摘要：针对现有手指康复器在柔顺性、适用性和安全性方面存在的不足,基于气动柔性驱动器(FPA)设计了一种气动柔性手指康复器,以采用压缩气体驱动并以橡胶材料为主体设计的基于FPA的柔性弯曲关节代替传统的纯机械式结构。根据手指康复器仿生康复的任务要求,设计具有三大模块的控制系统:模式识别模块负责通过采集和分析手指表面肌电信号(sEMG)对主体的动作意图进行识别,并生成康复运动训练方案;角度反馈模块采用AS5045芯片实时检测康复器运动状态并将数据信息反馈至主控制器;主控制模块控制上述训练方案和康复器运动状态实时反馈信号以驱动康复器完成运动训练。实验结果表明,康复器两个关节弯曲期望值为15°和30°时的稳态误差小于0.6°,提出的控制系统能很好地完成sEMG的识别、康复器运动信息检测与反馈和康复训练任务,证明了手指康复器及其控制系统是可行的、有效的。

摘要：针对现有气动弯曲关节在低气压下弯曲角度受限制的问题,将两个气动柔性驱动器(FPA)作为弯曲关节驱动源,利用结构夹角实现关节的弯曲动作,并设计了一种新型气动弯曲关节.该关节包括一个T型结构、两个可以绕着转轴做圆周运动的转动结构和两个对称分布的FPA,FPA的两端固定在T型结构和转动结构上.通过改变两个FPA的内腔气压,使FPA伸长推动转动结构转动,使转动结构之间形成夹角,从而实现整体结构的弯曲运动.基于力矩平衡原理对弯曲关节中单个FPA的转动端进行静态特性分析.仿真分析和实验表明,相比于传统的单FPA弯曲关节,新型弯曲关节的角度气压比更高,即能在更低气压的条件下实现更大角度的弯曲任务.同时,其弯曲角度和FPA的内腔气压呈非线性关系,弯曲角度随关节结构参数的改变而改变.

摘要：以ＣＰＭ 微型手指康复器为实例，阐明了设计方法学在产品创新设计中的应用技术方法，按照得到的几种创新设计方案，详细分析了产品评价决策，并根据创新设计的仿生结构制作出了产品模型，验证了方案的可行性。