CN113520794B - 一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置 - Google Patents
一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113520794B CN113520794B CN202110802077.0A CN202110802077A CN113520794B CN 113520794 B CN113520794 B CN 113520794B CN 202110802077 A CN202110802077 A CN 202110802077A CN 113520794 B CN113520794 B CN 113520794B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shape memory
- memory alloy
- alloy wire
- desktop
- driven
- 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.)
- Active
Links
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 127
- 230000006870 function Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 32
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 20
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract description 5
- 208000014674 injury Diseases 0.000 abstract description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 208000006011 Stroke Diseases 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010008190 Cerebrovascular accident Diseases 0.000 description 1
- 244000060701 Kaempferia pandurata Species 0.000 description 1
- 235000016390 Uvaria chamae Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000001467 acupuncture Methods 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 208000026106 cerebrovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 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
-
- 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
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/12—Driving means
-
- 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
- A61H2201/12—Driving means
- A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive
-
- 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
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/1635—Hand or arm, e.g. handle
- A61H2201/1638—Holding means therefor
-
- 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
- A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
- A61H2205/06—Arms
- A61H2205/065—Hands
-
- 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
- A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
- A61H2205/06—Arms
- A61H2205/065—Hands
- A61H2205/067—Fingers
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)
Abstract
本发明公开了一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，涉及医疗器械的技术领域，解决了传统液压、气动和电机驱动的康复机器人不易于患者穿戴且容易造成患者受到二次伤害的问题。包括：形状记忆合金丝、铝套管、复位弹簧、耐高温柔性手套和形状记忆合金丝通电长度调节结构，作为驱动器的形状记忆合金丝在加热后会发生相变收缩，产生收缩位移和收缩应力，从而带动手指进行屈曲运动。当断电后，形状记忆合金丝逐渐恢复原长，手指在复位弹簧的作用下做伸展运动。采用滑动变阻器的工作原理，方便调节形状记忆合金丝的通电长度。本发明固定在桌面上，使用人员只需要穿戴柔性手套即可，避免复杂的穿戴过程对患者造成二次伤害。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械的技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置。
