專利名稱：一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種假手的拇指機構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)殘疾人安裝的假手的大拇指往往只能向一個方向運動，很難模仿人手大拇指的空間運動，使得大拇指在手掌上的安放位置，大拇指的外觀和人手都有著很大的差別。也是由于這個原因，許多需要安裝假手的殘疾人不愿意使用假手。據(jù)調(diào)查表明，有一半以上的殘疾人更注重假手外觀的逼真性，可以說這是目前假手在設(shè)計上的一個很大的瓶頸。專利申請公開號為CN 1803413A
公開日為2006年7月19日的專利申請公開了一種《欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)》，雖然該拇指機構(gòu)在運動上實現(xiàn)了仿人化，但在拇指的指節(jié)數(shù)、拇指的安放位置還沒有達到完全的仿人化，沒有人手逼真。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，它可解決現(xiàn)有的欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)存在拇指的指節(jié)數(shù)、拇指的安放位置及運動靈活性方面還沒有達到完全的仿人化，沒有人手逼真的問題。
本發(fā)明由傳動機構(gòu)、遠指節(jié)、中指節(jié)和近指節(jié)組成；所述傳動機構(gòu)與近指節(jié)的后端轉(zhuǎn)動連接；所述近指節(jié)的前端與中指節(jié)的后端轉(zhuǎn)動連接，中指節(jié)的前端與遠指節(jié)的后端轉(zhuǎn)動連接。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的中指節(jié)和近指節(jié)通過中關(guān)節(jié)軸盤的帶動實現(xiàn)仿人手手指的欠驅(qū)動運動，中指節(jié)和遠指節(jié)通過耦合連桿的帶動實現(xiàn)仿人手手指的耦合運動。拇指的指節(jié)數(shù)模仿人手拇指的指節(jié)數(shù)，且與真手的拇指運動方式極為相似。近指節(jié)通過傳動機構(gòu)帶動運動，并通過近指節(jié)帶動中指節(jié)和遠指節(jié)運動，且各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)處都加上了軸承，摩擦力小，手指運動靈活性和可靠性大大提高，因此本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、外觀形象逼真，各指節(jié)運動靈活、運動自如的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖(假手的手心朝下)，圖2是圖1的A-A剖面圖，圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖(假手的手心朝上)，圖4是圖3的B-B剖面圖，圖5是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖(拇指伸直狀態(tài))。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式由傳動機構(gòu)1、遠指節(jié)2、中指節(jié)3和近指節(jié)4組成；所述傳動機構(gòu)1與近指節(jié)4的后端轉(zhuǎn)動連接；所述近指節(jié)4的前端與中指節(jié)3的后端轉(zhuǎn)動連接，中指節(jié)3的前端與遠指節(jié)2的后端轉(zhuǎn)動連接。
具體實施方式
二結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的傳動機構(gòu)1由步進電機5、減速器6、電機座7、拇指機座8、電機軸承9、小傘齒輪10、電機套筒11、大傘齒輪12、基關(guān)節(jié)軸13、齒輪擋套14、傳感器17、止推軸承18、第一軸承20組成；所述步進電機5的輸出軸與減速器6的輸入軸傳動連接，減速器6與電機座7固接，電機座7與拇指機座8固接，電機座7上裝有電機軸承9，所述小傘齒輪10通過電機套筒11裝在減速器6的輸出軸上，小傘齒輪10和大傘齒輪12嚙合，大傘齒輪12裝在基關(guān)節(jié)軸13上，基關(guān)節(jié)軸13的兩端裝在拇指機座8側(cè)壁的軸孔19內(nèi)，齒輪擋套14固定裝在大傘齒輪12外側(cè)的基關(guān)節(jié)軸13上，且齒輪擋套14的扁頭端15固定裝在大傘齒輪12的扁孔16內(nèi)，裝在拇指機座8內(nèi)的基關(guān)節(jié)軸13上固定裝有傳感器17，齒輪擋套14的扁頭端15里側(cè)的基關(guān)節(jié)軸13上裝有止推軸承18，基關(guān)節(jié)軸13兩端的拇指機座8側(cè)壁的軸孔19內(nèi)裝有第一軸承20。如此設(shè)置，其結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)、可靠，通過大、小傘齒輪的嚙合及齒輪擋套14與大傘齒輪12的固定連接，將動力傳遞給基關(guān)節(jié)軸13，從而帶動近指節(jié)4運動，本實施方式中的步進電機采用Portestcap公司生產(chǎn)的P110-06-2.5兩相永磁式步進電機，減速器6的生產(chǎn)廠家與步進電機相同；傳感器的電阻應變片采用德國BLH公司生產(chǎn)的微型高阻金屬應變片SR-4作為敏感元件。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
二的不同點是本實施方式的傳動機構(gòu)1還增加有電機調(diào)整墊片21；所述電機調(diào)整墊片21裝在電機座7和拇指機座8之間。如此設(shè)置，用于調(diào)整大傘齒輪12和小傘齒輪10之間的嚙合間隙。
具體實施方式
四結(jié)合圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式的遠指節(jié)2由指尖套22、指尖23、指尖軸25、指尖軸承26、指尖耦合連桿銷27組成；所述指尖套22套在指尖23上，指尖23下端的連接孔24內(nèi)裝有指尖軸25，所述連接孔24內(nèi)的指尖軸25上裝有指尖軸承26，所述指尖耦合連桿銷27裝在指尖23上。如此設(shè)置，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠的優(yōu)點。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖3～圖5說明本實施方式，本實施方式的近指節(jié)4由中關(guān)節(jié)軸盤28、近指節(jié)左側(cè)板31、近指節(jié)右側(cè)板32、近指節(jié)上蓋板33、近指節(jié)下蓋板34、基關(guān)節(jié)護板35、中關(guān)節(jié)護板36、近指節(jié)軸承37、墊片38、扭簧擋銷39、扭簧40、推桿41、球鉸連桿銷軸42、球鉸43、卡圈44、推桿銷套45、銷軸46、近指節(jié)耦合連桿銷47、耦合連桿48組成；所述中關(guān)節(jié)軸盤28由中關(guān)節(jié)軸29和偏心軸盤30組成，中關(guān)節(jié)軸29上固定裝有偏心軸盤30；所述近指節(jié)左側(cè)板31和近指節(jié)右側(cè)板32分別位于傳感器17的左右兩側(cè)，近指節(jié)左側(cè)板31的后端和近指節(jié)右側(cè)板32的后端套裝在拇指基座8內(nèi)的基關(guān)節(jié)軸13上，近指節(jié)左側(cè)板31的前端和近指節(jié)右側(cè)板32的前端套裝在中關(guān)節(jié)軸29上，近指節(jié)上蓋板33分別與近指節(jié)左側(cè)板31的上端面和近指節(jié)右側(cè)板32的上端面固接，近指節(jié)下蓋板34分別與近指節(jié)左側(cè)板31的下端面和近指節(jié)右側(cè)板32的下端面固接，基關(guān)節(jié)護板35分別與近指節(jié)左側(cè)板31的后上端面和近指節(jié)右側(cè)板32的后上端面固接，中關(guān)節(jié)護板36分別與近指節(jié)左側(cè)板31的前端和近指節(jié)右側(cè)板32的前端固接，近指節(jié)左側(cè)板31和近指節(jié)右側(cè)板32與中關(guān)節(jié)軸29之間分別裝有近指節(jié)軸承37和墊片38，近指節(jié)右側(cè)板32上和偏心軸盤30上分別固定裝有一個扭簧擋銷39，扭簧40裝在中關(guān)節(jié)軸29上且位于兩個扭簧擋銷39之間，推桿41與所述傳感器17連接，推桿41的后端裝在球鉸連桿銷軸42上，球鉸連桿銷軸42與推桿41之間裝有球鉸43，球鉸連桿銷軸42的左端裝有卡圈44，推桿41的前端與推桿銷套45連接，推桿銷套45通過銷軸46裝在偏心軸盤30上，近指節(jié)左側(cè)板31的前端和近指節(jié)右側(cè)板32的前端固裝有近指節(jié)耦合連桿銷47，耦合連桿48的兩端分別與近指節(jié)耦合連桿銷47和指尖耦合連桿銷27連接。如此設(shè)置，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一、二、三、四相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖3～圖5說明本實施方式，本實施方式的中指節(jié)3由中指節(jié)左側(cè)板49、中指節(jié)右側(cè)板50、中指節(jié)上蓋板51、中指節(jié)下蓋板52、驅(qū)動銷軸53組成；所述中指節(jié)左側(cè)板49的前端和中指節(jié)右側(cè)板50的前端分別套裝在指尖軸25上，中指節(jié)左側(cè)板49的后端和中指節(jié)右側(cè)板50的后端分別套裝在中關(guān)節(jié)軸29上，中指節(jié)上蓋板51分別與中指節(jié)左側(cè)板49的上端面和中指節(jié)右側(cè)板50的上端面固接，中指節(jié)下蓋板52分別與中指節(jié)左側(cè)板49的下端面和中指節(jié)右側(cè)板50的下端面固接，驅(qū)動銷軸53裝在所述偏心軸盤30上，且驅(qū)動銷軸53的兩端貫穿中指節(jié)左側(cè)板49和中指節(jié)右側(cè)板50。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一、二、三、四、五相同。
