一种变刚度软体气动康复手的制作方法

本发明属于医疗康复训练机器人领域，尤其涉及一种变刚度软体气动康复手。

背景技术：

当今世界，由于人口老龄化的加剧，手部伤残日益普遍。中风等疾病的流行给我国的财政资源和物理治疗人员带来了越来越大的负担。据世界卫生组织调查显示，中国中风发病率远高于美国等发达国家。患有手残疾病的患者难以完成吃饭、穿衣等最基本的日常生活行为，给患者带来极大的不便。为了减少中风对患者的影响，行之有效方法是让患者进行重复康复性训练，以此来改善患者手的力量、抓持准度和运动范围等。传统的康复机器人多由刚性部件组成，如线性制动器、刚性连杆和马达等。这些组件能够施加很大的力量来执行具有挑战性的康复任务。但其具有较多缺点：体积和重量大，携带不方便；穿戴不舒适，且限制了患者关节的自由度和自然运动，易给患者造成二次伤害；造价和维护费用昂贵，普通家庭难以承担如此昂贵的治疗。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种变刚度软体气动康复手。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种变刚度软体气动康复手，包括手套，所述手套的五个手指上均设置有软体驱动器，软体驱动器包括软体驱动器腔体，软体驱动器腔体底部开设有空腔，空腔通过软管连接有气泵，所述驱动器腔体上表面呈梳齿状，并且位于指关节处的梳齿密集度小于位于指背处的梳齿密集度。

进一步的，所述驱动器腔体上表面设置有若干交错分布的梳齿区和平台区，所述梳齿区位于指关节处，平台区位于指背处，并且所述梳齿区的长度从指跟处到指尖处逐渐变短。

进一步的，所述驱动器腔体位于空腔的两端设置有无形变限制端。

进一步的，空腔的底部设置有底部限制层和封底层，软体驱动器腔体的顶部设置有顶部限制层。

进一步的，底部限制层和顶部限制层分别由不可拉伸织布材料和弹性织布材料构成。

进一步的，软体驱动器腔体由超弹性材料制成。

进一步的，所述手套的手指外侧设置有软体驱动器套，其靠近手套的手掌的一端开口，另一端封闭，所述软体驱动器置软体驱动器套内。

进一步的，所述手套和软体驱动器套均有织布材料制成。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

相较于刚性材料，本发明整体由柔性材料组成，大大提高了康复训练的安全性。由于整体质量较小，因此便于患者携带。相较于目前的空腔型软体驱动器，本发明的软体驱动器可以根据患者的手指尺寸进行定制，其弯曲特性并且更符合正常人手的生物学特性，且驱动器顶部限制层既可以避免驱动器在某些部分的过度膨胀又可以增强驱动器的弯曲能力，提高康复训练效果。此外，本发明还具有造价低廉的特点，更便于推广。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为本实施例中软体驱动器的结构示意图；

图3为本实施例中软体驱动器弯曲后的结构示意图。

图中，110、软体驱动器套；120、软体驱动器；121、软体驱动器腔体；122、空腔；124、梳齿区；125、平台区；126、无形变限制端；127、底部限制层；128、封底层；129、顶部限制层；130、软管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

一种变刚度软体气动康复手，如图1所示，包括手套，所述手套的五个手指上均设置有软体驱动器，软体驱动器包括软体驱动器腔体，软体驱动器腔体底部开设有空腔，空腔通过软管连接有气泵，所述驱动器腔体上表面呈梳齿状，并且位于指关节处的梳齿密集度小于位于指背处的梳齿密集度。

