用于训练的集操控一体的可穿戴手套

1.本发明涉及运动训练和康复训练技术领域，特别涉及一种用于训练的集操控一体的可穿戴手套。


背景技术：

2.在进行康复训练时，需要借助康复器具对手掌、手腕部位进行特定的康复训练；在一些体育项目的训练过程中，手部规范技术动作的理解和学习是比较困难的，通过辅助训练手套能够使训练更加高效。但现有的训练手套控制精度低，不能实现对手部关节弯曲角度的精准控制，在关节快速弯曲功能的实现上也存在着缺陷，导致训练效果较差。
3.公开号为cn113081661a的发明专利公开了一种线驱动康复手套，通过在每个指套上设置两根驱动线，多个导向凸起对每根驱动线进行导向，拉动驱动线可带动每个手指进行相应的外展或内收运动，但在实现对手部关节弯曲角度的精准控制和关节快速弯曲方面存在不足。
4.公开号为cn107174482a的发明专利公开了穿戴式康复手套及方法，包括软性手套体，软性手套体包括手心区域和至少一个手指套区域，手指套内部用于容纳人的手指，可通过直线驱动机构、气动肌肉和连接绳的相互配合，带动手指的屈曲动作和拉伸动作，但在实现对手部关节弯曲角度的精准控制和关节快速弯曲方面存在不足。
5.公开号为cn108354782a的发明专利公开了一种柔性康复训练手套组件，包括手套本体、手指侧拉线、手指腹背拉线和手腕拉线，能在牵引力下带动手指部分作弯曲、伸展、内收、外展动作，及带动手腕部分弯曲、伸展，但在实现对手部关节弯曲角度的精准控制和关节快速弯曲方面存在不足。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于训练的集操控一体的可穿戴手套，通过在手套上设置结构巧妙的关节驱动装置、腱绳和气缸等，利用分布在手套不同部位的关节驱动装置，并通过气缸精确控制不同腱绳的伸长量，能够快速理解学习体育运动项目中的技术动作，加快记忆的形成，同时也能帮助完成相关部位的康复训练。
7.本发明提供了一种用于训练的集操控一体的可穿戴手套，其包括腱绳以及设置在手套背面的关节驱动装置、手套和气缸。所述腱绳，其包括第一腱绳、第二腱绳和第三腱绳。所述关节驱动装置，其包括第一关节驱动装置、第二关节驱动装置和第三关节驱动装置；所述第一关节驱动装置，其包括第一挡板、第一扭簧、第二挡板、设置在第一挡板与第二挡板之间的第一中轴和第一直线导轨，所述第一挡板的第一端分别设有第一t型突起和第一扭簧槽口，所述第一挡板的第二端设有第一轴孔和第一限位板，所述第一限位板的初始状态为水平，所述第一挡板上端的两侧对称设有第一线槽，所述第一挡板的下端设有第一滑块，所述第一挡板的第一滑块和所述第一直线导轨滑动连接，所述第二挡板的第一端设有第二轴孔，所述第二挡板的第二端分别设有第二线槽、第二扭簧槽口和第二限位板，所述第二限
位板的初始状态为水平，所述第二挡板的下端设有第一固定座，所述第一固定座和所述手套背面的第一固定端连接，所述第一扭簧位于所述第一中轴的中部，所述第一扭簧的两端分别与所述第一扭簧槽口和所述第二扭簧槽口固定连接；所述第二关节驱动装置，其包括第三挡板、第二扭簧、第四挡板、第二中轴和第二直线导轨，所述第三挡板的第一端分别设有第二t型突起和第三扭簧槽口，所述第三挡板的第二端设有第三轴孔和第三限位板，所述第三限位板的初始状态为水平，所述第三挡板上端的两侧对称设有第三线槽，所述第三挡板的下端设有第二滑块，所述第二滑块和所述第二直线导轨滑动连接，所述第四挡板的第一端设有第四轴孔，所述第四挡板的第二端分别设有第四线槽、第四扭簧槽口和第四限位板，所述第四限位板的初始状态为水平，所述第四挡板的下端设有第二固定座，所述第二固定座和所述手套背面的第二固定端连接，所述第二扭簧位于所述第二中轴的中部，所述第二扭簧的两端分别与所述第三扭簧槽口和所述第四扭簧槽口固定连接；所述第三关节驱动装置，其包括第五挡板、第三扭簧、第六挡板、第三中轴和第三直线导轨，所述第五挡板的第一端分别设有第三t型突起和第五扭簧槽口，所述第五挡板的第二端设有第五轴孔和第五限位板，所述第五限位板的初始状态为水平，所述第五挡板上端的两侧对称设有第五线槽，所述第五挡板的下端设有第三滑块，所述第三滑块和所述第三直线导轨滑动连接，所述第六挡板的第一端设有第六轴孔，所述第六挡板的第二端分别设有第六线槽、第六扭簧槽口和第六限位板，所述第六限位板的初始状态为水平，所述第六挡板的下端设有第三固定座，所述第三固定座和所述手套背面的第三固定端连接，所述第三扭簧位于所述第三中轴的中部，所述第三扭簧的两端分别与所述第五扭簧槽口和所述第六扭簧槽口固定连接。