实用型康复外骨骼机械手的机构设计与分析

针对脑卒中患者在康复期缺乏合适手部训练装置的问题,基于耦合连杆机构可实现预定轨迹的原理,文章设计了一款实用型康复外骨骼机械手,该机械手采用单一驱动模式,可根据患者康复的情况改变训练方式,并且加入健肢训练以促进神经功能的恢复。为解决手指双自由度问题,设计了十三杆机构;依据正常人手抓握规律,优化了各杆件的尺寸和初始角度,并进行了关节角度仿真;最后通过样机的五指训练和角度测量试验,验证了该机械手的可用性和有效性。

可穿戴式外骨骼康复机械手机构设计与分析

针对偏瘫患者在使用康复机械手进行康复训练时存在机械手和人手运动瞬心不重合以及调整机械手手指尺寸导致其运动规律发生改变的问题,文章设计了一种无滑移现象且尺寸可调的可穿戴式外骨骼康复机械手。对正常人手运动规律进行探究,以探究的运动规律为设计依据对机械手进行机构选型,确定采用瞬心投影机构和平行四杆机构;对机械手进行机构优化分析、建模仿真分析和物理样机试验分析,仿真和试验结果验证了该机械手对偏瘫患者手部康复训练的有效性。

一种单电机驱动外骨骼康复机械手的机构设计与运动分析

根据人手生物学结构,文章设计并制作了一种可用于手指康复训练的外骨骼机械手。该康复机械手由单一电机驱动,可同时训练5个手指,每个手指训练机构具有2个自由度,分别完成弯曲/伸展和内收/外展运动。文章详细介绍了康复机械手的结构及功能,采用封闭矢量方程建立了康复机械手训练机构的运动学模型,并分析了康复机械手的运动空间;利用ADAMS软件仿真了康复机械手各个关节点、指尖点的运动轨迹和3个关节所受到的力与力矩。制作的样机近端指间关节和远端指间关节弯曲角度关系曲线与正常成年男性食指的对应关系曲线相比较,可决系数R 2=0.9134,验证了该康复机械手设计方案的可行性和功能性。