刚软结合可穿戴手部康复装置设计
2021-05-07王明昊水生财
中国机械工程 2021年8期
刘 冬 王明昊 毕 聪 水生财 丛 明 杜 宇
1.大连理工大学机械工程学院,大连,1160242.大连大华中天科技有限公司,大连,116023
0 引言
近年来,由中风等疾病引起的手部功能丧失的患者人数逐年上升。对于这类患者,除一般药物治疗外,还需辅以抓、握和捏等手部运动功能的恢复治疗。手部康复装置就是对手部功能障碍患者进行康复治疗和日常生活辅助的设备[1]。国内外研究人员对其结构和控制等方面进行了研究[2],相继提出了基于连杆传动[3-5]、绳索传动[6]等结构的外骨骼手部康复装置,但这类刚性手部可穿戴康复装置柔性不足、与手指贴合性较差,容易造成患者手指发生侧弯或者扭转,造成二次伤害。
近年来,软体手部康复装置具有贴合性好、自由度高、安全性好等优点[7]受到国内外研究人员广泛关注。POLYGERINOS等[8]设计了一种可穿戴式手部软体康复装置,该装置执行器部分由硅胶与限制层材料粘合制成,采用气动驱动,工作时顶部超弹性材料制成的空腔结构在充气后膨胀,而底部的限制层约束底部膨胀,导致整个执行装置产生弯曲的效果。ZHAO等[9]研究了一种气动软体手部康复装置,该装置由弹性材料制成,每个手指上都有一系列相互连接的气室,在每个手指的掌侧都有一个相对不能伸展的尼龙布,在流体加压驱动时,执行器引起抓握运动,实现康复治疗。IN等[10]设计了一种带有柔软的肌腱传送系统的可穿戴的手部装置,护套装有执行机构导线,帮助将导线张力传递到手套,当屈肌腱被拉动时,背带推动指骨的背部和顶端,实现手部的康复训练。……
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