專利名稱：緊湊型仿生可屈曲假手腕關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種假手電動(dòng)可屈曲腕關(guān)節(jié)，尤其是一種肌電假手接合實(shí)現(xiàn)肌電控制的曲腕裝置。
背景技術(shù)：
人體假手有裝飾性假手和功能性假手，裝飾性假手具有美容效果，不能完成任何功能性動(dòng)作，功能性假手可以完成特定的動(dòng)作，一般為抓握、屈伸和旋轉(zhuǎn)。正常的人手有27 個(gè)自由度，現(xiàn)在一般的肌電假手可以完成手指伸屈、手腕伸屈、手腕內(nèi)外旋轉(zhuǎn)三組動(dòng)作，自由度少，假手只能靠小臂的移動(dòng)帶動(dòng)，假手不能單獨(dú)的由腕部的屈伸完成功能性動(dòng)作。目前國(guó)內(nèi)外具有曲腕功能的假手產(chǎn)品大多采用外置式扇形齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，安全可靠性不高，且轉(zhuǎn)動(dòng)中心在腕關(guān)節(jié)上部位置，而不能模擬繞腕關(guān)節(jié)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。具有曲腕功能的假手更加仿生，而且它能夠由腕部的屈伸完成抓握物品的移動(dòng)， 這樣可以減少移動(dòng)整個(gè)手臂所帶來(lái)的能量損耗。如果能發(fā)明一種體積重量小、具有模仿腕關(guān)節(jié)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的假手可屈曲腕關(guān)節(jié)，將對(duì)改變現(xiàn)有腕關(guān)節(jié)功能具有實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種緊湊型仿生可屈曲假手腕關(guān)節(jié)，該假手腕關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、能通過(guò)肌電控制實(shí)現(xiàn)腕部的屈伸動(dòng)作，更加仿生了殘疾人用假手。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種緊湊型仿生可屈曲假手腕關(guān)節(jié)，包括上基座，下基座，電機(jī)模塊，行星減速機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是
電機(jī)模塊由直流電機(jī)、一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、自鎖機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)組成，直流電機(jī)輸出軸與一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的行星傳動(dòng)盤(pán)與輸出機(jī)構(gòu)的輸出齒軸之間通過(guò)自鎖機(jī)構(gòu)的兩個(gè)自鎖半齒條片相對(duì)貼合后與輸出齒軸嚙合連接；輸出齒軸與銅環(huán)過(guò)盈配合連接，銅環(huán)與電機(jī)輸出軸外固定圈過(guò)盈配合連接；
行星減速機(jī)構(gòu)由二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪，三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪，行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)，行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)，行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈，行星減速機(jī)構(gòu)外殼和行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋構(gòu)成，行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈與行星減速機(jī)構(gòu)外殼過(guò)盈配合連接，行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)置于行星減速機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)，并分別與三個(gè)三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪間隙配合，三個(gè)三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪與行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈嚙合，三個(gè)三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪與行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)嚙合，行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)分別與三個(gè)二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪間隙配合，行星減速機(jī)構(gòu)外殼輸入端上固定連接行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋；行星減速機(jī)構(gòu)由行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋一側(cè)插入電機(jī)模塊的輸出齒軸，使三個(gè)二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪與輸出齒軸嚙合；上基座通過(guò)三個(gè)螺桿與行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)連接，并且通過(guò)軸承外固定圈與內(nèi)圈固定在電機(jī)外殼上的超薄深溝軸承連接。電機(jī)模塊和行星減速機(jī)構(gòu)行星嚙合后，由三個(gè)螺桿固定在下基座上。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
該專利成功的解決了體積、質(zhì)量和傳動(dòng)比不適合的弊端，與正常人體解剖肢體的體積和質(zhì)量相差不大。該專利應(yīng)用三級(jí)行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)假肢手腕的屈伸， 能大大的提高了殘肢者的生活質(zhì)量，也增強(qiáng)了仿生效果、更加人性化。本發(fā)明的特點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小
(2)材料適當(dāng)，質(zhì)量輕