所述驱动器腔体上表面设置有若干交错分布的梳齿区和平台区，所述梳齿区位于指关节处，平台区位于指背处，并且所述梳齿区的长度从指跟处到指尖处逐渐变短。

所述驱动器腔体位于空腔的两端设置有无形变限制端。

空腔的底部设置有底部限制层和封底层，软体驱动器腔体的顶部设置有顶部限制层。

底部限制层和顶部限制层分别由不可拉伸织布材料和弹性织布材料构成。

软体驱动器腔体由超弹性材料制成。

所述手套的手指外侧设置有软体驱动器套，其靠近手套的手掌的一端开口，另一端封闭，所述软体驱动器置软体驱动器套内。

所述手套和软体驱动器套均有织布材料制成。

具体实施说明：

如图2所示，l1、l2区域为无形变限制端，l3、l4为平台区，l5、l6、l7为梳齿区，由于同一根手指上的指关节弯曲程度都不一样，越靠近指尖的指关节的弯曲度越小，因此，本发明为适应手指关节弯曲度的差异性，设计从指跟到指尖，即l5-l6-l7的梳齿区的长度逐渐变短，从而改变各个指关节处软体驱动器的弯曲程度。

本发明通过改变软体驱动器位于指关节和指背所对应区域的形状，开调节该区域的软硬度，保证驱动器在充气后的弯曲形态更接近正常人手的弯曲形态，即驱动器在关节处弯曲形变大，在非关节处弯曲变形小或无形变。

底部限制层限制了驱动器底部的拉伸，使得驱动器在充气时沿着不可拉伸的底部发生弯曲形变；顶部限制层限制了驱动器顶部的过度膨胀并增强了驱动器的弯曲能力；驱动器套固定了软体驱动器，并进一步限制驱动器的过度膨胀。

本发明的工作过程：

根据患者的实际手指尺寸制作出五个软体驱动器，保证实际制作的软体驱动器与仿真分析的结果及人手指的实际弯曲形态相似。通过驱动器套将软体驱动器固定在织布手套上，通过五根长软管将软体驱动器连接到气泵进行充气，并可通过设置电磁阀等控制装置对充气气压和速度进行调节，实现对软体驱动器的主动控制。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

技术特征：

1.一种变刚度软体气动康复手，包括手套，其特征在于：所述手套的五个手指上均设置有软体驱动器，软体驱动器包括软体驱动器腔体，软体驱动器腔体底部开设有空腔，空腔通过软管连接有气泵，所述驱动器腔体上表面呈梳齿状，并且位于指关节处的梳齿密集度小于位于指背处的梳齿密集度。

2.根据权利要求1所述的一种变刚度软体气动康复手，其特征在于：所述驱动器腔体上表面设置有若干交错分布的梳齿区和平台区，所述梳齿区位于指关节处，平台区位于指背处，并且所述梳齿区的长度从指跟处到指尖处逐渐变短。

3.根据权利要求1所述的一种变刚度软体气动康复手，其特征在于：所述驱动器腔体位于空腔的两端设置有无形变限制端。

4.根据权利要求1所述的一种变刚度软体气动康复手，其特征在于：空腔的底部设置有底部限制层和封底层，软体驱动器腔体的顶部设置有顶部限制层。

5.根据权利要求4所述的一种变刚度软体气动康复手，其特征在于：底部限制层和顶部限制层分别由不可拉伸织布材料和弹性织布材料构成。

6.根据权利要求1所述的一种变刚度软体气动康复手，其特征在于：软体驱动器腔体由超弹性材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种变刚度软体气动康复手，其特征在于：所述手套的手指外侧设置有软体驱动器套，其靠近手套的手掌的一端开口，另一端封闭，所述软体驱动器置软体驱动器套内。

8.根据权利要求1所述的一种变刚度软体气动康复手，其特征在于：所述手套和软体驱动器套均有织布材料制成。

技术总结
本发明的一种变刚度软体气动康复手，包括手套，所述手套的五个手指上均设置有软体驱动器，软体驱动器包括软体驱动器腔体，软体驱动器腔体底部开设有空腔，空腔通过软管连接有气泵，所述驱动器腔体上表面呈梳齿状，并且位于指关节处的梳齿密集度小于位于指背处的梳齿密集度。本发明能够帮助手部伤残的患者进行手部锻炼。

技术研发人员：徐丰羽;陈自新
受保护的技术使用者：南京云上自动化科技有限公司
技术研发日：2020.08.26
技术公布日：2020.11.27