背景技术
中风是一种急性脑血管疾病，是我国致残率最高的疾病，普遍存在于中老年中。随着我国老龄化进程加快，越来越多的人将受到中风的影响。中风后最明显的后遗症是肢体障碍，比如手脚僵硬，无法抓握和行走。患者很难再进行正常的日常生活。而在患病初期，如果能对患者进行合理的康复训练，患者有可能逐步恢复正常的行动。
对于手功能康复的训练包括针灸、电刺激和康复医生一对一训练。以上方式价格昂贵，很多患者负担不起，康复医生的训练需要将康复动作进行大量的重复，对康复医生也是一种负担。随着科学技术的发展，慢慢出现了医疗领域的康复机器人，为患者带了希望，也成了康复医生的得力助手。康复机器人能按照既定的程序和要求完成一系列康复训练，有良好的康复效果。
康复机器人常见的驱动方式有气动驱动、液压驱动、电机驱动和新型智能材料驱动等。液压、气动和电机驱动的康复机器人通常结构复杂，存在不易于患者穿戴且容易对患者造成二次伤害的问题。
发明内容
针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，包括：与患者手部相匹配的耐高温柔性手套4、形状记忆合金丝1、复位弹簧3和形状记忆合金丝通电长度调节结构，耐高温柔性手套4的每一个手指套朝向手心的一侧连接有至少一根所述形状记忆合金丝1，耐高温柔性手套4的每一个手指套背离手心的一侧连接有至少一个复位弹簧3，每一根形状记忆合金丝1的中部和耐高温柔性手套4的每一个手指套的指尖处连接，每一根形状记忆合金丝1的两端均与所述形状记忆合金丝通电长度调节结构连接，所述形状记忆合金丝通电长度调节结构包括：设于所述耐高温柔性手套4一侧的机架5、固定在所述机架5上的控制器11、塑料滑块10、光轴12和金属块13，所述机架5和桌面连接，若干所述光轴12安装在所述机架5内，每一根所述形状记忆合金丝1的两端均穿入所述机架5内并进行固定，每一根所述光轴12与一根所述形状记忆合金丝1位于所述机架5内的一部分平行设置，每一个所述金属块13与一根所述光轴12可操作地滑动连接，每一个所述金属块13与一根所述形状记忆合金丝1位于所述机架5内的一部分可操作地滑动连接，每一根所述光轴12均与所述控制器11连接，与同一根所述形状记忆合金丝1滑动连接的两个所述金属块13均与一个所述塑料滑块10连接。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，所述机架5包括：立板和槽板，所述立板设于所述耐高温柔性手套4的一侧，立板的下端和所述桌面通过若干定位螺栓6连接，立板的上端和与所述立板垂直的所述槽板连接，所述耐高温柔性手套4设于所述槽板和所述桌面之间。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，槽板的上表面开设有矩形槽，若干所述金属块13和若干所述光轴12均安装在所述矩形槽内。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，矩形槽靠近若干所述手指套的侧壁上开设有若干第一通孔，每一根所述形状记忆合金丝1的一端穿入一个所述第一通孔并通过一个鸡眼钉15与所述槽板连接。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，矩形槽远离若干所述手指套的侧壁上开设有若干第二通孔，每一个所述第二通孔与一个固定螺栓7相匹配，每一根所述形状记忆合金丝1的一端与所述矩形槽通过一个所述固定螺栓7连接。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，所述形状记忆合金丝通电长度调节结构还包括：顶板9，所述顶板9盖设于所述矩形槽的槽口处，所述顶板9上开设有若干条形孔，每一个所述条形孔内滑动连接有一个所述塑料滑块10。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，还包括：若干与所述耐高温柔性手套4连接的铝套管2，铝套管2的内径和形状记忆合金丝1的外径相匹配，耐高温柔性手套4的每一个手指套和一根形状记忆合金丝1通过若干所述铝套管2连接。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，所述形状记忆合金丝通电长度调节结构还包括：若干导线14，每一根所述光轴12均与所述控制器11通过一根所述导线14连接。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，所述顶板9上设有电线管道8，若干所述导线14均安装在所述电线管道8内。
上述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，每一个所述金属块13的中部设有一个用于与所述光轴12滑动连接的第三通孔，每一个所述金属块13的下端设有一个用于与所述形状记忆合金丝1滑动连接的第四通孔。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明在结构上用模拟肌腱驱动方式的形状记忆合金丝驱动替代了气动及液压等相对复杂的系统，大大简化了整体结构，原理上利用形状记忆合金丝的形状记忆特性作为系统的动力源和位移执行装置，不同患者可以通过形状记忆合金丝通电长度调节结构使手指可以达到理想的屈曲角度；
(2)本发明中，形状记忆合金丝从患者的手指指尖处延伸至手指根部，再与形状记忆合金丝通电长度调节结构连接，保证足够的收缩应力带动患者完成完整的手功能康复训练动作，采用耐高温柔性手套，便于患者进行穿戴，耐高温柔性手套选用耐高温的柔性材料，可以顺应手指运动，同时，形状记忆合金丝在通电训练过程中会出现发热现象，耐高温材料可以保护患者的手部不被烫伤，避免患者受到二次伤害。
