專(zhuān)利名稱:假手自動(dòng)換速增力機(jī)構(gòu)的制作方法
本發(fā)明涉及的是康復(fù)工程領(lǐng)域中的一種外動(dòng)力式假手機(jī)構(gòu)。
假手機(jī)構(gòu)中的手指，既要求有與健康人相近的運(yùn)動(dòng)速度，又要求有足夠的握力，以滿足仿生要求。現(xiàn)有的外動(dòng)力式假手機(jī)構(gòu)是由微型電機(jī)、定傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)和手指機(jī)構(gòu)組成，全部機(jī)構(gòu)要安裝在手掌心內(nèi)，微型電機(jī)功率很小，在傳動(dòng)比不變的情況下，滿足手指的正常運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，握力很小;按滿足較大握力設(shè)計(jì)時(shí)，手指速度過(guò)慢。有的假手采用變傳動(dòng)比的傳動(dòng)方案可輸出較大握力，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝難度大。
本發(fā)明的任務(wù)是解決手指機(jī)構(gòu)的速度與握力之間的矛盾，采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)方案實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比傳動(dòng)，達(dá)到自動(dòng)換速的目的。
本發(fā)明的傳動(dòng)方案是設(shè)置在微型電機(jī)和手指機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)系統(tǒng)，是由前級(jí)齒輪傳動(dòng)和后級(jí)行星齒輪傳動(dòng)組成的變傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)比的變換是通過(guò)裝在行星齒輪傳動(dòng)和手指機(jī)構(gòu)之間的兩層相互串聯(lián)的雙向超越離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)手指自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)由微型電機(jī)經(jīng)前級(jí)齒輪傳動(dòng)再通過(guò)一個(gè)彈性元件和兩級(jí)超越離合器傳至手指機(jī)構(gòu)，手指快速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)手指接觸物體時(shí)，第一層超越離合器自動(dòng)切斷，運(yùn)動(dòng)由微型電機(jī)經(jīng)前級(jí)齒輪傳動(dòng)和后級(jí)行星齒輪傳動(dòng)傳至手指機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)比增大，手指低速運(yùn)動(dòng)，握力增大。這兩條傳動(dòng)路線的切換是根據(jù)手指的受力狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行的。
本發(fā)明的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖如圖1所示。由齒輪〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕組成前級(jí)齒輪傳動(dòng)，齒輪〔6〕、〔16〕、〔17〕、杯形系桿〔14〕組成后級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，〔9〕、〔10〕、〔11〕和〔12〕、〔13〕、〔14〕組成兩層雙向超越離合器，〔8〕是彈性元件，〔15〕是撥爪。來(lái)自微型電機(jī)的運(yùn)動(dòng)由齒輪〔6〕分解為傳動(dòng)比不同的兩條路線傳遞當(dāng)手指自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)由齒輪〔6〕經(jīng)撥盤(pán)〔7〕、彈性元件〔8〕、內(nèi)環(huán)〔9〕、滾子〔10〕、外環(huán)〔11〕、內(nèi)環(huán)〔12〕傳至手指機(jī)構(gòu)。這條路線的傳動(dòng)比，根據(jù)手指的正常速度范圍，可取i＝15～19。當(dāng)手指接觸物體時(shí)，兩層超越離合器的內(nèi)環(huán)〔9〕、〔12〕受阻，彈性元件〔8〕產(chǎn)生較大變形，撥爪〔15〕將滾子〔10〕推開(kāi)，切斷第一條傳動(dòng)路線，運(yùn)動(dòng)沿第二條路線傳遞，即由齒輪〔6〕經(jīng)行星輪降速，再經(jīng)系桿〔14〕、滾子〔13〕、內(nèi)環(huán)〔12〕傳至手指機(jī)構(gòu)。第二條路線的傳動(dòng)比為i＝115～143。
當(dāng)手指握緊物件，切斷電機(jī)電源后，在被握物體的反彈力作用下，兩條路線同時(shí)接通，按差動(dòng)原理向齒輪〔6〕反向傳動(dòng)。由于兩條路線速度不同，運(yùn)動(dòng)將自鎖，從而實(shí)現(xiàn)了一套傳動(dòng)裝置完成兩種功能的要求。
利用本發(fā)明裝配的外動(dòng)力式假手換速增力和自鎖性能穩(wěn)定可靠，傳動(dòng)效率高，反彈率低。
權(quán)利要求
1.一種外動(dòng)力式假手機(jī)構(gòu)由微型電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和手指機(jī)構(gòu)組成，其特征在于傳動(dòng)系統(tǒng)中有一個(gè)由前級(jí)齒輪傳動(dòng)、后級(jí)行星齒輪傳動(dòng)和兩層相互串聯(lián)的雙向超越離合器組成的，能通過(guò)彈性元件和拔爪切換傳動(dòng)路線的自動(dòng)換速增力機(jī)構(gòu)。
2.按權(quán)項(xiàng)1所述的假手機(jī)構(gòu)，其特征是傳動(dòng)系統(tǒng)從齒輪〔6〕開(kāi)始分解為兩條傳動(dòng)路線第一條傳動(dòng)路線由齒輪〔6〕經(jīng)拔盤(pán)〔7〕、彈性元件〔8〕、第一層超越離合器的〔9〕、〔10〕、〔11〕，再經(jīng)第二層超越離合器內(nèi)環(huán)〔12〕傳至手指機(jī)構(gòu);第二條傳動(dòng)路線由齒輪〔6〕經(jīng)行星輪〔16〕、系桿〔14〕、滾子〔13〕和內(nèi)環(huán)〔12〕傳至手指機(jī)構(gòu)。
3.按權(quán)項(xiàng)1所述的假手機(jī)構(gòu)，其特征是兩條傳動(dòng)比不同的傳動(dòng)路線的切換是根據(jù)手指的受力狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行的，在拔盤(pán)〔7〕上有拔爪〔15〕，拔爪與滾子〔10〕之間保持一定的間隙，當(dāng)手指自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈性元件〔8〕變形很小，拔爪與滾子不接觸，當(dāng)手指受阻時(shí)，彈性元件變形增大，拔爪將滾子推開(kāi)。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明是康復(fù)工程領(lǐng)域中的一種假手傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)。現(xiàn)有的假手機(jī)構(gòu)采用傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式，在電 機(jī)功率很小的情況下，只能保證手指的正常運(yùn)動(dòng) 速度，握力很小。增大握力時(shí)，手指的運(yùn)動(dòng)速度 過(guò)慢，兩者不能兼顧。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種根據(jù)手 指的載荷情況能自動(dòng)換速增力的機(jī)構(gòu)，當(dāng)手指空 載運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)以較快的速度運(yùn)行，當(dāng)手指 受載時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)降速增力，從而保證了速度和握 力的雙重要求。傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)換速增力是采用 彈性元件和雙層雙向超越離合器按照差動(dòng)原理組 合而成的。該傳動(dòng)裝置還具有反向自鎖功能。
文檔編號(hào)A61F2/50GK85100043SQ85100043
公開(kāi)日1985年9月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者張濟(jì)川, 張偉成, 黃靖遠(yuǎn), 王興信 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan