CN213788645U - 用于医疗康复的人手实时控制柔性手套 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，包括健康侧手套和患病侧手套，健康侧手套包括健康侧手套本体、设于健康侧手套本体上的至少一个应变传感器，患病侧手套包括患病侧手套本体、至少一个软体驱动机构，软体驱动机构包括用于使患病侧手指产生弯曲变形的软体驱动器、固定在软体驱动器上的弯曲传感器，弯曲传感器固定在患病侧手套本体上。本实用新型使得患病侧手指与健康侧手指发生相同程度的弯曲，使患病的手指反复操作锻炼达到医疗康复的目的；第一倒刺结构和第二倒刺结构可以增强柔性手套的实时感应能力；软体驱动器可以增加康复锻炼时的手指平稳弯曲能力；柔性手套总是与人手实时同步发生动作。

Description

用于医疗康复的人手实时控制柔性手套

技术领域

本实用新型涉及软体机器人技术领域，尤其涉及一种用于医疗康复的人手实时控制柔性手套。

背景技术

软体机器人是当今机器人技术的新兴热点和未来发展前沿，与传统刚性机器人相比，表现出了前所未有的适应性、灵敏性和敏捷性，并不断地扩充着机器人的应用领域，是机器人未来发展的主要趋势之一。

医疗康复是软体机器人研究的主要方向之一，当前基于气动、记忆合金(SMA)等智能驱动方式，开发了多种不同类型的软体驱动器。

但是目前开发的基于各类型软体驱动器设计的医疗康复柔性手套基本都只能实现简单的弯曲动作，机械的做出弯曲动作，并不能够使两手灵活的相互配合，发生实时同步的动作。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种用于医疗康复的人手实时控制柔性手套。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型的目的在于提供一种用于医疗康复的人手实时控制柔性手套。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，包括健康侧手套和患病侧手套，所述健康侧手套包括健康侧手套本体、设于所述健康侧手套本体上的至少一个应变传感器，所述患病侧手套包括患病侧手套本体、至少一个软体驱动机构，所述软体驱动机构包括用于使患病侧手指产生弯曲变形的软体驱动器、固定在所述软体驱动器上的弯曲传感器，所述弯曲传感器固定在所述患病侧手套本体上。

作为本实用新型的进一步改进，所述软体驱动器包括多个相互连通的气腔。

作为本实用新型的进一步改进，在正压下所述软体驱动器向内弯曲变形，在负压下所述软体驱动器向外弯曲变形。

作为本实用新型的进一步改进，多个所述气腔等间距设置。

作为本实用新型的进一步改进，多个所述气腔的形状和大小均相等。

作为本实用新型的进一步改进，位于最下方的所述气腔连接有管道。

作为本实用新型的进一步改进，所述应变传感器包括第一弹性本体、设于所述第一弹性本体内的第一微流道结构以及填充于所述第一微流道结构内的第一液态金属。

作为本实用新型的进一步改进，所述弯曲传感器包括第二弹性本体、设于所述第二弹性本体内的第二微流道结构以及填充于所述第二微流道结构内的第二液态金属。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一弹性本体的外表面设置有第一倒刺结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二弹性本体的外表面设置有第二倒刺结构。

本实用新型的有益效果是：

(1)基于液态金属和PDMS材料设计的应变传感器和弯曲传感器，可以通过电阻值的变化测量健康侧和患病侧的手指弯曲变形量，能够根据健康侧手指的弯曲变形量使得软体驱动器实时控制患病侧的手指弯曲角度，使得患病侧手指与健康侧手指发生相同程度的弯曲，完成人手实时控制，使患病侧的手指可以做出不同的动作，反复操作锻炼达到医疗康复的目的。

(2)在应变传感器和弯曲传感器的外表面分别设置第一倒刺结构和第二倒刺结构，可以增加与手套表面固定时的摩擦力，增强柔性手套的实时感应能力。

(3)软体驱动器的多个气腔间距梯度和高度梯度保持不变，可以稳定改变软体驱动器的弯曲变形量，增加康复锻炼时的手指平稳弯曲能力。

(4)柔性手套总是与人手实时同步发生动作，提高动作的准确性，进一步提高康复效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的优选实施例的柔性手套的结构示意图；

图2为本实用新型的优选实施例的健康侧手套的结构示意图；

图3为本实用新型的优选实施例的患病侧手套的结构示意图；

图4为本实用新型的优选实施例的软体驱动器与弯曲传感器连接的结构示意图；

图5为本实用新型的优选实施例的软体驱动器与弯曲传感器连接的侧视图；

图6为本实用新型的优选实施例的应变传感器的内部结构示意图；

图7为本实用新型的优选实施例的应变传感器上设置第一倒刺结构的结构示意图；

图8为本实用新型的优选实施例的弯曲传感器的内部结构示意图；

图中：1、健康侧手套，11、健康侧手套本体，12、应变传感器，121、第一弹性本体，122、第一微通道，123、第二微通道，2、患病侧手套，21、患病侧手套本体，22、软体驱动器，221、气腔，222、第一管道，223、第二管道，23、弯曲传感器，231、第二弹性本体，232、第三微通道，233、第四微通道，234、第五微通道，235、第六微通道，236、第二倒刺结构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，一种用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，包括健康侧手套1和患病侧手套2，健康侧手套1包括健康侧手套本体11、设于健康侧手套本体11上的至少一个应变传感器12，应变传感器12用于测量健康侧手指做出不同动作时的弯曲变形量，患病侧手套2包括患病侧手套本体21、至少一个软体驱动机构，软体驱动机构包括用于使患病侧手指产生弯曲变形的软体驱动器22、固定在软体驱动器22上的弯曲传感器23，弯曲传感器23固定在患病侧手套本体21上，弯曲传感器23用于测量患病侧手指的弯曲变形量。

如图4所示，本实用新型优选软体驱动器22包括多个相互连通的气腔221，软体驱动器22在不同气压下发生相应的弯曲变形，从而驱动患病侧手指产生相应的弯曲变形。具体的，在正压下软体驱动器22向内弯曲变形，在负压下软体驱动器22向外弯曲变形。

为了在相同的气压条件下，可以稳定改变软体驱动器22的弯曲变形量，增加康复锻炼时的手指平稳弯曲能力，本实用新型优选多个气腔221沿竖直向等间距设置。

为了进一步增加康复锻炼时的手指平稳弯曲能力，本实用新型优选多个气腔221的形状和大小均相等。

本实用新型优选相邻气腔221之间连通有第一管道222。

本实用新型优选位于最下方的气腔21连接有管道223，便于将外部气源通入气腔221内，能够使患病侧的手指可以在充气后发生弯曲做出相应动作。

如图6所示，本实用新型优选应变传感器12包括第一弹性本体121、设于第一弹性本体121内的第一微流道结构以及填充于第一微流道结构122内的第一液态金属(图中未示出)，通过两根第一引线(图中未示出)均与第一液态金属接触，用于测出第一液态金属的电阻。具体的，以手指的长度方向为横向，与横向垂直的方向为纵向，第一微流道结构包括沿纵向间隔设置的多个第一微通道122、多个连接相邻第一微通道122的第二微通道123。

如图8所示，本实用新型优选弯曲传感器23包括第二弹性本体231、设于第二弹性本体231内的第二微流道结构以及填充于第二微流道结构内的第二液态金属(图中未示出)，通过两根第二引线(图中未示出)均与第二液态金属接触，用于测出第二液态金属的电阻。具体的，以手指的长度方向为横向，与横向垂直的方向为纵向，第二微流道结构包括第三微通道232、沿横向间隔设置的多个第四微通道233、多个第五微通道234以及第六微通道235。

图7所示，为了增大摩擦力，提高应变传感器12与健康侧手套本体11外表面固定时的稳固性，本实用新型优选第一弹性本体121的外表面设置有第一倒刺结构124。如图4、图5所示，第二弹性本体231的外表面设置有第二倒刺结构236，提高弯曲传感器23与患病侧手套本体21外表面固定时的稳固性。

本实用新型优选第一弹性本体121、第二弹性本体231均采用PDMS材质制成。

本实用新型优选第一弹性本体121与健康侧手套本体11之间采用胶水固定，但并不局限于胶水，也可以为双面胶。本实用新型优选软体驱动器22与第二弹性本体231之间采用胶水固定，但并不局限于胶水，也可以为双面胶。本实用新型优选第二弹性本体231与患病侧手套本体21之间采用胶水固定，但并不局限于胶水，也可以为双面胶。

具体的，应变传感器12、弯曲传感器23、软体驱动器22的数量均为五个，五个应变传感器12分别设置在健康侧手套本体1的拇指、食指、中指、无名指、小指处，五个弯曲传感器23分别设置在患病侧手套本体21的拇指、食指、中指、无名指、小指处。如图3所示，图中设置在食指处的软体驱动器22的气腔的数量为九个，设置在拇指、中指、无名指、小指处的软体驱动器的气腔的数量可以根据需要设置。

本实用新型在使用时，健康侧手指和患病侧手指分别做出动作，第一微流道结构内的第一液态金属、第二微流道结构内的第二液态金属将发生变形，因此第一液态金属的电阻、第二液态金属的电阻将会发生改变，应变传感器12和弯曲传感器23分别通过对应电阻值的变化来测量健康侧的手指弯曲变形量以及患病侧的手指弯曲变形量，比较健康侧的手指弯曲变形量与患病侧的手指弯曲变形量，通过软体驱动器22的变形从而控制患病侧的手指与健康侧的手指发生相同的弯曲变形量，从而使得患病侧的手指可以做出与健康侧手指相同的动作，通过锻炼实现康复。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，包括健康侧手套和患病侧手套，所述健康侧手套包括健康侧手套本体、设于所述健康侧手套本体上的至少一个应变传感器，所述患病侧手套包括患病侧手套本体、至少一个软体驱动机构，所述软体驱动机构包括用于使患病侧手指产生弯曲变形的软体驱动器、固定在所述软体驱动器上的弯曲传感器，所述弯曲传感器固定在所述患病侧手套本体上。

2.根据权利要求1所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，所述软体驱动器包括多个相互连通的气腔。

3.根据权利要求2所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，在正压下所述软体驱动器向内弯曲变形，在负压下所述软体驱动器向外弯曲变形。

4.根据权利要求2或3所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，多个所述气腔等间距设置。

5.根据权利要求4所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，多个所述气腔的形状和大小均相等。

6.根据权利要求5所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，位于最下方的所述气腔连接有管道。

7.根据权利要求1或2所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，所述应变传感器包括第一弹性本体、设于所述第一弹性本体内的第一微流道结构以及填充于所述第一微流道结构内的第一液态金属。

8.根据权利要求7所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，所述弯曲传感器包括第二弹性本体、设于所述第二弹性本体内的第二微流道结构以及填充于所述第二微流道结构内的第二液态金属。

9.根据权利要求8所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，所述第一弹性本体的外表面设置有第一倒刺结构。

10.根据权利要求9所述的用于医疗康复的人手实时控制柔性手套，其特征在于，所述第二弹性本体的外表面设置有第二倒刺结构。

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