板(42-1-2)的自由端均向上翘起，在每个所述分支板(42-1-2)的自由端上设有两个通线孔，供手背驱动线(42-4)穿过；所述平板(42-1-1)的中央开设有长条孔(42-1-3)，所述长条孔(42-1-3)的两侧位置分别开设有椭圆孔一(42-1-4)。

27.根据权利要求5所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述手掌板(42-2)为长条弧形板，所述手掌板(42-2)内部开设有孔道(42-2-1)，在所述手掌板(42-2)的两侧则设有椭圆孔二(42-2-2)。

28.根据权利要求5所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：所述指套(42-3)利用所述手背驱动线(42-4)、手掌驱动线(42-5)分别与所述手背板(42-1)、所述手掌板(42-2)连接的方式均为U形折叠往返缠绕。

29.根据权利要求24或25所述的基于线驱动的手部动作辅助装置，其特征在于：近端指套(42-3-1)的第一开环戒圈(42-3-1-1)的开环位置、远端指套(42-3-2)的第二开环戒圈(42-3-2-1)的开环位置分别套设有连接套(42-3-3)，所述连接套(42-3-3)上表面设有两根刚性套管(42-3-4)；近端指套(42-3-1)的通孔、远端指套(42-3-2)的横向通道分别也设有刚性套管(42-3-4)。

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