工作原理步進電機5的輸出軸經(jīng)減速器6減速后將動力傳遞給小傘齒輪10，經(jīng)大傘齒輪12改變傳動方向，將動力傳遞給基關(guān)節(jié)軸13，從而傳遞給傳感器17。中關(guān)節(jié)軸29將近指節(jié)4和中指節(jié)3貫穿連在一起，中指節(jié)3可以繞近指節(jié)4旋轉(zhuǎn)。同時銷軸46與偏心軸盤30固聯(lián)在一起，帶動中關(guān)節(jié)軸盤28旋轉(zhuǎn)。傳感器17和球鉸43、推桿41串連在一起，推桿41推動中關(guān)節(jié)軸盤28。在手指沒有碰到物體或是不受外力的情況下，整個手指以單剛體繞基關(guān)節(jié)軸13旋轉(zhuǎn)，扭簧40始終保持中指節(jié)3和近指節(jié)4處于伸直狀態(tài)；在近指節(jié)4碰到物體后，推桿41傳遞給中關(guān)節(jié)軸盤28的力克服扭簧40力時，中關(guān)節(jié)軸盤28通過銷軸46驅(qū)動中指節(jié)3旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，它由傳動機構(gòu)(1)、遠指節(jié)(2)、中指節(jié)(3)和近指節(jié)(4)組成；所述傳動機構(gòu)(1)與近指節(jié)(4)的后端轉(zhuǎn)動連接；其特征在于所述近指節(jié)(4)的前端與中指節(jié)(3)的后端轉(zhuǎn)動連接，中指節(jié)(3)的前端與遠指節(jié)(2)的后端轉(zhuǎn)動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，其特征在于所述傳動機構(gòu)(1)包括步進電機(5)、減速器(6)、電機座(7)、拇指機座(8)、電機軸承(9)、小傘齒輪(10)、電機套筒(11)、大傘齒輪(12)、基關(guān)節(jié)軸(13)、齒輪擋套(14)、傳感器(17)、止推軸承(18)、第一軸承(20)；所述步進電機(5)的輸出軸與減速器(6)的輸入軸傳動連接，減速器(6)與電機座(7)固接，電機座(7)與拇指機座(8)固接，電機座(7)上裝有電機軸承(9)，所述小傘齒輪(10)通過電機套筒(11)裝在減速器(6)的輸出軸上，小傘齒輪(10)和大傘齒輪(12)嚙合，大傘齒輪(12)裝在基關(guān)節(jié)軸(13)上，基關(guān)節(jié)軸(13)的兩端裝在拇指機座(8)側(cè)壁的軸孔(19)內(nèi)，齒輪擋套(14)固定裝在大傘齒輪(12)外側(cè)的基關(guān)節(jié)軸(13)上，且齒輪擋套(14)的扁頭端(15)固定裝在大傘齒輪(12)的扁孔(16)內(nèi)，裝在拇指機座(8)內(nèi)的基關(guān)節(jié)軸(13)上固定裝有傳感器(17)，齒輪擋套(14)的扁頭端(15)里側(cè)的基關(guān)節(jié)軸(13)上裝有止推軸承(18)，基關(guān)節(jié)軸(13)兩端的拇指機座(8)側(cè)壁的軸孔(19)內(nèi)裝有第一軸承(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，其特征在于所述傳動機構(gòu)(1)還包括電機調(diào)整墊片(21)；所述電機調(diào)整墊片(21)裝在電機座(7)和拇指機座(8)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，其特征在于所述遠指節(jié)(2)由指尖套(22)、指尖(23)、指尖軸(25)、指尖軸承(26)、指尖耦合連桿銷(27)組成；所述指尖套(22)套在指尖(23)上，指尖(23)下端的連接孔(24)內(nèi)裝有指尖軸(25)，所述連接孔(24)內(nèi)的指尖軸(25)上裝有指尖軸承(26)，所述指尖耦合連桿銷(27)裝在指尖(23)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，其特征在于所述近指節(jié)(4)由中關(guān)節(jié)軸盤(28)、近指節(jié)左側(cè)板(31)、近指節(jié)右側(cè)板(32)、近指節(jié)上蓋板(33)、近指節(jié)下蓋板(34)、基關(guān)節(jié)護板(35)、中關(guān)節(jié)護板(36)、近指節(jié)軸承(37)、墊片(38)、扭簧擋銷(39)、扭簧(40)、推桿(41)、球鉸