所述第一腱绳的第一端和所述第一t型突起固定连接，所述第一腱绳的第二端依次穿过第一线槽、第二线槽和第四线槽与所述气缸推杆的第一端固定连接，所述第二腱绳的第一端和所述第二t型突起固定连接，所述第二腱绳的第二端依次穿过第三线槽和第四线槽与所述气缸推杆的第二端固定连接，所述第三腱绳的第一端和所述第三t型突起固定连接，所述第三腱绳的第二端依次穿过第五线槽和第六线槽与所述气缸推杆的第三端固定连接。
8.可优选的是，在所述手套的背面，所述第一关节驱动装置和所述第二关节驱动装置的数量相等，所述第三关节驱动装置的数量为一个。
9.可优选的是，所述第一线槽和所述第二线槽在同一直线上，所述第三线槽和所述第四线槽在同一直线上，所述第五线槽和所述第六线槽在同一直线上。
10.可优选的是，所述第一扭簧槽口和所述第一轴孔的距离等于所述第二扭簧槽口和所述第二轴孔的距离，所述第三扭簧槽口和所述第三轴孔的距离等于所述第四扭簧槽口和所述第四轴孔的距离，所述第五扭簧槽口和所述第五轴孔的距离等于所述第六扭簧槽口和所述第六轴孔的距离。
11.可优选的是，所述第一腱绳的数量和第二腱绳的数量相等，所述第一腱绳的长度大于第二腱绳的长度，所述第二腱绳的长度大于第三腱绳的长度。
12.可优选的是，所述第三挡板的上扬角度为5到10度，所述第五挡板的上扬角度为60到70度。
13.本发明与现有技术相比，具有如下优点：
14.1.本发明通过在手套的手背部设置关节驱动装置，实现了对手部关节弯曲角度的精准控制和关节快速弯曲功能，能够完成手和手腕部的动作训练，可以帮助用户理解学习
体育运动项目中手、腕部的技术动作，加快其肌肉记忆的形成；也能帮助用户完成手、腕部的康复训练。
15.2.本发明结构紧凑，控制方便，设有三种不同的关节驱动装置，分布在手套的不同位置上，并且关节驱动装置的挡板具体结构形式不同，同时对于不同的关节驱动装置配置刚度不等的扭簧，从而满足手套不同部位的关节角度变化，使训练更贴近真实性。
16.3.本发明能够通过腱绳的拉拽长度来改变对应关节的弯曲角度，容易操作，便于训练。
17.4.本发明根据具体训练需求，不同关节处的关节驱动装置，通过腱绳与气缸进行连接，从而实现对不同关节驱动装置的单独控制。
18.5.本发明通过调节气缸进气口和出气口处的节流阀改变气缸推杆推出的速度，或更换不同弹力的扭簧，可以实现关节弯曲下压快慢的调节。
附图说明
19.图1为本发明用于训练的集操控一体的可穿戴手套的整体结构图；
20.图2为本发明用于训练的集操控一体的可穿戴手套中第一关节驱动装置的结构图；
21.图3为本发明用于训练的集操控一体的可穿戴手套中第一挡板的结构图；
22.图4为本发明用于训练的集操控一体的可穿戴手套中第二挡板的结构图；
23.图5为本发明用于训练的集操控一体的可穿戴手套中第二关节驱动装置的结构图；
24.图6为本发明用于训练的集操控一体的可穿戴手套中第三关节驱动装置的结构图。
25.主要附图标记：
