一种柔性驱动的手部康复设备及其反馈控制电路

专利主权项内容

1.一种柔性驱动的手部康复设备，其特征在于：包括支座(2)和与支座(2)连接的掌骨板(1)，外骨骼机构固定连接掌骨板(1)且与手指各指节位置对应，手指柔性驱动机构固定连接掌骨板(1)，外骨骼机构连接手指柔性驱动机构；所述外骨骼机构包括五个结构相同的外骨骼，分别为拇指外骨骼(11)，食指外骨骼(21)，中指外骨骼(31)，无名指外骨骼(41)及小指外骨骼(51)，且各个外骨骼对应各个手指指节相应位置；所述外骨骼包括：三组平面四杆机构分别为：偏置曲柄滑块机构、摇杆机构和交叉式连杆机构；偏置曲柄滑块机构由弹簧输出连接件(228)、第一推杆(212)、第二推杆(213)和支撑板(211)通过铰链连接而成；摇杆机构由支撑板(211)、第二推杆(213)、第三推杆(214)和第一指节连接件(215)通过铰链连接而成；交叉式连杆机构由第三推杆(214)、第一指节连接件(215)、第四推杆(216)和第二指节连接件(217)通过铰链连接而成；所述手指柔性驱动机构包括五个结构相同的柔性驱动，分别为拇指柔性驱动(12)、食指柔性驱动(22)、中指柔性驱动(32)、无名指柔性驱动(42)和小指柔性驱动(52)；所述柔性驱动包括：支撑板(211)与掌骨板(1)固定连接，电机固定件(221)和电机支撑座(222)固定连接在支撑板(211)上，分别用于支撑直线电机(223)的末端与中间部分，使直线电机(223)的轴线与支撑板(211)平行；直线位移传感器(224)通过传感器连接杆(225)与弹簧输出连接件(228)通过螺钉连接，用于测量直线电机(223)输出端的实际位移量；弹簧输出连接件(228)固定连接到滑块(227)上，并与滑块(227)沿导轨(226)做同步直线运动；压缩弹簧(229)的两端分别固定连接在弹簧输出连接件(228)及弹簧输入连接件(2210)上；弹簧输入连接件(2210)与直线电机(223)的输出部分相连；压缩弹簧为圆柱螺旋线形，其截面为圆形，该压缩弹簧为一线性元件，其由于发生弹性形变所产生的恢复力的大小与所发生的形变的大小成正比，且方向相反，并可采用如下公式(2)计算：F＝K(l-l) (1)12其中，F是弹性元件由于发生弹性形变而产生施加于连杆上的恢复力，K为恢复力大小与压缩弹簧所发生弹性形变大小的比例系数，l为直线电机输出轴所移动过的绝对位置量，l为弹簧输出连接件移动的绝对位置量；12直线电机(223)反馈电机输出信息的模拟量信号，测量电机输出轴的绝对位置，即公式(1)中的l；直线位移传感器可反馈弹簧输出连接件的位置信息，测量弹簧输出连接件的绝对位置，即公式(1)中的l。12 来自：