基于加箍型柔性气动驱动器的可穿戴式手部康复手套设计

简介

传统的手部康复手套通常以电机作为驱动器，具有体积大，笨重和柔顺性差的缺点。近年来，柔性气动驱动器由于其内在的柔顺性、灵活和安全等优点，被认为相对于传统的电机驱动更适合用于手部医疗康复。为了设计一个满足手部康复需求的可穿戴式康复手套，提出了一种加箍型的柔性气动驱动器。基于有限元分析方法，通过分析截面形状和几何尺寸参数对于驱动器弯曲性能的影响得到驱动器优选的结构形状和结构参数。在驱动器制作和初步测试基础上，制作改进型的加箍柔性气动驱动器。为更快的分析驱动器在充气时弯曲角度的响应，建立加箍型驱动器的数学模型;并且为了验证有限元分析、数学模型和实验结果之间的一致性以及加箍型柔性驱动器的性能提高，对驱动器进行一系列的弯曲角度和输出力的性能测试实验。此外，对设计的基于加箍型柔性驱动器的可穿戴式手部康复手套进行输出力的测试和实际佩戴体验。当压力为200 kPa时，康复手套能够输出2.5～3 N的力。研究结果表明设计的基于加箍型柔性驱动器的可穿戴式手部康复手套能够满足手部康复的需求并具有很好的应用前景。