(3)本发明中，避免患者受到二次伤害，康复机器人的机架主要通过定位螺栓固定在桌面上，机架横截形状为L型，手臂从侧面可以方便进入，形状记忆合金丝末端通过固定螺栓与机架的配合进行固定。
附图说明
图1是本发明的一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置的结构示意图。
图2是本发明的一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置的形状记忆合金丝通电长度调节结构剖面的结构示意图。
图3是本发明的一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置的形状记忆合金丝通电长度调节结构的结构示意图。
附图中：1、形状记忆合金丝；2、铝套管；3、复位弹簧；4、耐高温柔性手套；5、机架；6、定位螺栓；7、固定螺栓；8、电线管道；9、顶板；10、塑料滑块；11、控制器；12、光轴；13、金属块；14、导线；15、鸡眼钉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
请参照图1至图3所示，示出了一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其中，包括：与患者手部相匹配的耐高温柔性手套4、形状记忆合金丝1、复位弹簧3和形状记忆合金丝通电长度调节结构，耐高温柔性手套4的每一个手指套朝向手心的一侧连接有至少一根形状记忆合金丝1，耐高温柔性手套4的每一个手指套背离手心的一侧连接有至少一个复位弹簧3，每一根形状记忆合金丝1的中部和耐高温柔性手套4的每一个手指套的指尖处连接，每一根形状记忆合金丝1的两端均与形状记忆合金丝通电长度调节结构连接，形状记忆合金丝通电长度调节结构包括：设于耐高温柔性手套4一侧的机架5、固定在机架5上的控制器11、塑料滑块10、光轴12和金属块13，机架5和桌面连接，若干光轴12安装在机架5内，每一根形状记忆合金丝1的两端均穿入机架5内并进行固定，每一根光轴12与一根形状记忆合金丝1位于机架5内的一部分平行设置，每一个金属块13与一根光轴12可操作地滑动连接，每一个金属块13与一根形状记忆合金丝1位于机架5内的一部分可操作地滑动连接，每一根光轴12均与控制器11通过导线14连接，与同一根形状记忆合金丝1滑动连接的两个金属块13均与一个塑料滑块10连接。
进一步，在一种较佳实施例中，机架5包括：立板和槽板，立板设于耐高温柔性手套4的一侧，立板的下端和桌面通过若干定位螺栓6连接，立板的上端和与立板垂直的槽板连接，耐高温柔性手套4设于槽板和桌面之间。
进一步，在一种较佳实施例中，槽板的上表面开设有矩形槽，若干金属块13和若干光轴12均安装在矩形槽内。
进一步，在一种较佳实施例中，矩形槽靠近若干手指套的侧壁上开设有若干第一通孔，每一根形状记忆合金丝1的一端穿入一个第一通孔并通过一个鸡眼钉15与槽板连接。
进一步，在一种较佳实施例中，矩形槽远离若干手指套的侧壁上开设有若干第二通孔，每一个第二通孔与一个固定螺栓7相匹配，每一根形状记忆合金丝1的一端与矩形槽通过一个固定螺栓7连接。
进一步，在一种较佳实施例中，形状记忆合金丝通电长度调节结构还包括：顶板9，顶板9盖设于矩形槽的槽口处，顶板9上开设有若干条形孔，每一个条形孔内滑动连接有一个塑料滑块10。
进一步，在一种较佳实施例中，还包括：若干与耐高温柔性手套4连接的铝套管2，铝套管2的内径和形状记忆合金丝1的外径相匹配，耐高温柔性手套4的每一个手指套和一根形状记忆合金丝1通过若干铝套管2连接。
进一步，在一种较佳实施例中，形状记忆合金丝通电长度调节结构还包括：若干导线14，每一根光轴12均与控制器11通过一根导线14连接。
进一步，在一种较佳实施例中，顶板9上设有电线管道8，若干导线14均安装在电线管道8内。
进一步，在一种较佳实施例中，每一个金属块13的中部设有一个用于与光轴12滑动连接的第三通孔，每一个金属块13的下端设有一个用于与形状记忆合金丝1滑动连接的第四通孔。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，形状记忆合金丝1从患者的手指指尖处延伸至手指根部，再与形状记忆合金丝通电长度调节结构连接，保证足够的收缩应力带动患者完成完整的手功能康复训练动作。
本发明的进一步实施例中，耐高温柔性手套4的每个手指套都连接有形状记忆合金丝1和复位弹簧3。
本发明的进一步实施例中，若干复位弹簧3均安装在患者手部的回转关节处，保证回复力带动耐高温柔性手套4的每个手指套归位。
本发明的进一步实施例中，采用耐高温柔性手套4，便于患者进行穿戴，耐高温柔性手套4选用耐高温的柔性材料，可以顺应手指运动，同时，形状记忆合金丝1在通电训练过程中会出现发热现象，耐高温材料可以保护患者的手部不被烫伤。
本发明的进一步实施例中，选用铝套管2，材质为铝合金，电阻率低，防腐性及抗氧化性能高。
本发明的进一步实施例中，耐高温柔性手套4选用电阻率高的材料，防止耐高温柔性手套4导电对患者造成伤害。
本发明的进一步实施例中，机架5、塑料滑块10和顶板9均选用不导电的高电阻率材料。
本发明的进一步实施例中，顶板9和机架5采用胶合连接。
本发明的进一步实施例中，顶板9和机架5采用螺钉可拆卸连接。
本发明的进一步实施例中，顶板9和机架5采用过盈配合连接或者间隙配合连接。
本发明的进一步实施例中，一个塑料滑块10和两个金属块13连接，两个金属块13分别与一根形状记忆合金丝1的两端在机架5内部滑动连接，与同一个塑料滑块11连接的两个金属块13将一根形状记忆合金丝1的两端连接形成通路。
本发明的进一步实施例中，形状记忆合金人工肌肉作为智能驱动器，因其体积小、功重比高、具有自感知特性等优点，被广泛应用于仿生机器人和康复机器人领域。
