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可穿戴式永磁阻尼手部震颤抑制装置

项目分类:传感器 发布时间:2022-03-28 ID:595555
  • 可穿戴式永磁阻尼手部震颤抑制装置
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  这款可穿戴式永磁阻尼装置,核心面向存在手部静止性或动作性震颤症状的群体,解决日常持物、精细操作过程中不受控的节律性抖动问题,区别于传统药物干预与侵入式治疗方案,以纯物理阻尼的方式实现震颤能量耗散,无需外接电源与复杂电控结构,整体可靠性与使用便捷性更适配日常居家、外出等多场景佩戴需求。

  装置的核心阻尼单元采用钕铁硼永磁体构建,指环磁环内部预留可更换磁棒的安装腔,标配N35型钕铁硼磁棒,单根磁棒尺寸为6mm直径、20mm长度,磁棒与磁环间的相对运动切割磁感线产生洛伦兹力,当阻尼力峰值达到10N时即可覆盖多数病理性手部震颤的作用力区间,若用户震颤幅度、作用力存在个体差异,无需改动整体结构,仅需更换相同安装尺寸、不同磁能积的磁棒,即可快速调整阻尼输出大小,适配从轻中度到重度的不同震颤表现。中指位置的连接结构采用螺杆串联4枚N35型环形磁铁,单段螺杆连接段尺寸为8mm直径、4.8mm长度、10mm总长度,环形磁铁按照-+、+-、-+、+-的极性顺序交替排布,相邻磁铁间同极相斥的作用力形成多段浮动阻尼区间,相比单段磁阻尼结构,这种排布方式可覆盖更高频率的震颤频段,额外的阻尼冗余能避免高频小幅震颤下阻尼响应滞后的问题。

  佩戴固定结构采用三指套式设计,指环部分做了贴合指节弧度的曲面过渡,避免佩戴时卡压指腹与指关节影响正常手指屈伸动作,整个阻尼子系统嵌套在三重导向元件内,导向间隙控制在0.2mm以内,既保证磁体运动过程中无径向窜动,也避免摩擦阻力抵消磁阻尼的有效输出。固定方式预留两种适配路径,日常短时间佩戴可采用纳米防滑垫贴合手背皮肤,依靠接触面摩擦力实现装置固定,不会对皮肤造成过度压迫;长时间佩戴或手部出汗较多的场景下,可搭配皮质绑带穿过装置预设的绑带孔,环绕手掌与腕部近端固定,避免动作过程中装置移位。

  整个装置的结构件均采用适配3D打印的壁厚设计,最小壁厚1.2mm,最大不超过3mm,用户可根据自身手型尺寸调整指环内径、固定架长度等参数,实现完全定制化的佩戴适配,无需开模即可完成单件生产,大幅降低个性化辅具的制作成本。除了手指震颤的适配场景,该磁阻尼结构的核心原理可直接迁移至腕部震颤抑制场景,仅需调整固定架的尺寸与磁体排布数量,将指环结构替换为腕部固定环,即可实现腕部震颤的阻尼抑制,拓展性较强。

  从结构设计的工程逻辑来看,这款装置完全规避了传统震颤抑制辅具的阻尼油泄漏、弹簧疲劳失效、电控模块续航不足等常见问题,永磁体的磁性能衰减周期长达数十年,整个装置无易损易耗件,后期维护仅需根据使用需求更换磁棒即可,结构可靠性远高于同类有源抑震产品。安装边界上,装置整体重量控制在80g以内,佩戴后不会给手部增加额外的负重感,所有突出结构均做了R2以上的圆角处理,日常取物、操作物品时不会勾挂衣物或剐蹭物体表面,适配日常书写、持筷、端杯等绝大多数精细动作场景,不会对正常的自主运动造成过度阻碍,仅针对震颤产生的异常高频小幅动作输出阻尼力,实现正常动作无阻碍、异常震颤被抑制的使用效果。

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