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手部功能修复辅助穿戴终端结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-11-04 ID:358554
  • 手部功能修复辅助穿戴终端结构设计

  这款手部穿戴式修复终端,核心面向肢体功能损伤人群的日常动作辅助场景,在康复训练、居家生活自理、轻量作业辅助等场景下都能适配使用,区别于传统固定式康复设备,它采用随形穿戴的结构逻辑,不需要额外的机架固定,使用者佩戴后可以自由移动,完成抓握、持物、指节屈伸这类基础手部动作。从结构设计逻辑来看,整个终端的主体外壳采用贴合手背生理曲度的弧面造型,建模阶段完全参照成年男性手部的平均体表轮廓做偏移拟合,外壳边缘做了大圆角过渡处理,避免佩戴时剐蹭皮肤,同时预留了绑带穿装的槽位,能够适配不同掌围的使用者,不会出现局部压痕或者佩戴滑脱的问题。指节部分采用分段式铰接结构,每一段指节单元都对应人体手指的生理关节位置,

  铰接轴的转动范围严格匹配人体手指的自然屈伸角度,不会出现超伸或者弯折角度不足的问题,每段指节的接触面都做了微弧凹陷,能够贴合指腹的自然形态,佩戴时的受力分布更均匀,长时间使用也不会出现局部压迫的不适感。掌部主体的内腔预留了驱动组件、传感模块的安装空间,布线槽沿着外壳内壁的加强筋走向布置,既不会额外增加壳体的整体厚度,也能避免线路在穿戴活动过程中被拉扯磨损,拇指位置单独做了侧向偏转的结构设计,能够配合其余四指完成对掌动作,这也是实现抓握功能的核心结构点,毕竟日常持握物件时,拇指的对掌动作是形成稳定握持的基础。从安装边界来看,整个终端的穿戴入口在腕部位置,腕部开口做了弹性收边结构,适配的腕部周向范围覆盖常规成年人群的腕部尺寸,

  不需要额外定制适配件,整体重量控制在单手可轻松承托的范围内,不会给使用者的上肢带来额外的负重负担。在功能实现层面,这款终端的结构预留了动力输出的安装位,指节铰接处可以匹配微型驱动件,根据使用者的肌电信号触发对应指节的屈伸动作,帮助手部活动能力受限的人群完成原本无法自主实现的动作,比如拿取水杯、握持餐具、翻看书页这类日常生活动作,结构上没有尖锐的外露凸起,所有的连接位置都做了沉头处理,避免勾挂衣物或者造成磕碰损伤。建模过程中针对不同指节的运动干涉做了全行程校验,每根手指在最大屈伸角度下都不会和相邻指节、掌部外壳发生碰撞,运动间隙控制在合理范围内,既不会因为间隙过大出现结构晃动,也不会因为间隙过小导致运动卡滞。外壳的壁厚采用均匀化设计,

  配合内壁的网格状加强筋,在保证整体结构强度的前提下尽可能降低壳体重量,穿戴时的异物感更弱,指节单元的接触面预留了柔性衬垫的粘贴位,实际使用时可以搭配硅胶衬垫提升佩戴的贴合度与舒适度。腕部位置还预留了调节结构的安装空间,可以根据使用者的实际掌长调整终端的穿戴位置,让指节铰接点和人体自身的关节位置尽可能对齐,提升动作传递的准确性,避免出现动作代偿的问题。不同于工业级的机械夹持手,这款修复终端的结构设计完全围绕人体穿戴的舒适性、动作的自然度展开,所有的结构棱角都做了钝化处理,外表面采用流畅的连续曲面,没有突兀的结构转折,既能够满足内部组件的安装需求,也能兼顾穿戴时的外观接受度,不会让使用者产生明显的“异质感”。在实际应用中,这款终端既可以作为康复训练阶段的辅助器具,帮助使用者逐步恢复手部活动能力,也可以作为长期的功能代偿器具,帮助手部功能永久性损伤的人群重建基础的手部动作能力,结构上的模块化设计也方便后续根据不同使用者的手部尺寸做快速调整,不需要重新制作整个壳体,只需要更换对应尺寸的指节单元就能完成适配,大幅提升了产品的适配范围。

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