(3)三級(jí)減速，傳動(dòng)比大
(4)分次裝配，易裝配
(5)裝有超薄深溝軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)更平滑
(6)減少電量損耗。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體總裝圖； 圖2是電機(jī)模塊主視圖3是圖2中沿A-A的剖視圖； 圖4是行星減速機(jī)構(gòu)主視圖； 圖5是圖4中沿B-B的剖視圖； 圖6是行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋結(jié)構(gòu)立體圖； 圖7是上、下基座剖面圖8是假手電動(dòng)可屈曲腕關(guān)節(jié)與假手、臂筒連接的自然位立體圖； 圖9是假手電動(dòng)可屈曲腕關(guān)節(jié)與假手、臂筒連接的曲腕位立體圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一步說(shuō)明
如圖1所示，本發(fā)明的緊湊型仿生可屈曲假手腕關(guān)節(jié)由上基座19，下基座18，電機(jī)模塊 21，行星減速機(jī)構(gòu)22組成。電機(jī)模塊21和行星減速機(jī)構(gòu)22行星嚙合后，由三個(gè)螺桿固定在下基座18上。上基座19通過(guò)三個(gè)螺桿與行星減速機(jī)構(gòu)22輸出盤(pán)15連接，并且通過(guò)軸承外固定圈20與內(nèi)圈固定在電機(jī)外殼4上的超薄深溝軸承3連接。將上基座19的左側(cè)板與行星減速機(jī)構(gòu)22輸出盤(pán)15通過(guò)三個(gè)螺釘連接，上基座19 的右側(cè)與深溝軸承3外圈通過(guò)開(kāi)口箍連接。這樣就得到了如圖1所示的完整的假手可屈曲腕關(guān)節(jié)對(duì)。如圖2，3所示，電機(jī)模塊21包括直流電機(jī)1、一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，自鎖機(jī)構(gòu)，輸出機(jī)構(gòu)。直流電機(jī)1輸出軸與一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。電機(jī)模塊21中電機(jī)輸出齒軸9與銅環(huán)10過(guò)盈配合，銅環(huán)10與電機(jī)輸出軸外固定圈8過(guò)盈配合。兩個(gè)自鎖半齒條片7相對(duì)貼合后與電機(jī)輸出齒軸9嚙合，然后將裝有三個(gè)行星減速小軸承5的傳動(dòng)盤(pán)6的兩個(gè)腳插入自鎖半齒條片7。電機(jī)模塊21的裝配是將兩個(gè)半齒條片7裝在輸出機(jī)構(gòu)的輸出齒軸9上形成配合， 再將兩個(gè)半齒條片7與一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星傳動(dòng)盤(pán)6配合，然后一起裝入電機(jī)外殼4 中，插入直流電機(jī)1使直流電機(jī)1的輸出軸與三個(gè)軸承5形成配合，放入深溝軸承3，旋上電機(jī)壓蓋2就形成了完整的電機(jī)模塊21。如圖4，5所示，行星減速機(jī)構(gòu)22由二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪12，三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪14， 行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)13，行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)15，行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈16，行星減速機(jī)構(gòu)外殼17和行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋11 (圖6)構(gòu)成。將行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)15與行星減速機(jī)構(gòu)外殼17配合，裝入第三級(jí)行星齒輪14， 第三級(jí)行星齒輪14的輸入為一個(gè)中間行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)13，轉(zhuǎn)入行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán) 13后再裝入第二級(jí)行星齒輪12，旋上行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋11，這樣就完成了電機(jī)外行星減速機(jī)構(gòu)的裝配。將行星減速機(jī)構(gòu)由行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋11 一側(cè)插入電機(jī)模塊21的輸出齒軸9形成齒輪嚙合，再通過(guò)經(jīng)由下基座18的三個(gè)固定螺桿固定行星減速機(jī)構(gòu)22的徑向和軸向的
自由度。電機(jī)模塊21與下基座18的裝配方法將行星減速機(jī)構(gòu)22作為整體放入直流電機(jī)外殼4中，裝入直流電機(jī)1使其輸出軸與三個(gè)行星減速小軸承5構(gòu)成配合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。再將此部分由電機(jī)外殼4的尾部，按圖7中的下基座18從右到左插入，使電機(jī)外殼4頭部的臺(tái)階沉入下基座18的沉孔中，這時(shí)將深溝軸承3由電機(jī)外殼4的尾部插入，使其內(nèi)圈頂在下基座18的凸臺(tái)上。旋上電機(jī)壓蓋2。這樣就完成了電機(jī)模塊與下基座18的裝配。圖8是假手可屈曲腕關(guān)節(jié)M與假手模塊23、臂筒25連接的自然位?？汕偈滞箨P(guān)節(jié)M上面通過(guò)上基座19固定連接假手模塊23，下面通過(guò)下基座18與臂筒固定連接。在使用過(guò)程中，由肌電信號(hào)控制固定在下基座18上的直流電機(jī)1輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)， 電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)行星減速小軸承5的轉(zhuǎn)動(dòng)，行星減速小軸承帶動(dòng)行星傳動(dòng)盤(pán)6轉(zhuǎn)動(dòng)， 行星傳動(dòng)盤(pán)6通過(guò)自鎖機(jī)構(gòu)帶動(dòng)輸出齒軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就完成了電機(jī)外殼4內(nèi)部的一級(jí)行星減速傳動(dòng)。輸出齒軸9帶動(dòng)與它嚙合的行星減速機(jī)構(gòu)的第二級(jí)行星齒輪12，第二級(jí)行星齒輪 12帶動(dòng)一個(gè)中間行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)13，行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)13的齒軸帶動(dòng)與其嚙合的第三級(jí)行星齒輪14，第三級(jí)行星齒輪14帶動(dòng)行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)15，從而帶動(dòng)與其連接的上基座19的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)曲腕的功能(圖9)。