26.第一腱绳1，第二腱绳2，第三腱绳3，第一关节驱动装置4，第一挡板41，第一t型突起411，第一扭簧槽口412，第一轴孔413，第一限位板414，第一线槽415，第一滑块416，第一扭簧42，第二挡板43，第二扭簧槽口431，第二轴孔432，第二限位板433，第二线槽434，第一固定座435，第一中轴44，第一直线导轨45，第二关节驱动装置5，第三挡板51，第二t型突起511，第三限位板514，第三线槽515，第二扭簧52，第四挡板53，第四扭簧槽口531，第四限位板533，第四线槽534，第二固定座535，第二中轴54，第二直线导轨55，第三关节驱动装置6，第五挡板61，第三t型突起611，第五限位板614，第五线槽615，第三扭簧62，第六挡板63，第六扭簧槽口631，第六限位板633，第六线槽634，第三固定座635，第三中轴64，第三直线导轨65，手套7，气缸8。
具体实施方式
27.为详尽本发明之技术内容、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
28.针对现有技术中不能实现对手部关节弯曲角度的精准控制和关节快速弯曲功能本发明提供一种用于训练的集操控一体的可穿戴手套，如图1所示，包括腱绳以及设置在手套7背面的关节驱动装置、手套7和气缸8。
29.腱绳，其包括第一腱绳1、第二腱绳2和第三腱绳3，关节驱动装置，包括固连于手套7上的若干个第一关节驱动装置4、第二关节驱动装置5和第三关节驱动装置6，根据具体训练需求，来决定是否在手指远端关节处安装关节驱动装置的数量，具体而言，扭簧在放松状态下为弯曲的，扭簧的初始弯曲程度要根据具体训练需求进行选择和设定。根据具体训练需求，不同关节处的关节驱动装置，通过与腱绳连接的气缸8，来实现对不同关节驱动装置的单独控制；通过调节气缸8进气口和出气口处的节流阀，可以实现气缸8推杆的快速伸出和缓慢回缩。
30.第一关节驱动装置4，如图2所示，其包括第一挡板41、第一扭簧42、第二挡板43、设置在第一挡板41与第二挡板42之间的第一中轴44和第一直线导轨45；如图3所示，第一挡板41的第一端分别设有第一t型突起411和第一扭簧槽口412，第一挡板41的第二端设有第一轴孔413和第一限位板414，第一限位板414的初始状态为水平，第一挡板41上端的两侧对称设有第一线槽415，第一挡板41的下端设有第一滑块416，第一挡板41的第一滑块416和第一直线导轨45滑动连接；如图4所示，第二挡板43的第一端设有第二轴孔432，第二挡板43的第二端分别设有第二线槽434、第二扭簧槽口431和第二限位板433，第二限位板43的初始状态为水平，第二挡板43的下端设有第一固定座435，第一固定座435和手套7背面的第一固定端连接，第一扭簧位42于第一中轴44的中部，第一扭簧42的两端分别与第一扭簧槽口412和第二扭簧槽口431固定连接。
31.第二关节驱动装置5，如图5所示，包括第三挡板51、第二扭簧52、第四挡板53、第二中轴54和第二直线导轨55，第三挡板51的第一端分别设有第二t型突起511和第三扭簧槽口，第三挡板51的第二端设有第三轴孔和第三限位板514，第三限位板514的初始状态为水平，第三挡板514的上扬角度为5到10度，第三挡板514上端的两侧对称设有第三线槽515，第三挡板51的下端设有第二滑块，第二滑块和第二直线导轨55滑动连接，第四挡板53的第一端设有第四轴孔，第四挡板53的第二端分别设有第四线槽534、第四扭簧槽口531和第四限位板533，第四限位板533的初始状态为水平，第四挡板544的下端设有第二固定座535，第二固定座535和手套7背面的第二固定端连接，第二扭簧52位于第二中轴54的中部，第二扭簧52的两端分别与第三扭簧槽口和第四扭簧槽口531固定连接。
32.第三关节驱动装置6，如图6所示，包括第五挡板61、第三扭簧62、第六挡板63、第三中轴64和第三直线导轨65，第五挡板61的第一端分别设有第三t型突起611和第五扭簧槽口，第五挡板61的第二端设有第五轴孔和第五限位板614，第五限位板614的初始状态为水平，第五挡板61的上扬角度为60到70度，第五挡板61上端的两侧对称设有第五线槽615，第五挡板61的下端设有第三滑块，第三滑块和第三直线导轨65滑动连接，第六挡板63的第一端设有第六轴孔，第六挡板63的第二端分别设有第六线槽634、第六扭簧槽口631和第六限位板633，第六限位板633的初始状态为水平，第六挡板633的下端设有第三固定座635，第三固定座635和手套7背面的第三固定端连接，第三扭簧62位于第三中轴64的中部，第三扭簧62的两端分别与第五扭簧槽口和第六扭簧槽口631固定连接。
33.如图1所示，第一腱绳1的第一端和第一t型突起411固定连接，第一腱绳1的第二端依次穿过第一线槽415、第二线槽434和第四线槽534与气缸8推杆的第一端固定连接，第二腱绳2的第一端和第二t型突起511固定连接，第二腱绳2的第二端依次穿过第三线槽515和第四线槽534与气缸8推杆的第二端固定连接，第三腱绳3的第一端和第三t型突起611固定
连接，第三腱绳3的第二端依次穿过第五线槽615和第六线槽634与气缸8推杆的第三端固定连接。
34.在本发明的一个优选实施例中，手套7的背面，第一关节驱动装置4和第二关节驱动装置5的数量相等，第三关节驱动装置6的数量为一。
35.进一步地，第一线槽415和第二线槽434在同一直线上，第三线槽515和第四线槽534在同一直线上，第五线槽615和第六线槽634在同一直线上。
36.第一扭簧槽口412和第一轴孔413的距离等于第二扭簧槽口431和第二轴孔432的距离，第三扭簧槽口和第三轴孔的距离等于第四扭簧槽口531和第四轴孔的距离，第五扭簧槽口612和第五轴孔613的距离等于第六扭簧槽口631和第六轴孔632的距离。
37.第一腱绳1的数量和第二腱绳2的数量相等，第一腱绳1的长度大于第二腱绳2的长度，第二腱绳2的长度大于第三腱绳3的长度。
38.以下结合实施例对本发明一种用于训练的集操控一体的可穿戴手套做进一步描述：
39.本发明的精准控制和关节快速弯曲过程是这样实现地：
40.首先，根据排球扣杀时手指手腕“包击推压”技术动作的训练需求，确定手套7上关节驱动装置的数量。
41.接着，根据该动作对佩戴本发明手套的手进行相关的训练，主要训练过程为：手指关节绷直，手腕关节上扬，然后手腕关节和手指关节快速下压。
42.然后，在此项动作训练中手指远端关节的只要自然随动就可以，所有手指远端关节不需要设有关节驱动装置。为了完成上述的技术动作，在手指近端关节、手指指掌关节和手腕关节处均设置相应的关节驱动装置：手腕关节处设置第三关节驱动装置6；手指指掌关节处设置第二关节驱动装置5；手指近端关节设置第一关节驱动装置4。
43.接着，将手套7上所有手腕关节的驱动装置通过第三腱绳3与气缸8的第三固定端连接，将手套7上所有手指指掌关节的驱动装置通过第二腱绳2与气缸8的第二固定端连接，将手套7上所有手指远端关节和手指近端关节驱动装置通过第一腱绳1与气缸8的第一固定端连接，实现对手腕关节、手指指掌关节和手指近端关节的控制。
44.最后，通过控制气缸8完成相应的动作练习，气缸8推杆伸出长度能与关节驱动装置的弯曲程度对应，当气缸8的推杆回缩时，关节驱动装置的弯曲角度会在腱绳的作用下减小，从而带动手指手腕关节的伸直和上扬，限位板在运动中起保护作用；当气缸8的推杆推出时，关节驱动装置的下压角度会在扭簧的作用加大；通过调整气缸8的通气顺序，实现气缸8的先后推出，从而实现各个手部关节进行弯曲；通过调节气缸8进气口和出气口处的节流阀，可以实现气缸8推杆的快速伸出和缓慢回缩，在扭簧弹性势能是作用下，完成各个手部关节的快速弯曲。从而够使得佩戴训练手套的学员充分体会排球扣杀动作手部“包击推压”的技术动作特点。
45.综上，本发明通过在手套7上设置结构巧妙的挡板、中轴、扭簧、直线导轨和腱绳等，根据训练需求，在需要训练的手部关节处设置关节驱动装置，驱动气缸的数量和关节驱动装置与驱动气缸的连接也可根据具体的训练需求来确定，可以快速帮助用户理解学习体育运动项目中手、腕部的技术动作，加快其肌肉记忆的形成；也能帮助用户完成手、腕部的康复训练。
46.以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。