本发明的进一步实施例中，通过外部机器辅助患者手指进行屈曲伸展，有助于帮助患者的手逐渐恢复正常的活动功能，并且康复机器人相对于传统的康复医师治疗有着显著的优势，比如价格便宜、使用地点不受限制和康复效果好等。并且随着技术的发展，康复机器人也将逐步取代康复医师。
本发明的进一步实施例中，包括形状记忆合金丝1、铝套管2、复位弹簧3、耐高温柔性手套4、机架5、定位螺栓6、固定螺栓7、电线管道8、顶板9、塑料滑块10、光轴12、金属块13、导线14和鸡眼钉15，依据说明书附图所示。
本发明的进一步实施例中，根据滑动变阻器原理设计的形状记忆合金丝通电长度调节结构由形状记忆合金丝1、光轴12、金属块13、塑料滑块10、顶板9和机架5组成，其中一个塑料滑块10和两个金属块13通过粘结剂粘合，金属块13上有两个圆孔，下部的圆孔用于穿入形状记忆合金丝1，上部的圆孔用于穿入光轴12，光轴12嵌入机架5中。
本发明的进一步实施例中，顶板9上开有五个条形孔，塑料滑块10在条形孔中滑动，导线14与光轴12相连，电流通过导线14进入光轴12再导入金属块13最后到达形状记忆合金丝1，形状记忆合金丝1通电后受热收缩，从而带动手指进行屈曲。
本发明的进一步实施例中，为了避免穿戴给患者带来二次伤害，康复机器人的机架5主要通过定位螺栓6固定在桌面上，机架5横截形状为L型，手臂从侧面可以方便进入，形状记忆合金丝1末端通过固定螺栓7与机架5的配合进行固定。
本发明的进一步实施例中，结构上用模拟肌腱驱动方式的形状记忆合金驱动替代了气动及液压等相对复杂的系统，大大简化了整体结构。
本发明的进一步实施例中，原理上利用形状记忆合金丝1的形状记忆特性作为系统的动力源和位移执行装置，不同患者可以通过形状记忆合金丝通电长度调节结构使手指可以达到理想的屈曲角度。
本发明的进一步实施例中，依据图1所示，机架5通过定位螺栓6固定在桌面上，光轴12、形状记忆合金丝1、金属块13、顶板9和塑料滑块10组成形状记忆合金丝通电长度调节结构，依据图2所示。该结构借鉴滑动变阻器的工作原理设计，在通电过程中可以通过滑动塑料滑块10对形状记忆合金丝1输出应变进行调节，能帮助患者找到适合自己康复效果的训练状态。
本发明的进一步实施例中，形状记忆合金丝1的末端通过固定螺栓7和机架5进行固定配合，导线14与光轴12连接，十根导线集中到导线管道8中，连接到控制器11中，控制器11可以调节电压与通断电。
本发明的进一步实施例中，机架5上开有10个圆孔，用来嵌入鸡眼钉15，依据图3所述。鸡眼钉15不仅可以避免形状记忆合金丝1与机架5直接接触，还能减少形状记忆合金丝1与机架5之间的摩擦。机架5引出的形状记忆合金丝1穿过耐高温柔性手套4上的铝套管2轨道，在指尖末端折返。
本发明的进一步实施例中，当通电后，电流沿着导线14进入光轴12再流入金属块13，最后进入形状记忆合金丝1，最终形状记忆合金丝1相变收缩带动手指进行屈曲。
本发明的进一步实施例中，在康复过程中，患者可以根据自身情况，对每根手指对应的塑料滑块10进行调整，以达到适合自身情况的康复条件。
本发明的进一步实施例中，通电同时，手背指尖关节处固定的复位弹簧3发生变形，当断电后，形状记忆合金丝1恢复原长，复位弹簧3收缩带动手指进行伸展动作，如此循环，可以达到康复训练的功能及效果。
本发明的进一步实施例中，作为驱动器的形状记忆合金丝1在加热后会发生相变收缩，产生收缩位移和收缩应力，从而带动手指进行屈曲运动。
本发明的进一步实施例中，当断电后，形状记忆合金丝1逐渐恢复原长，手指在复位弹簧3的作用下做伸展运动。
本发明的进一步实施例中，借鉴滑动变阻器的工作原理设计的形状记忆合金丝通电长度调节结构方便随时调节形状记忆合金丝1的通电长度，适合不同手指长度和中风程度的患者使用。
本发明的进一步实施例中，该装置固定在桌面上，使用人员只需要穿戴柔性手套即可，可以避免复杂的穿戴过程对患者造成二次伤害。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，包括：与患者手部相匹配的耐高温柔性手套(4)、形状记忆合金丝(1)、复位弹簧(3)和形状记忆合金丝通电长度调节结构；耐高温柔性手套(4)的每一个手指套朝向手心的一侧连接有至少一根所述形状记忆合金丝(1)，耐高温柔性手套(4)的每一个手指套背离手心的一侧连接有至少一个复位弹簧(3)，每一根形状记忆合金丝(1)的中部和耐高温柔性手套(4)的每一个手指套的指尖处连接，每一根形状记忆合金丝(1)的两端均与所述形状记忆合金丝通电长度调节结构连接；所述形状记忆合金丝通电长度调节结构包括：设于所述耐高温柔性手套(4)一侧的机架(5)、固定在所述机架(5)上的控制器(11)、塑料滑块(10)、光轴(12)和金属块(13)；所述机架(5)和桌面连接，若干所述光轴(12)安装在所述机架(5)内，每一根所述形状记忆合金丝(1)的两端均穿入所述机架(5)内并进行固定，每一根所述光轴(12)与一根所述形状记忆合金丝(1)位于所述机架(5)内的一部分平行设置，每一个所述金属块(13)与一根所述光轴(12)可操作地滑动连接，每一个所述金属块(13)与一根所述形状记忆合金丝(1)位于所述机架(5)内的一部分可操作地滑动连接，每一根所述光轴(12)均与所述控制器(11)通过导线(14)连接，与同一根所述形状记忆合金丝(1)滑动连接的两个所述金属块(13)均与一个所述塑料滑块(10)连接。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，所述机架(5)包括：立板和槽板，所述立板设于所述耐高温柔性手套(4)的一侧，立板的下端和所述桌面通过若干定位螺栓(6)连接，立板的上端和与所述立板垂直的所述槽板连接，所述耐高温柔性手套(4)设于所述槽板和所述桌面之间。
