[发明专利]一种用于辅助人手四指伸展运动的软体驱动器

说明书

本发明公开了一种用于辅助人手四指伸展运动的软体驱动器，包括内层硅胶管、外层硅胶管、凯夫拉纤维线以及三段玻璃纤维布；内层硅胶管的前端封闭，后端设有开口，用于与气压或液压驱动装置连接；内层硅胶管的外壁对应四指指骨的部分以双螺旋方式缠绕凯夫拉纤维线；三段玻璃纤维布均粘贴于内层硅胶管的背离手指侧，位置分别对应于四指掌骨和近节指骨连接关节、近节指骨和中节指骨连接关节、中节指骨和远节指骨连接关节；外层硅胶管套在内层硅胶管外，与内层硅胶管紧密结合，将凯夫拉纤维线和玻璃纤维布固定于内层硅胶管的外壁上。该手套通过搭载该致动器，实现模拟四指伸展运动，辅助四指进行伸展训练。

技术领域

本发明属于手部外骨骼康复机器人领域，更具体地，涉及一种用于辅助人手四指伸展运动的软体驱动器。

背景技术

如今社会人口老龄化加重，由于脑卒中等疾病引起的偏瘫的人数越来越庞大，同时，由生产事故、交通事故等意外造成的手部运动功能受损的人数也逐年增加。这些患者往往因手部运动功能障碍而生活不能自理，给家庭和社会都带来了不小的压力。文献表明，大多数患者的手指都处于屈曲状态，肌肉出现不同程度的僵硬，这是需要借助外力来辅助患者进行手指的伸展打开运动。传统的手部康复治疗多采用一对一的医师进行揉捏拉等机械化动作，同时，患者的康复状态完全由医师个人评定，这种康复训练十分耗费人力，同时治疗费用高，无法满足大多数患者的需求。

手部外骨骼康复软体机器人能够辅助康复训练能够节约大量的人力物力，并能够对患者康复水平进行实时量化的评估，根据患者的康复状况制定相应的康复训练策略循序渐进的进行康复活动，以求达到最好的康复训练效果，同时减少患者康复的周期。

专利CN105496728A公开了用于手部运动功能康复的软体机器人手套，申请日期为2016年4月20日。该装置能够辅助手部功能受损或者丧失的患者进行康复训练，但是，该装置存在如下问题：

1、该装置的动力部件为牵引绳，牵引方向总体上具有由前向后的趋势，牵引动作较为生硬，并且不符合人体手指的骨骼形态及自然运动状态，牵引过程中易导致手指关节相互挤压、摩擦，长期使用容易对患者手部产生二次伤害；

2、该装置与手指形状相差较大，与手指的匹配性较差，佩戴时有异物感，不舒适。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种用于辅助人手四指伸展运动的软体驱动器，通过将硅胶管作为软体驱动器的核心结构，利用凯夫拉纤维线绕制双螺旋线包裹硅胶管的指骨部位，同时粘贴玻璃纤维布限制其自由度，由此实现模拟人手四指的弯曲伸展和外展运动，不会对穿戴者的手部造成损伤，安全性高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于辅助人手四指伸展运动的软体驱动器，包括内层硅胶管、外层硅胶管、凯夫拉纤维线以及三段玻璃纤维布；

内层硅胶管的前端封闭，后端设有开口，用于与气压或液压驱动装置连接；内层硅胶管的外壁对应四指指骨的部分以双螺旋方式缠绕凯夫拉纤维线；三段玻璃纤维布均粘贴于内层硅胶管的背离手指侧，位置分别对应于四指掌骨和近节指骨连接关节、近节指骨和中节指骨连接关节、中节指骨和远节指骨连接关节；外层硅胶管套在内层硅胶管外，与内层硅胶管紧密结合，将凯夫拉纤维线和玻璃纤维布固定于内层硅胶管的外壁上。

进一步地，内层硅胶管对应于手指掌骨的部分一体成型有扁平硅胶座，内层硅胶管位于扁平硅胶座前端的部分为半圆柱构造，半圆柱构造的平面背向于手指设置，两端玻璃纤维布均粘贴于半圆柱构造的平面上。

进一步地，外层硅胶管套在半圆柱构造外部，外层硅胶管朝向手指侧对应四指的近节指骨、中节指骨和远节指骨位置一体成型有三段凹型硅橡胶固定座，相邻凹型橡胶固定座之间的连接部横截面为半圆形，半圆形的直边背向手指设置。

进一步地，外层硅胶管后端与扁平硅胶座连接，且共形设置。