權(quán)利要求
1.一種緊湊型仿生可屈曲假手腕關(guān)節(jié)，包括上基座(19)，下基座(18)，電機(jī)模塊(21)， 行星減速機(jī)構(gòu)(22)，其特征在于所述電機(jī)模塊(21)由直流電機(jī)(1)、一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、自鎖機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)組成，直流電機(jī)(1)輸出軸與一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的行星傳動(dòng)盤(pán)(6)與輸出機(jī)構(gòu)的輸出齒軸(9)之間通過(guò)自鎖機(jī)構(gòu)的兩個(gè)自鎖半齒條片(7)相對(duì)貼合后與輸出齒軸 (9)嚙合連接；輸出齒軸(9)與銅環(huán)(10)過(guò)盈配合連接，銅環(huán)(10)與電機(jī)輸出軸外固定圈 (8)過(guò)盈配合連接；所述行星減速機(jī)構(gòu)(22)由二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪(12)，三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪(14)，行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)(13)，行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)(15)，行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈(16)，行星減速機(jī)構(gòu)外殼(17)和行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋(11)構(gòu)成，行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈(16)與行星減速機(jī)構(gòu)外殼 (17)過(guò)盈配合連接，行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)(15)置于行星減速機(jī)構(gòu)外殼(17)內(nèi)，并分別與三個(gè)三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪(14)間隙配合，三個(gè)三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪(14)與行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈 (16)嚙合，三個(gè)三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪(14)與行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)(13)嚙合，行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)盤(pán)(13)分別與三個(gè)二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪(12)間隙配合，行星減速機(jī)構(gòu)外殼(17)輸入端上固定連接行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋(11);行星減速機(jī)構(gòu)(22)由行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋(11) 一側(cè)插入電機(jī)模塊(21)的輸出齒軸(9)，使三個(gè)二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪(12)與輸出齒軸(9)嚙合; 上基座(19 )通過(guò)三個(gè)螺桿與行星減速機(jī)構(gòu)輸出盤(pán)(15 )連接，并且通過(guò)軸承外固定圈(8 )與內(nèi)圈固定在電機(jī)外殼(4 )上的超薄深溝軸承(3 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型仿生可屈曲假手腕關(guān)節(jié)，其特征在于所述電機(jī)模塊 (21)和行星減速機(jī)構(gòu)(22)行星嚙合后，由三個(gè)螺桿固定在下基座(18)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種緊湊型仿生可屈曲假手腕關(guān)節(jié)，包括上基座，下基座，電機(jī)模塊，行星減速機(jī)構(gòu)，電機(jī)模塊的直流電機(jī)輸出軸與一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的行星傳動(dòng)盤(pán)與輸出機(jī)構(gòu)的輸出齒軸之間通過(guò)自鎖機(jī)構(gòu)的兩個(gè)自鎖半齒條片相對(duì)貼合后與輸出齒軸嚙合連接；行星減速機(jī)構(gòu)的行星減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒圈與行星減速機(jī)構(gòu)外殼過(guò)盈配合連接，行星減速機(jī)構(gòu)由行星減速機(jī)構(gòu)封閉蓋一側(cè)插入電機(jī)模塊的輸出齒軸，使三個(gè)二級(jí)行星傳動(dòng)齒輪與輸出齒軸嚙合。本發(fā)明采用三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，手頭與手腕的連接采用了一種小徑向尺寸的深溝球軸承作為支承結(jié)構(gòu)，這種新型結(jié)構(gòu)可使手頭繞電機(jī)的中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)假肢手腕的屈伸，提高腕關(guān)節(jié)的仿生性、可靠性并減小體積。
文檔編號(hào)A61F2/72GK102178574SQ20111012050
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者傅丹琦, 喻洪流, 李繼才, 林起彪 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué), 丹陽(yáng)假肢廠有限公司