3.根据权利要求2所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，槽板的上表面开设有矩形槽，若干所述金属块(13)和若干所述光轴(12)均安装在所述矩形槽内。
4.根据权利要求3所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，矩形槽靠近若干所述手指套的侧壁上开设有若干第一通孔，每一根所述形状记忆合金丝(1)的一端穿入一个所述第一通孔并通过一个鸡眼钉(15)与所述槽板连接。
5.根据权利要求3所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，矩形槽远离若干所述手指套的侧壁上开设有若干第二通孔，每一个所述第二通孔与一个固定螺栓(7)相匹配，每一根所述形状记忆合金丝(1)的一端与所述矩形槽通过一个所述固定螺栓(7)连接。
6.根据权利要求3所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，所述形状记忆合金丝通电长度调节结构还包括：顶板(9)，所述顶板(9)盖设于所述矩形槽的槽口处，所述顶板(9)上开设有若干条形孔，每一个所述条形孔内滑动连接有一个所述塑料滑块(10)。
7.根据权利要求1所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，还包括：若干与所述耐高温柔性手套(4)连接的铝套管(2)，铝套管(2)的内径和形状记忆合金丝(1)的外径相匹配，耐高温柔性手套(4)的每一个手指套和一根形状记忆合金丝(1)通过若干所述铝套管(2)连接。
8.根据权利要求6所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，所述形状记忆合金丝通电长度调节结构还包括：若干导线(14)，每一根所述光轴(12)均与所述控制器(11)通过一根所述导线(14)连接。
9.根据权利要求8所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，所述顶板(9)上设有电线管道(8)，若干所述导线(14)均安装在所述电线管道(8)内。
10.根据权利要求1所述的形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置，其特征在于，每一个所述金属块(13)的中部设有一个用于与所述光轴(12)滑动连接的第三通孔，每一个所述金属块(13)的下端设有一个用于与所述形状记忆合金丝(1)滑动连接的第四通孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110802077.0A CN113520794B (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110802077.0A CN113520794B (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113520794A CN113520794A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113520794B true CN113520794B (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=78099651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110802077.0A Active CN113520794B (zh) | 2021-07-15 | 2021-07-15 | 一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113520794B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108927790A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 助力手套 |
| CN109998866A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-12 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人 |
| CN110215375A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-10 | 东北大学 | 一种混合驱动式手部康复用外骨骼装置 |
| CN110731879A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-31 | 东南大学 | 一种脑卒中患者手部功能康复机器人及使用方法 |
| CN210991566U (zh) * | 2019-07-22 | 2020-07-14 | 湖南能手科技有限公司 | 一种穿戴式手指康复手套 |
| CN112274388A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-01-29 | 东北林业大学 | 一种用于手部康复运动的装置 |
| WO2021034693A1 (en) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | Bioventures, Llc | Powered orthotic device for hand extension and methods of use thereof |
-
2021
