驅動模塊4的絞盤22。
[0057]所述驅動模塊4包括直流電機20、防松裝置21以及渦輪蝸桿自鎖裝置19;
[0058]其中，所述渦輪蝸桿自鎖裝置19包括蝸桿、蝸輪、絞盤22、第一齒輪、第二齒輪和驅動軸；
[0059]所述直流電機20的輸出軸與蝸桿相連，所述蝸桿與所述蝸輪嚙合;所述蝸輪、所述絞盤22以及所述第一齒輪同軸設置，所述蝸輪帶動所述絞盤22、所述第一齒輪轉動;所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合;所述第二齒輪設置在所述驅動軸上；
[0060]所述防松裝置21包括第一超越離合器、第二超越離合器、第一惰輪以及第二惰輪；[0061 ]所述第一超越離合器的內圈和所述第二超越離合器的內圈設置在所述驅動軸；
[0062]所述第一惰輪通過一組鮑登線中一鮑登線6的牽引繩與第一超越離合器貼合;所述第二惰輪通過一組鮑登線中另一鮑登線6的牽引繩與第二超越離合器貼合。
[0063]所述牽引繩的一端部的外側設置有泰氟龍管12。
[0064]當使用本發明提供的用于手部運動功能康復的軟體機器人手套時，對于偏癱患者，將無線數據采集手套I穿戴在健康手上，作為主動端，采集主動端五根手指的關節角度信息，通過無線方式將其發送給處理決策模塊3。處理決策模塊3中的微處理器根據主動端的手指角度信息來控制電機的運動狀態，通過類似于自行車剎車線的鮑登線6驅動柔性外骨骼手套2。驅動模塊4中有五個直流電機，每個電機的正反轉對應柔性外骨骼手套2中一根手指的屈和伸。腱鞘支撐環5貼合手掌的形狀，在位置上和手保持相對固定。穿戴在運動功能受損的手上的柔性外骨骼手套2作為從動端，將帶動患手做出和主動端相同的動作，實現偏癱患者自主康復的功能。對于兩側均癱瘓的患者，可以引入兩個柔性外骨骼手套2，通過處理決策模塊3上的交互按鍵16和液晶屏幕14選擇預先設定好的康復模式進行手部的運動功能康復。
[0065]柔性角度傳感器7沿著手指方向貼在手套上，能夠隨著手指的彎曲而很容易彎曲，在這個過程中手指的角度信息通過數據線傳給無線發送模塊8，再通過無線方式將五根手指的角度信息實時地發送到處理決策模塊3上。柔性角度傳感器7和無線發送模塊8固定在手套基材上的，要求織物手套基材透氣、結實、對皮膚無傷害，手套需要根據使用者手的尺寸進行定制，以保證對手較好的貼合且穿戴方便。
[0066]鋼絲繩芯13—端固定在柔性外骨骼手套的指尖，當手掌側鋼絲繩芯13被拉時，對應手指就會屈，當手背側的鋼絲繩芯被拉時，對應的手指就會伸。泰氟龍管12按照圖中所示的路徑固定在手套上，用來限制細鋼絲繩的運動軌跡，且泰氟龍材料具有耐磨和自潤滑的特點，有利于減小鋼絲繩芯13上的拉力損失。柔性外骨骼手套2的基材選擇結實、透氣的織物材料，長期穿戴也不會產生不適感。
[0067]對于偏癱患者，無線接收芯片15接收來自數據采集手套I的手指角度數據，將手指角度數據傳輸給微處理芯片17，微處理芯片17中的程序根據手指角度數據的分析結果輸出對電機運動狀態的控制信號。對于兩側均癱瘓的患者，微處理芯片中預存了多種康復模式，使用者可以通過按鍵和屏幕這種人機交互模式選擇好合適的模式進行康復訓練。液晶屏幕上實時顯示關鍵的信息，如康復訓練模式、訓練時間、電池電量等。
[0068]直流電機的三種運動狀態分別是:正轉、反轉、制動，由微處理芯片17進行控制。直流電機20先通過行星減速器減速增扭，然后輸出軸連接蝸桿，蝸輪與絞盤連接，同一根手指掌側和背側的兩根細鋼絲繩芯13反方向固定到一個絞盤22上，這樣當絞盤22正轉時，掌側的鋼絲繩芯14拉，背側的鋼絲繩芯14放，手指屈，反之手指伸。一個直流電機驅動一只手指，這樣每根手指都可以獨立運動。蝸輪蝸桿自鎖轉置19是為了保證電機停止時柔性外骨骼手套保持當時的動作。防松裝置始終保持鋼絲繩在絞盤上張緊，使整個裝置能夠連續運轉?？沙潆婋姵貫槲鍌€電機和處理決策模塊中的芯片和液晶屏幕提供穩定的電源。
[0069]其中，惰輪24是可以繞著軸自由轉動的。鮑登線6的外面的鞘固定在防松裝置的擋板上，一根手指上掌側和背側的兩根鋼絲繩芯14在鮑登線6外面鞘的引導下穿過超越離合器23和惰輪24之間最終固定到絞盤22上，鋼絲繩芯是被超越離合器23和惰輪24壓緊的。當絞盤22收線時，超越離合器23不跟轉，所以不妨礙收線；當絞盤22放線時，超越離合器23和惰輪24的合力將細鋼絲繩向外吐，且向外吐線的速度比絞盤放線的速度快一點，這樣就保證了鋼絲繩芯13在絞盤23上張緊，防止鋼絲繩芯13出軌。
[0070]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【主權項】
