[发明专利]一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套

权利要求书

1.一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，所述仿人手康复手套包括手套柔软内层；手套坚韧内层；手套封装内层；手套中间层；手套封装外层；手套坚韧表层；电池组块；电路及控制元件模块；所述手套封装内层贴合在手套中间层的内表面，所述手套封装外层贴合在手套中间层的外表面；手套封装内层与手套封装外层于手套手腕处密封，形成封闭腔体，用于封装电解液，防止电解液流出；所述手套坚韧表层覆盖在手套封装外层外表面，其外侧直接与外界接触，所述手套坚韧内层内侧与手套柔软内层外表面粘合，外侧与手套封装内层内侧粘合，用于保护手套内部结构，同时为手套提供恢复力；所述手套柔软内层外侧与手套坚韧内层粘合，内侧与人手直接接触，用于使手套贴合人手并给使用者提供舒适体验；所述手套中间层为手套封装内层与手套封装外层围成的腔体，所述手套中间层包含：镂空层；人工肌肉；拉线；电解液；三电极电路电极；所述镂空层为镂空硬质胶垫夹层，位于手套封装内层与手套封装外层形成的腔体中，其镂空间隙起到固定拉线及为拉线与人工肌肉提供正确的运动轨道的作用；所述人工肌肉为碳纳米纤维材料卷绕而成的碳纳米管电化学驱动人工肌肉，所述人工肌肉全部浸泡于手套中间层内的电解液中，一端与所述拉线相连，另一端与工作电极连接；所述拉线一端在手指位置固定于所述镂空层间隙中，另一端与所述人工肌肉相连；所述三电极电路的电极包括工作电极、参比电极、辅助电极，工作电极数量与人工肌肉数量相等，且与人工肌肉一一相连；其中参比电极、工作电极、辅助电极均浸泡在电解液中并与伸入中间层的电路相连；人工肌肉在通电收缩时对人手与手套各层做功，当人工肌肉断电后，手套各层与处于伸长状态的人工肌肉储存的弹性势能释放会将手套及手指恢复初始状态。

2.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，手掌侧每根手指连接五条人工肌肉；手背侧除大拇指外每根手指连接三条人工肌肉，大拇指连接四条人工肌肉；每条人工肌肉连接一根拉线；手掌侧人工肌肉带动手套与手指完成各关节的弯曲动作；手背侧人工肌肉带动手套完成手指的伸直动作；两侧人工肌肉配合工作带动手套完成手指的张开与并拢动作。

3.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，所述电池组块与电路与控制元件模块均位于手套封装外层与手套坚韧表层之间的夹缝中；其中电池组块位于手套靠近臂肘一侧的尾端，与电路与控制模块相邻，为手套的人工肌肉与控制系统提供电源；电路与控制模块位于手套小臂位置靠近手腕一端，两端分别与电池组块和手套中间层相邻，用来控制电池与中间层的电解液、三个电极相连组成人工肌肉的工作电路的通断。

4.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，镂空层是镂空的硬质橡胶层，人工肌肉位于镂空层的细槽中，一端与工作电极连接，另一端与前述拉线连接；工作电极位于镂空层与电路与控制模块的连接处；电解液充满整个手套中间层。

5.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，电池组块由14块窄长电池串联固定在柔性的电池连接件上组成。

6.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，拉线与镂空层的连接点位于对应指节靠近指尖的一端。

7.如权利要求1所述的一种基于碳纤维电化学人工肌肉的仿人手康复手套，其特征在于，除拇指外四指拉线分布及驱动机理完全相同；手掌侧的小拇指第五拉线与手背侧的小拇指第六拉线固定于手指尖部；手掌侧的小拇指第四拉线与小拇指第三拉线固定于远节指尖关节处；手掌侧的小拇指第一拉线、小拇指第二拉线、手背侧的小拇指第七拉线与小拇指第八拉线固定于手指近节指间关节两侧；手掌侧的小拇指第五拉线对应肌肉通电则肌肉收缩带动指尖关节弯曲；手掌侧的小拇指第四拉线与小拇指第三拉线对应肌肉同时通电带动手指中间关节弯曲；手掌侧的小拇指第一拉线与小拇指第二拉线对应肌肉同时通电带动手指根部关节弯曲；手背侧的小拇指第六拉线、小拇指第七拉线与小拇指第八拉线对应肌肉同时通电带动手指伸直与向手背伸展；手掌侧的小拇指第一拉线与手背侧的小拇指第七拉线对应肌肉同时通电带动手指摆向靠近拇指一侧；手掌侧的小拇指第二拉线与手背侧的小拇指第八拉线对应肌肉同时通电带动手指摆向远离拇指一侧；手掌侧的大拇指第一拉线、大拇指第五拉线、手背侧的大拇指第八拉线与大拇指第九拉线固定于大拇指尖部；手掌侧的大拇指第二拉线、大拇指第三拉线、手背侧的大拇指第六拉线与大拇指第七拉线固定于大拇指间关节处；手掌侧的大拇指第四拉线固定于大拇指掌指关节处；手掌侧的大拇指第二拉线与手背侧的大拇指第六拉线对应肌肉同时通电带动拇指向食指侧并拢；手掌侧的大拇指第一拉线与手背侧的大拇指第九拉线对应肌肉同时通电带动大拇指指尖关节弯曲；手掌侧的大拇指第二拉线与大拇指第三拉线对应肌肉同时通电带大动拇指中间关节弯曲；手掌侧的大拇指第四拉线对应肌肉通电带动大拇指根部扣向掌心；手背侧的大拇指第七拉线对应肌肉通电带动大拇靠向手背；手掌侧的大拇指第五拉线与手背侧的大拇指第八拉线对应肌肉同时通电带动大拇指伸直。