- 2021-07-15 CN CN202110802077.0A patent/CN113520794B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108927790A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 助力手套 |
| CN109998866A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-12 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种记忆合金丝驱动的柔性可穿戴手部康复机器人 |
| CN110215375A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-10 | 东北大学 | 一种混合驱动式手部康复用外骨骼装置 |
| CN210991566U (zh) * | 2019-07-22 | 2020-07-14 | 湖南能手科技有限公司 | 一种穿戴式手指康复手套 |
| WO2021034693A1 (en) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | Bioventures, Llc | Powered orthotic device for hand extension and methods of use thereof |
| CN110731879A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-31 | 东南大学 | 一种脑卒中患者手部功能康复机器人及使用方法 |
| CN112274388A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-01-29 | 东北林业大学 | 一种用于手部康复运动的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113520794A (zh) | 2021-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7481782B2 (en) | Movement facilitation device | |
| CN104586608B (zh) | 基于肌电控制的可穿戴式助力手指及其控制方法 | |
| CN109199784B (zh) | 一种柔性驱动的手部康复设备及其反馈控制电路 | |
| CN112426328B (zh) | 一种基于形状记忆合金的智能柔性手功能康复手套 | |
| CN108927790B (zh) | 助力手套 | |
| KR20140037938A (ko) | 손상된 사지를 재활 치료하기 위한 장치 및 방법 | |
| Hasegawa et al. | Evaluation of fingertip force accuracy in different support conditions of exoskeleton | |
| EP3632395B1 (en) | Finger movement aid and rehabilitation hand comprising same | |
| US12102585B2 (en) | Wearable robot for assisting upper limb movement by using artificial muscle | |
| CN105266798A (zh) | 基于脑电波和记忆合金结合的伸缩装置及康复训练系统 | |
| Burns et al. | Towards a wearable hand exoskeleton with embedded synergies | |
| CN109984915B (zh) | 康复装置、方法、计算机存储介质和电子设备 | |
| JP2020526246A (ja) | 手指関節リハビリ運動補助具 | |
| CN215021628U (zh) | 一种气动康复手套 | |
| CN109394475B (zh) | 一种指间距自主可调可拆卸五指康复机械手 | |
| CN110652423B (zh) | 带有精确力控制的可穿戴式上肢康复训练机器人 | |
| Wang et al. | Design and experiment of a hand movement device driven by shape memory alloy wires | |
| CN113520794B (zh) | 一种形状记忆合金丝驱动的桌面级手功能康复装置 | |
| Serrano et al. | SMA-based soft Exo-glove | |
| Sy et al. | M-sam: Miniature and soft artificial muscle-driven wearable robotic fabric exosuit for upper limb augmentation | |
| CN110974600A (zh) | 一种基于柔性触觉的可穿戴式脑卒中康复装置 | |
| Yang et al. | Research on SMA actuated tendon driven hand exoskeleton with bidirectional finger joint motion coupling for rehabilitation usage | |
| CN112274388B (zh) | 一种用于手部康复运动的装置 | |
| CN211433988U (zh) | 一种基于柔性触觉的可穿戴式脑卒中康复装置 | |
| CN114631977A (zh) | 一种全方位触觉感知手套 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |