[发明专利]一种航天员舱外活动手部助力外骨骼

权利要求书

1.一种航天员舱外活动手部助力外骨骼，其特征在于，包括手套模块(1)、套索模块(2)和动力模块(3)；手套模块(1)分为手套掌心侧和手套掌背侧，手套模块(1)通过套索模块(2)连接到动力模块(3)的输出端；

所述手套模块(1)包括远端固定环，中端固定环和近端固定环，分别位于除小拇指外的其余四手指，在手指的三个固定环上方掌心侧设置薄膜压力传感器，分别为远端薄膜压力传感器，中端薄膜压力传感器和近端薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器用于测量人手抓握物体时，手指与物体的接触力，位于手套的掌心偏上位置固定了一个手掌固定环(110)，通过高强度纺织线缝制在手套相应位置并且围绕在手掌一周，手套的掌心位置固定了一个引导装置(109)，引导装置(109)用于改变钢丝绳的驱动方向，在手套掌心侧和手套掌背侧的手腕处，分别固定了掌心侧集线器(107)和掌背侧集线器(115)，掌心侧的四个手指，包括拇指、食指、中指和无名指通过掌心侧钢丝绳(108)驱动，掌背侧的四个手指连接了掌背侧钢丝绳(114)，用于感知手指的弯曲意图；

所述动力模块(3)包括壳体(310)，壳体(310)通过M2螺栓与底板(305)连接，壳体(310)和底板(305)都是通过3D打印得到，底板(305)左右方向有两个吊耳，吊耳用于穿过绑带，底板(305)上安装有四个动力子模块，分别为动力子模块一(306)、动力子模块二(307)、动力子模块三(308)和动力子模块四(309)，动力子模块一(306)与动力子模块二(307)对称分布并安装在底板(305)上，动力子模块三(308)与动力子模块四(309)对称分布并安装在底板(305)上，所述动力子模块三(308)与动力子模块四(309)往前偏置一段距离，壳体(310)顶部安装有按钮开关(304)、电动推杆驱动板(303)、降压模块(302)、控制板(301)和薄膜压力传感器电压转换模块(311)；

所述的动力子模块一(306)包括电动推杆(312)，电动推杆(312)左边安装有左侧板(335)，右边安装有右侧板(334)，左侧板(335)和右侧板(334)都是通过3D打印得到，左侧板(335)和右侧板(334)之间通过螺柱(313)连接，角度传感器一(314)和角度传感器二(323)安装在左侧板(335)的圆孔槽中，并用螺栓紧固，角度传感器一(314)的输出轴连接被动轮(315)，被动轮(315)连接阶梯轴一(318)，阶梯轴一(318)穿过轴承一(319)并安装到右侧板(334)的孔槽中，角度传感器二(323)的输出轴连接传感轮(324)，传感轮(324)连接阶梯轴二(328)，阶梯轴二(328)穿过轴承二(329)并安装到右侧板(334)的孔槽中，轴承三(321)安装到左侧板(335)的孔槽中，并穿过阶梯轴四(322)，阶梯轴四(322)穿过主动轮(325)，主动轮(325)连接阶梯轴三(331)，阶梯轴三(331)穿过轴承四(332)并安装到右侧板(334)的相应孔槽中，电动推杆(312)的推杆部分连接单向头(333)，并插入圆柱销(330)紧固，被动轮(315)与主动轮(325)通过皮带轮二(317)连接，同时单向头(333)与皮带轮二(317)固定并可以带动皮带轮二(317)转动，被动轮(315)与传感轮(324)通过皮带轮一(316)连接，皮带轮一(316)下方连接一段弹簧(320)，掌心侧套索接入端(327)和掌背侧套索接入端(326)通过左右的圆柱插头插入左侧板(335)和右侧板(334)的孔中实现定位。

2.根据权利要求1所述的一种航天员舱外活动手部助力外骨骼，其特征在于，所述的固定环包括手指不锈钢环(118)、手指导线槽(117)和聚四氟乙烯管(116)，所述手指不锈钢环(118)通过0.3mm厚的不锈钢薄板弯曲成环状，其直径小大根据实际穿戴者手指的直径进行调节，所述不锈钢薄板弯曲后的接口处打有直径2mm的孔，通过M2螺栓和螺母连接到手指导线槽(117)上，手指导线槽(117)通过3D打印得到，手指导线槽(117)中间位置有一段直径1.6mm的通孔，一段内直径为0.8mm，外直径为1.6mm的聚四氟乙烯管(116)固定在通孔中，所述小拇指不安装固定环，不进行驱动，而是保持自由状态。