專(zhuān)利名稱(chēng)：自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療器械的上肢的假肢，尤其是涉及一種可以利用腕關(guān)節(jié)運(yùn) 動(dòng)實(shí)現(xiàn)手指仿生抓握功能的腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)仿生機(jī)械假手。
背景技術(shù)：
仿人型殘疾人假手的研究是為了改善殘疾人的生活質(zhì)量和促進(jìn)社會(huì)康復(fù)事業(yè)發(fā) 展，這項(xiàng)研究已經(jīng)成為康復(fù)工工程及機(jī)器人學(xué)科的一個(gè)熱點(diǎn)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，具有精 確抓取和操作的智能靈巧手相繼出現(xiàn)，像NASA仿人靈巧手、DLR仿人靈巧手，這類(lèi)手以空間 操作為背景，具有多種感知功能，智能程度高，系統(tǒng)復(fù)雜。在此基礎(chǔ)上，重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、多 手指的人形手，如Southampton手、TBM手、0TT0B0CK手等相繼面世。該類(lèi)假手在外形和重 量方面具有很好的擬人化特征，但是相對(duì)于大部分殘疾人的實(shí)際情況而言，價(jià)格昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是要提供一種自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手，該機(jī)械假手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 重量輕、能通過(guò)自身力源(腕關(guān)節(jié)屈伸)實(shí)現(xiàn)手指抓取動(dòng)作的仿人型殘疾人用假手。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手， 包括腕部模塊、掌關(guān)節(jié)模塊，數(shù)個(gè)手指機(jī)構(gòu)、其特點(diǎn)是手指機(jī)構(gòu)包括第一指關(guān)節(jié)、第二指關(guān)節(jié)、第三指關(guān)節(jié)、小關(guān)節(jié)連桿、大關(guān)節(jié)連桿，其 中，第一指關(guān)節(jié)一端分別與小關(guān)節(jié)連桿和第二指關(guān)節(jié)連接；第二指關(guān)節(jié)的一端分別與大關(guān) 節(jié)連桿以及第三指關(guān)節(jié)連接；第三指關(guān)節(jié)一端與貫穿軸連接；大關(guān)節(jié)連桿一端與腕關(guān)節(jié)驅(qū) 動(dòng)桿連接，另一端與小關(guān)節(jié)連桿連接；腕部模塊包括腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿、腕部連接塊以及腕固定環(huán)，固定在腕部的腕固定環(huán) 通過(guò)連接軸與腕部連接塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接。腕部連接塊通過(guò)腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿，掌關(guān)節(jié)模塊與大關(guān)節(jié)連桿和貫穿軸連接形成第一 連桿機(jī)構(gòu)，斷掌驅(qū)動(dòng)掌關(guān)節(jié)模塊使其繞與腕部連接塊的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一連桿機(jī)構(gòu)使大 關(guān)節(jié)連桿繞貫穿軸轉(zhuǎn)動(dòng)；大關(guān)節(jié)連桿、第三指關(guān)節(jié)、貫穿軸、掌關(guān)節(jié)模塊、腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿和小關(guān)節(jié)連桿組成 第二連桿機(jī)構(gòu)，在大關(guān)節(jié)連桿的驅(qū)動(dòng)下使小關(guān)節(jié)連桿繞其與第三指關(guān)節(jié)的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)；第一指關(guān)節(jié)、小關(guān)節(jié)連桿、第二指關(guān)節(jié)、大關(guān)節(jié)連桿和第三指關(guān)節(jié)組成第三連桿 機(jī)構(gòu)，在小關(guān)節(jié)連桿的驅(qū)動(dòng)下使第一指關(guān)節(jié)繞其小關(guān)節(jié)連桿的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有假手產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果該假手利用手部殘留部位保留的腕關(guān)節(jié)功能，與機(jī)械仿人型假手指兩者結(jié)合。當(dāng) 腕關(guān)節(jié)進(jìn)行屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)帶動(dòng)機(jī)械仿人型假手指上的掌指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá) 到機(jī)械仿人型假手指被動(dòng)的屈伸運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)還考慮了模擬了正常人手在自然狀 態(tài)手指處于微屈的特征。該機(jī)械假手僅采用力驅(qū)動(dòng)桿和平行驅(qū)動(dòng)桿進(jìn)行傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 重量輕，方便維護(hù)等特點(diǎn)，從而可以使機(jī)械仿人型假手指與人體手指的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)功相似，同
3時(shí)也具備了現(xiàn)有美容手指或一般肌電假手手指不能實(shí)現(xiàn)人體手指關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)的功能。該假手在外觀、運(yùn)動(dòng)形式等方面進(jìn)行了仿人實(shí)用化設(shè)計(jì)，它不但具備了人體手指 的屈伸運(yùn)動(dòng)功能，而且還具備了抓握、拿捏功能，其裝置小巧，外形接近人體手指大小，適合 佩戴在殘缺了的手上。

圖1是本實(shí)用新型的裝配圖；圖2是未彎曲手指時(shí)的側(cè)視圖；圖3是彎曲手指時(shí)的側(cè)視圖；圖4是模擬截肢手穿戴時(shí)手指未彎曲側(cè)視圖；圖5是模擬截肢手穿戴時(shí)手指彎曲側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明如圖1至圖5所示，本實(shí)用新型的假手主要由腕部模塊、手指機(jī)構(gòu)、掌關(guān)節(jié)模塊組 成。其中手指機(jī)構(gòu)又可分為手指驅(qū)動(dòng)模塊以及各個(gè)指節(jié)部分組成。手指機(jī)構(gòu)主要由第一指 關(guān)節(jié)1、第二指關(guān)節(jié)3、第三指關(guān)節(jié)5、小關(guān)節(jié)連桿2、大關(guān)節(jié)連桿4構(gòu)成。腕部模塊由腕關(guān)節(jié) 驅(qū)動(dòng)桿7、腕部連接塊9以及腕固定環(huán)8組成。①第一指關(guān)節(jié)1 一端分別與小關(guān)節(jié)連桿2和第二指關(guān)節(jié)3連接；第二指關(guān)節(jié)3的
