OpenBionics外骨骼项目介绍|BCIduino社区整理

外骨骼手套项目

在过去的十年里，柔软、欠驱动和柔顺的机器人外骨骼手套受到了越来越多的关注。这些系统可能的应用范围从增强健康人的能力到恢复瘫痪或中风患者的活动能力。尽管在这一领域取得了重大进展，但大多数现有解决方案仍然笨重且昂贵，它们需要外部电源才能工作，而且不可穿戴。在这个项目中，设计者致力于开发一种自适应（欠驱动和顺应）、肌腱驱动、可穿戴的外骨骼手套，提出了一种紧凑、经济、轻便的辅助设备，为用户提供抓取能力的增强。

说明
本项目的创新点在于增强使用者的抓握能力，操作简便直观，自主性强，维护量小，成本低。
该装置由四个不同的部分组成：差速模块、软手套、肌腱张紧和调整机构以及线束（见上图）。

抓持模块的抓持力均匀分布。这种特殊的差动机构也可以应用于不同的欠驱动假肢和矫形系统。基于whiffletre机构的微分器广泛应用于欠驱动机械手。差速器分为三个不同的部分：棘轮离合器、线性棘轮和弹簧加载的鞭子机构。棘轮离合器机构包括一个用于包裹肌腱的棘轮滑轮组、一个阻止棘轮在一个方向上旋转的棘爪和一个弹性元件，该弹性元件充当弹簧，将棘爪推向棘齿，从而限制棘爪在另一个方向的运动。该机构可精确调整钢筋束长度（精度为87.mm）。

使用该机构的目的是调整穿过肌腱布线管并到达手套的多个肌腱的长度。为了使肌腱长期处于张紧状态，采用了线性棘轮。该机构可确保钢筋束锁定在一个位置，直到再次使用该机构。该机构由排成一排的“V”形齿、杠杆、导轨、底座和两个弹簧组成。导轨通过螺钉固定在差速器模块上，底座可以在导轨上滑动，保证底座的运动始终发生在单轴上。当拉动上部缆绳时，弹簧将推动操纵杆抵住轮齿，直到系统到达所需位置。然后，杠杆滑入其中一个“V”形齿锁定机构并保持张力恒定。当系统重新接合时，操纵杆再次被拉到通道上，连接底座和差速器模块壁的弹簧拉动底座，直到操纵杆到达最低位置，钢筋束恢复到初始张力。再次拉动上部电缆时，循环重新初始化。长时间保持钢筋束张紧的能力对于欠驱动和身体动力系统至关重要，因为在其他肌腱驱动、机动化解决方案（如全驱动系统）中，专用电机可以在抓取和操纵物体的同时调整钢筋束的张紧度并保持负载发生。

身体动力机制允许力量从上半身（如肩膀）通过肌腱布线系统传递到食指、中指和拇指。简单的身体运动可以增加肌腱的张力，从而驱动柔软的外骨骼手套。差动机构用于将力均匀地分配到手指上。为此，必须设计一种张力调节装置来精确地操作缆绳。该机构由一个连接零件的底座、一个杠杆、一个矩形齿的滑轮、一个盖子和一个可伸缩的卷筒组成。穿上机构后，用户按下一个杠杆，卷筒上的电缆（与钢筋束分开）逆时针旋转滑轮，将驱动钢筋束缠绕在滑轮周围并张紧。塑料盖保证电缆不会滑出滑轮通道。

建议的安全带被选为身体动力装置，因为它是舒适的，有助于保持肩膀对齐。当右臂或肩部向主缆传递力时，差速器被拉动，手指的人工肌腱被拉紧。这些肌腱负责移动手指。

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