連桿銷軸(42)、球鉸(43)、卡圈(44)、推桿銷套(45)、銷軸(46)、近指節(jié)耦合連桿銷(47)、耦合連桿(48)組成；所述中關(guān)節(jié)軸盤(28)由中關(guān)節(jié)軸(29)和偏心軸盤(30)組成，中關(guān)節(jié)軸(29)上固定裝有偏心軸盤(30)；所述近指節(jié)左側(cè)板(31)和近指節(jié)右側(cè)板(32)分別位于傳感器(17)的左右兩側(cè)，近指節(jié)左側(cè)板(31)的后端和近指節(jié)右側(cè)板(32)的后端套裝在拇指基座(8)內(nèi)的基關(guān)節(jié)軸(13)上，近指節(jié)左側(cè)板(31)的前端和近指節(jié)右側(cè)板(32)的前端套裝在中關(guān)節(jié)軸(29)上，近指節(jié)上蓋板(33)分別與近指節(jié)左側(cè)板(31)的上端面和近指節(jié)右側(cè)板(32)的上端面固接，近指節(jié)下蓋板(34)分別與近指節(jié)左側(cè)板(31)的下端面和近指節(jié)右側(cè)板(32)的下端面固接，基關(guān)節(jié)護板(35)分別與近指節(jié)左側(cè)板(31)的后上端面和近指節(jié)右側(cè)板(32)的后上端面固接，中關(guān)節(jié)護板(36)分別與近指節(jié)左側(cè)板(31)的前端和近指節(jié)右側(cè)板(32)的前端固接，近指節(jié)左側(cè)板(31)和近指節(jié)右側(cè)板(32)與中關(guān)節(jié)軸(29)之間分別裝有近指節(jié)軸承(37)和墊片(38)，近指節(jié)右側(cè)板(32)上和偏心軸盤(30)上分別固定裝有一個扭簧擋銷(39)，扭簧(40)裝在中關(guān)節(jié)軸(29)上且位于兩個扭簧擋銷(39)之間，推桿(41)與所述傳感器(17)連接，推桿(41)的后端裝在球鉸連桿銷軸(42)上，球鉸連桿銷軸(42)與推桿(41)之間裝有球鉸(43)，球鉸連桿銷軸(42)的左端裝有卡圈(44)，推桿(41)的前端與推桿銷套(45)連接，推桿銷套(45)通過銷軸(46)裝在偏心軸盤(30)上，近指節(jié)左側(cè)板(31)的前端和近指節(jié)右側(cè)板(32)的前端固裝有近指節(jié)耦合連桿銷(47)，耦合連桿(48)的兩端分別與近指節(jié)耦合連桿銷(47)和指尖耦合連桿銷(27)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，其特征在于所述中指節(jié)(3)由中指節(jié)左側(cè)板(49)、中指節(jié)右側(cè)板(50)、中指節(jié)上蓋板(51)、中指節(jié)下蓋板(52)、驅(qū)動銷軸(53)組成；所述中指節(jié)左側(cè)板(49)的前端和中指節(jié)右側(cè)板(50)的前端分別套裝在指尖軸(25)上，中指節(jié)左側(cè)板(49)的后端和中指節(jié)右側(cè)板(50)的后端分別套裝在中關(guān)節(jié)軸(29)上，中指節(jié)上蓋板(51)分別與中指節(jié)左側(cè)板(49)的上端面和中指節(jié)右側(cè)板(50)的上端面固接，中指節(jié)下蓋板(52)分別與中指節(jié)左側(cè)板(49)的下端面和中指節(jié)右側(cè)板(50)的下端面固接，驅(qū)動銷軸(53)裝在所述偏心軸盤(30)上，且驅(qū)動銷軸(53)的兩端貫穿中指節(jié)左側(cè)板(49)和中指節(jié)右側(cè)板(50)。
全文摘要
一種欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)，它涉及一種假手的拇指機構(gòu)。針對現(xiàn)有的欠驅(qū)動自適應假手的拇指機構(gòu)存在拇指的指節(jié)數(shù)、拇指的安放位置及運動靈活性方面還沒有達到完全的仿人化，沒有人手逼真的問題。本發(fā)明的傳動機構(gòu)(1)與近指節(jié)(4)的后端轉(zhuǎn)動連接，近指節(jié)(4)的前端與中指節(jié)(3)的后端轉(zhuǎn)動連接，中指節(jié)(3)的前端與遠指節(jié)(2)的后端轉(zhuǎn)動連接。本發(fā)明的中指節(jié)和近指節(jié)通過中關(guān)節(jié)軸盤的帶動實現(xiàn)仿人手手指的欠驅(qū)動運動，中指節(jié)和遠指節(jié)通過耦合連桿的帶動實現(xiàn)仿人手手指的耦合運動；拇指的指節(jié)數(shù)模仿人手拇指的指節(jié)數(shù)，且與真手的拇指運動方式極為相似，并具有結(jié)構(gòu)簡單、外觀形象逼真，各指節(jié)運動靈活、運動自如的優(yōu)點。
文檔編號A61F2/54GK101057791SQ20071007215
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者姜力, 劉宏, 俞昌東, 史士財, 黃海 申請人:哈爾濱工業(yè)大學