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扭转弹簧阻尼式防抖穿戴辅助结构

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2022-02-05 ID:540469
  • 扭转弹簧阻尼式防抖穿戴辅助结构
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  该结构核心依托扭转弹簧与扭转阻尼器的协同作用实现阻尼防抖效果,主要面向手部动作稳定性辅助场景,可适配存在手部震颤问题的用户日常抓握、持物动作需求,也可作为精密操作场景下的手部防抖辅助工装使用,在餐饮持筷、书写绘图、小型工具操作等高频日常动作场景中,能够抵消非自主震颤带来的动作偏移,提升动作控制精度。从结构设计逻辑来看,整体采用环抱式穿戴基底,主体支撑部分为曲面筒状结构,完全贴合人体前臂的生理弧度,穿戴时通过两侧的黄色铰接锁紧件实现快速固定与松紧调节,铰接位置预留了足够的转动余量,不会对腕部的正常屈伸、旋转动作造成额外干涉。前端延伸出的多根弹性筋条最终汇聚到指端固定环,指端环采用镂空栅格设计,既能够保证与手指的贴合固定强度,

  又能减少对指端触感的遮挡,避免影响用户对物体的触觉感知。扭转弹簧内嵌在两侧铰接位置,与扭转阻尼器同轴布置,弹簧负责提供复位回弹力,抵消震颤带来的无规则摆动,阻尼器则负责吸收震颤产生的冲击能量,避免弹簧回弹过程中产生二次振荡,两者的参数匹配经过反复调校,既不会因为阻尼过大导致正常动作受阻,也不会因为阻尼过小无法抵消震颤幅度。整个结构的安装边界完全围绕人体前臂尺寸设计,主体支撑段的内径适配常规成年人前臂围度,两侧锁紧件的调节行程覆盖不同粗细的前臂尺寸,不需要额外定制适配件,穿戴时只需要将前臂伸入主体筒腔,扣合两侧的锁紧件,再将手指套入前端指端环即可完成安装,整个穿戴过程不需要额外工具,单人即可在数秒内完成操作。

  结构所有部件均采用3D打印工艺制作,主体支撑部分选用韧性较好的打印材料,能够承受反复弯折带来的应力,不会在日常使用中出现断裂问题,铰接位置的销轴与阻尼部件采用标准件配合,打印完成后只需要压入标准件即可完成装配,不需要额外的粘接或紧固件连接。从功能特性来看,该结构没有复杂的电子元件,纯机械结构的设计可靠性更高,不需要供电即可持续工作,不存在续航焦虑问题,整体重量控制在较低水平,长时间穿戴不会给前臂带来额外的负重感,外露的结构部分均做了圆角过渡处理,没有尖锐棱角,不会在穿戴过程中刮蹭衣物或皮肤。在实际使用过程中,当用户出现非自主的手部震颤时,扭转弹簧会首先限制震颤的摆动幅度,随后阻尼器将震颤的动能转化为热能耗散掉,

  让前端指端环始终保持相对稳定的状态,而用户主动做出的抓握、移动等动作,因为动作幅度更大、速度更平缓,弹簧与阻尼器的阻力不会对这类主动动作造成明显阻碍,能够在不影响正常动作的前提下实现防抖效果。结构的筋条部分采用变截面设计,靠近主体支撑的位置厚度更大,保证结构强度,靠近指端环的位置厚度逐渐减小,提升弹性变形能力,让指端的活动更加自然,不会出现生硬的拉扯感。两侧的黄色锁紧件除了固定作用外,还作为弹簧与阻尼器的端盖使用,将内部的弹性元件与阻尼元件完全封闭在结构内部,避免灰尘、水汽进入元件内部影响使用寿命,同时也让整体外观更加简洁规整,没有外露的零散部件。

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