[发明专利]一种仿生弯曲驱动器及康复手套

说明书

本发明公开了一种仿生弯曲驱动器及康复手套，驱动器包括：波纹管包括波纹状的连通腔体，波纹管固定在纤维布上；波纹管的前端和后端设有凸起的端口，波纹管的前端和后端分别通过端口与前端固定卡扣和末端固定卡扣连接，前端固定卡扣和末端固定卡扣固定在纤维布上，实现波纹管与前端固定卡扣和末端固定卡扣的相对固定；波纹管的末端连接有气管，所述气管与波纹管末端通过胶水交联，保证整体气密性，波纹管的波纹状连通腔体中，每段波纹之间设有中间管，若干中间管外周套设有中间固定卡扣，中间固定卡扣固定在纤维布上。本发明控制中间固定卡扣与波纹管节数的比例关系和位置间隔实现对驱动器的整体刚度和局部刚度的控制，适用于更多的工况。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，尤其涉及一种仿生弯曲驱动器及康复手套。

背景技术

柔性机器人是一个新兴多学科交叉研究方向，相比于传统机械式刚性机器人有着卓越的运动柔性性，作为交互式机器人具有超高的安全性。柔性机器人分支中的软体机器人因为其本身有柔性材料制成，具有良好的环境适应性，其技术呈现爆发式发展，在工业分拣、仿生医疗领域广泛被应用。

如今社会人口老龄化加重，由于中风等疾病引起的偏瘫的人数越来越庞大，因此运动康复越来越重要，在手功能康复领域的设备中，采用气动式软体康复机器人技术都存在这输出力不足，包含弯曲运动的推力和伸展运动的拉力不足，在临床的表现为无法辅助康复人员握拳握握到位，伸展无法展平，造成临床康复效果不佳，采取机械式或记忆合金的手功能康复训练器材存在着结构复杂，不便携，故障率高等问题，现有的驱动器可以分为形状记忆合金和气动软体驱动器，他们存在使用寿命短，制造工艺复杂，单向运动和制造复杂的问题。这是制约当前气动式软体手功能康复机器人发展的关键要素。

发明内容

技术目的：针对现有技术中驱动器寿命短、工艺复杂、只能单向运动的缺陷，本发明公开了一种仿生弯曲驱动器及康复手套，通过控制柔性气囊内部压力，气压为正压时，弯曲驱动器发生弯曲运动，气压为负压时，弯曲驱动器发生伸展运动，实现双向运动。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种仿生弯曲驱动器，其特征在于：包括波纹管、气管、末端固定卡扣、前端固定卡扣、中间固定卡扣和纤维布；

所述波纹管包括波纹状的连通腔体，波纹管固定在纤维布上；波纹管的前端和后端设有凸起的端口，波纹管的前端和后端分别通过端口与前端固定卡扣和末端固定卡扣连接，前端固定卡扣密封波纹管的前端，前端固定卡扣和末端固定卡扣也固定在纤维布上，实现波纹管与前端固定卡扣和末端固定卡扣的相对固定；

所述波纹管的末端连接有气管，所述气管通过胶水与波纹管末端交联，气管穿过末端固定卡扣；末端固定卡扣与气管之间采用紧配合，气管与波纹管末端形成两层密封保护；

所述波纹管的波纹状连通腔体中，每段波纹之间设有中间管，若干中间管外周套设有中间固定卡扣，中间固定卡扣固定在纤维布上。

优选地，所述中间固定卡扣的个数N与波纹管波纹数M的关系为0≤N≤M-1, 中间固定卡扣约束波纹管的运动方向，波纹管的输出力和波纹管的轴向线保持一致；所述两个中间固定卡扣之间波纹数S与波纹管波纹数M的关系为1≤S≤M-2。

优选地，所述中间固定卡扣之间的波纹数相同时，仿生驱动器的刚度沿轴线具相同，所述中间固定卡扣之间的波纹数不同时，仿生驱动器的刚度沿轴线，波纹数越小，刚度越大，波纹数越大，刚度越小。

优选地，所述波纹管主要采用改性聚丙乙烯材料制成，波纹管在负压作用下进行收缩运动，在正压状态下进行伸长运动。

优选地，所述中间管的宽度与中间固定卡扣的宽度相同。

优选地，所述纤维布为纤维密织的布料，经线纤维和纬线纤维均为不可拉伸纤维，纤维布为经纬向均为不可拉伸。