1.一種用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，其特征在于，包括處理決策模塊(3)、驅動模塊(4)、柔性外骨骼手套(2)以及鮑登線(6); 其中，所述處理決策模塊(3)電連接所述驅動模塊(4);所述鮑登線(6)的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的指端，另一端部連接在所述驅動模塊(4)的絞盤(22)上； 所述處理決策模塊(3)通過所述驅動模塊(4)的絞盤(22)驅動所述鮑登線(6)。2.根據權利要求1所述的用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，其特征在于，還包括無線數據采集手套(I);所述無線數據采集手套(I)包括手套本體、柔性角度傳感器(7)以及無線發送模塊(8);其中，所述柔性角度傳感器(7)沿所述手套本體的手指方向設置在所述手套本體的手指部上;所述柔性角度傳感器(7)連接所述無線發送模塊(8);所述柔性角度傳感器(7)用于采集手指的角度信息;所述無線發送模塊(8)用于將所述手指的角度信息發送至所述處理決策模塊(3); 所述處理決策模塊(3)用于根據所述手指的角度信息控制所述驅動模塊(4)的絞盤(27)轉動。3.根據權利要求1所述的用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，其特征在于，還包括腱鞘支撐環(5);所述腱鞘支撐環(5)設置在所述柔性外骨骼手套(2)的手腕端；所述鮑登線(6)包括鞘部和牽引繩;所述牽引繩設置在所述鞘部內側;所述牽引繩的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的指端，另一端連接在所述驅動模塊(4)的絞盤(22)上；所述鞘部的一端連接所述腱鞘支撐環(5)，另一端設置在所述驅動模塊(4)的固定孔中。4.根據權利要求2所述的用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，其特征在于，所述處理決策模塊(3)包括液晶屏幕(14)、無線接收芯片(15)、交互按鍵(16)以及微處理芯片(17)； 其中，所述液晶屏幕(14)、所述無線接收芯片(15)以及所述交互按鍵(16)連接所述微處理芯片(17); 所述微處理芯片(17)通過所述無線接收芯片(15)連接所述無線發送模塊(8)接收所述手指的角度信息； 所述微處理芯片(17)用于根據所述手指的角度信息控制所述驅動模塊(4)的絞盤(22)轉動。5.根據權利要求2所述的用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，其特征在于，所述鮑登線(6)的數量為多組;一組鮑登線(6)中一鮑登線(6)的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的手掌側指端，另一端部連接在所述驅動模塊(4)的絞盤(22);上;一組鮑登線(6)中另一鮑登線(6)的一端部連接所述柔性外骨骼手套(2)的相對應的手背側指端，另一端部連接在所述驅動模塊(4)的絞盤(22)。6.根據權利要求5所述的用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，其特征在于，所述驅動模塊(4)包括直流電機(20)、防松裝置(21)以及渦輪蝸桿自鎖裝置(19); 其中，所述渦輪蝸桿自鎖裝置(19)包括蝸桿、蝸輪、絞盤(22)、第一齒輪、第二齒輪和驅動軸； 所述直流電機(20)的輸出軸與蝸桿相連，所述蝸桿與所述蝸輪嚙合;所述蝸輪、所述絞盤(22)以及所述第一齒輪同軸設置，所述蝸輪帶動所述絞盤(22)、所述第一齒輪轉動;所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合;所述第二齒輪設置在所述驅動軸上； 所述防松裝置(21)包括第一超越離合器、第二超越離合器、第一惰輪以及第二惰輪； 所述第一超越離合器的內圈和所述第二超越離合器的內圈設置在所述驅動軸； 所述第一惰輪通過一組鮑登線中一鮑登線(6)的牽引繩與第一超越離合器貼合;所述第二惰輪通過一組鮑登線中另一鮑登線(6)的牽引繩與第二超越離合器貼合。7.根據權利要求2所述的用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，其特征在于，所述牽引繩的一端部的外側設置有泰氟龍管(12)。
【專利摘要】本發明提供了一種用于手部運動功能康復的軟體機器人手套，包括處理決策模塊、驅動模塊、柔性外骨骼手套以及鮑登線；其中，所述處理決策模塊電連接所述驅動模塊；所述鮑登線的一端部連接所述柔性外骨骼手套的指端，另一端部連接在所述驅動模塊的絞盤上；所述處理決策模塊通過所述驅動模塊的絞盤驅動所述鮑登線。本發明采用柔性外骨骼手套，與剛性外骨骼相比，能夠提高穿戴的舒適性；本發明中驅動模塊和柔性外骨骼手套分開從而減小了使用者的穿戴負擔。
【IPC分類】A61H1/02
【公開號】CN105496728
【申請號】CN201610018740
【發明人】張定國, 曹紅升, 徐文東
【申請人】上海交通大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月12日