使矯形器更加舒適和高效，4D打印柔性手部除顫器

來源：生物設計與制造BDM


本綜述論文回顧了手部除顫器的各種形式，并展望了4D打印在其中的發(fā)展趨勢。震顫是一種不自主和振蕩的運動障礙，使受影響的患者難以進行日常活動。手部震顫抑制矯形器是無創(chuàng)的可穿戴設備，旨在減輕震顫。各種研究表明，這些設備是有效、經濟和安全的;但是，它們具有諸如重量大、形狀笨拙和剛性部件等缺點。本研究調研了不同類型的震顫抑制矯形器，并討論了它們的效率、機制和優(yōu)缺點。首先，詳細描述了各種矯形器（具有被動、半主動和主動機制）。接下來，作者介紹了增材制造（AM）最近在制造用于震顫矯形器的傳感器和執(zhí)行器方面取得的進展，并進一步分析增材制造技術中使用的材料。研究發(fā)現，傳統(tǒng)的制造問題可以借助AM技術解決，例如使矯形器價格合理，更輕，更便于定制。正被廣泛討論的另一個概念是使用智能材料和AM方法，例如4D打印，以使矯形器更加舒適和高效。

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2022-7-4 09:25 上傳

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圖1 (a)手臂自由度；(b)手指關節(jié)（包括掌指骨、近端指間和遠端指尖）


圖2 各種被動機構：(a)磁性震顫消除；(b)震動手鏈；(c)充氣震顫衰減矯形


圖3 各種半主動機構：(a)磁性震顫阻尼；(b)柔性半主動液力執(zhí)行器


圖4 各種主動機構：(a)無刷電機驅動；(b)永磁體直線電機驅動；(c)機電控制繩索驅動；(d)氣動人工肌肉驅動


圖5 3D打印傳感器：(a)電容式加速度計；(b)壓電加速度計；(c)肌電傳感器；(d)位移傳感器


圖6 3D打印柔性驅動器和結構：(a)柔性腕關節(jié)；(b)介電驅動器；(c)具有液力驅動器的手部輔助裝置


圖7 具有線性和卷曲的雙穩(wěn)態(tài)機構


圖8 采用變剛度材料消除震顫