一端分別與大關(guān)節(jié)連桿4以及第三指關(guān)節(jié)5連接；第三指關(guān)節(jié)5—端與掌關(guān)節(jié)模塊10連接； 大關(guān)節(jié)連桿4 一端與腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿7連接，另一端與小關(guān)節(jié)連桿2連接。固定在腕部的腕固 定環(huán)8，與其連接的是腕部連接塊9，腕關(guān)節(jié)可以繞連接軸作擺動(dòng)，增加了腕部的活動(dòng)范圍。②由腕部連接塊9號(hào)、腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿7、掌關(guān)節(jié)模塊10、大關(guān)節(jié)連桿4和貫穿軸6 形成第一連桿機(jī)構(gòu)，在斷掌驅(qū)動(dòng)下掌關(guān)節(jié)模塊10使其繞與腕部連接塊9的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 第一連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)第一個(gè)傳動(dòng)。這個(gè)傳動(dòng)會(huì)使大關(guān)節(jié)連桿4繞其與貫穿上孔的貫穿軸 6的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。③由大關(guān)節(jié)連桿4、第三指關(guān)節(jié)5、貫穿軸6、掌關(guān)節(jié)模塊10、腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿7和小 關(guān)節(jié)連桿2組成第二連桿機(jī)構(gòu)，在大關(guān)節(jié)連桿4的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)第二個(gè)傳動(dòng)。這個(gè)傳動(dòng)會(huì)使 小關(guān)節(jié)連桿2繞其與第三指關(guān)節(jié)5的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。④第一指關(guān)節(jié)1、小關(guān)節(jié)連桿2、第二指關(guān)節(jié)3、大關(guān)節(jié)連桿4和第三指關(guān)節(jié)5組成 第三連桿機(jī)構(gòu)，在小關(guān)節(jié)連桿2的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)第三個(gè)傳動(dòng)。這個(gè)傳動(dòng)會(huì)使第一指關(guān)節(jié)1繞 其小關(guān)節(jié)連桿2的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求一種自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手，包括腕部模塊、掌關(guān)節(jié)模塊，數(shù)個(gè)手指機(jī)構(gòu)、其特征在于所述手指機(jī)構(gòu)包括第一指關(guān)節(jié)(1)、第二指關(guān)節(jié)(3)、第三指關(guān)節(jié)(5)、小關(guān)節(jié)連桿(2)、大關(guān)節(jié)連桿(4)，其中，第一指關(guān)節(jié)(1)一端分別與小關(guān)節(jié)連桿(2)和第二指關(guān)節(jié)(3)連接；第二指關(guān)節(jié)(3)的一端分別與大關(guān)節(jié)連桿(4)以及第三指關(guān)節(jié)(5)連接；第三指關(guān)節(jié)(5)一端與掌關(guān)節(jié)模塊(10)連接，大關(guān)節(jié)連桿(4)一端與腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿(7)連接，另一端與小關(guān)節(jié)連桿(2)連接；腕部模塊包括腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿(7)、腕部連接塊(9)，腕固定環(huán)(8)，固定在腕部的腕固定環(huán)(8)通過(guò)連接軸與腕部連接塊(9)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手，其特征在于所述腕部連接 塊(9)通過(guò)腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿(7)，掌關(guān)節(jié)模塊(10)與大關(guān)節(jié)連桿(4)和貫穿軸(6)連接形成第 一連桿機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手，其特征在于所述大關(guān)節(jié)連 桿(4)、第三指關(guān)節(jié)(5)、貫穿軸(6)、掌關(guān)節(jié)模塊(10)、腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿(7)和小關(guān)節(jié)連桿(2) 組成第二連桿機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手，其特征在于所述第一指關(guān) 節(jié)(1)、小關(guān)節(jié)連桿(2)、第二指關(guān)節(jié)(3)、大關(guān)節(jié)連桿(4)和第三指關(guān)節(jié)(5)組成第三連桿機(jī) 構(gòu)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種自身力源驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)械假手，包括腕部模塊、掌關(guān)節(jié)模塊，數(shù)個(gè)手指機(jī)構(gòu)，手指機(jī)構(gòu)包括第一指關(guān)節(jié)、第二指關(guān)節(jié)、第三指關(guān)節(jié)、小關(guān)節(jié)連桿、大關(guān)節(jié)連桿，其中，第一指關(guān)節(jié)一端分別與小關(guān)節(jié)連桿和第二指關(guān)節(jié)連接；第二指關(guān)節(jié)的一端分別與大關(guān)節(jié)連桿以及第三指關(guān)節(jié)連接；第三指關(guān)節(jié)一端與貫穿軸連接；大關(guān)節(jié)連桿一端與腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿連接，另一端與小關(guān)節(jié)連桿連接；腕部模塊包括腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿、腕部連接塊以及腕固定環(huán)，固定在腕部的腕固定環(huán)通過(guò)連接軸與腕部連接塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接。該假手不但具備了人體手指的屈伸運(yùn)動(dòng)功能，而且還具備了抓握、拿捏功能，其裝置小巧，外形接近人體手指大小，適用于掌骨截肢或高位指骨截肢的患者佩戴。
文檔編號(hào)A61F2/56GK201692100SQ20102029620
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者喻洪流, 官龍, 張旻玉, 李繼才, 簡(jiǎn)卓, 馬東杰 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)