电机频繁启动,对它的使用寿命也有影响;方案三,手功能康复机采用气动肌肉作为驱动器,气动人工肌肉结构简单、易于小型化、功率/重量比大,具有独特的仿生性和柔顺性。Р本设计采用柔顺性好的气动肌肉驱动关节,使得手康复机轻巧、穿戴舒适,容易被患者接受。如图5所示,气动肌肉是一种由压缩空气控制的可收缩的直线驱动器,其内部是弹性很好的橡胶管,外层为抗拉强度很高的纤维编织网套,橡胶管与纤维编织网套在两端用钢箍固定,当充入气体后,橡胶管向外膨胀,与外层纤维网接触,进而产生轴向收缩,所产生的拉力可以驱动外接负载。Р本手康复机本体中气动肌肉通过钢丝与拇指和四指相连,这样不仅结构简单,而且可以保证气动肌肉的收缩力一直是沿气动肌肉轴向,气动肌肉就不会出现扭转、弯曲等状态,提高了气动肌肉拉力的利用率,延长了气动肌肉的使用寿命。Р气动肌肉的气源也是必不可少的设备,本文中用的是上海捷豹压缩机有限公司生产的静音空气压缩机FB-0.017/7,功率为0.245KW,压力为0.7MPa,排气量为17L/min,噪音45dB;气动肌肉的驱动部件采用SMC公司生产的电磁比例阀,+24V电源供电,输入信号为0~+5V直流电压,并且可以将气动肌肉的气压信号转换为0~+5V的电压信号反馈给系统。Р Р(a) 充气前(b) 充气后Р图 5 Mckibben型气动肌肉Р2.2.2 传动轮设计Р自行制作的气动肌肉长度是23cm,充气气压为0.3MPa时产生轴向收缩行程为4cm,收缩率是17.4%,而通过实验测得将四指拉直需要的行程为10cm,为了解决气动肌肉收缩行程短的问题,设计了一种传动轮,如图6所示,大轮直径与小轮直径的比值为3:1,则二者周长之比也为3:1,显然,将气动肌肉的绳索绕在小轮之上,连接四指的绳索绕在大轮之上后,气动肌肉收缩4cm时,可以拉动四指12cm,这样就解决了启动肌肉收缩行程不够的问题。Р图 6 传动轮
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