一種高度欠驅動多指靈巧手的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及康復工程領域，具體涉及一種高度欠驅動多指靈巧手，用于幫助殘疾人實現(xiàn)日常生活自理。主要用于替代人手實現(xiàn)抓握動作和抓取不同物體。
【背景技術】
[0002]肢體殘疾特別是上肢殘疾作為一個有特殊困難和特殊要求的群體，很難進行正常生活和很好的融入社會。為了幫助他們改善現(xiàn)有狀況、跟上社會發(fā)展步伐，使用假肢手是最直接有效的手段。而目前大部分的人手假肢只是對人手進行簡單的外觀模仿，缺乏活動功能，不能像人手那樣進行各種操作。而一些進口的高檔假肢手，盡管操作靈活、適應性好，卻因為價格昂貴讓普通人難以支付。這些原因都使得殘疾人對假肢手的使用受到限制。為此，本實用新型提供一款高度欠驅動多指靈巧手，該靈巧手能實現(xiàn)人手的基本功能，具有結構簡單，重量輕、制作成本低等優(yōu)點，可替代人手幫助殘疾人在日常生活中自理。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的技術目的是克服現(xiàn)有技術中的問題，提供一種高度欠驅動多指靈巧手，該靈巧手重量輕、制作成本低，能實現(xiàn)人手的基本功能，可替代人手幫助殘疾人改善現(xiàn)有狀況，實現(xiàn)生活自理，很好的融入社會。
[0004]本實用新型為了解決其技術問題所采用的技術方案是:一種高度欠驅動多指靈巧手，其特征在于，包括用于固定安裝各個構件并與手臂相連的手掌；所述手掌后端中部設置手指驅動電機組件，所述驅動電機組件端部設置繞線輪，所述繞線輪和滑輪導桿組件通過鋼絲繩連接；所述滑輪導桿組件通過鋼絲繩連接各手指關節(jié)的驅動繩輪。所述手掌右端中部設置拇指組件。所述手掌前端設置食指組件、中指組件、無名指組件和小指組件。
[0005]前述的高度欠驅動多指靈巧手，所述的手掌設計為鋁合金平面矩形結構，用于安裝驅動電機及減速裝置、各手指組件和滑輪導桿組件。手掌尺寸根據(jù)人的手掌比例設計，以確保假肢手更接近人手結構。
[0006]前述的高度欠驅動多指靈巧手，所述拇指組件主要由手掌連接板、近端指骨旋轉軸、軸承端蓋、關節(jié)連接板、驅動繩輪、軸承端蓋、末端指節(jié)、緊固螺釘、遠端指骨旋轉軸、關節(jié)連接板、中端指骨旋轉軸、軸承端蓋、向心關節(jié)軸承組成。食指可實現(xiàn)各指節(jié)的彎曲運動。
[0007]前述的高度欠驅動多指靈巧手，所述食指組件、中指組件、無名指組件和小指組件結構形式與食指組件完全相同，但各零件的尺寸和各轉動關節(jié)之間的相對距離依據(jù)人手比例設計。手指彎曲均通過鋼絲繩拉動驅動繩輪來實現(xiàn)。由于采用同一電機驅動，各關節(jié)運動不相互獨立，關節(jié)轉動的角度取決于滑輪直徑和繞線方式。
[0008]前述的高度欠驅動多指靈巧手，所述滑輪導桿組件由動滑輪、導桿和繩子組成，每個動滑輪兩側對稱布置一個導桿，導桿固定在手掌上，起改變繩子方向的作用。動滑輪可在手掌內沿直線軌道移動。當拉動底部的繩子時，能帶動各級滑輪和繩子，使各手指同時合起；當有手指被阻礙時，通過滑輪的移動調整，其他手指可繼續(xù)合起，該滑輪導桿組件具有自調節(jié)能力。
[0009]綜上所述，本靈巧手是由繩和滑輪傳遞運動與動力的欠驅動簡單機械手，五個手指可實現(xiàn)彎曲運動，運動方式與人手相似，能完成人手的簡單抓握動作。由于手指多個指節(jié)的彎曲運動均由一套驅動電機裝置完成，省去很多動力源和減速裝置，減輕了重量。另外，所有手指均采用相同的結構形式，方便加工制造，可節(jié)約生產成本。本靈巧手在幫助殘疾人改善現(xiàn)有狀況，實現(xiàn)生活自理方面有重要的社會意義和廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的靈巧手的結構總圖；
[0011]圖2是本實用新型拇指組件的具體結構圖；
[0012]圖3是本實用新型手掌組件的具體結構圖；
[0013]其中:圖1中的編號分別為:1、拇指組件，2、食指組件，3、中指組件，4、無名指組件，5、小指組件，6、手掌組件；
[0014]圖2中的編號分別為:7、手掌連接板，8、近端指骨旋轉軸，9、軸承端蓋，10、關節(jié)連接板，11、驅動輪，12、軸承端蓋，13、末端指節(jié)，14、緊固螺釘，15、遠端指骨旋轉軸，16、關節(jié)連接板，18、軸承端蓋，19、向心關節(jié)軸承；
[0015]圖3中的編號分別為:20、手掌，21、電機組件，22、滑輪導桿連接組件，23、滑輪，
24、繞線輪。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的技術方案、技術特征、達成目的與功能易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述。
[0017]如圖1、圖2、圖3所示，一種高度欠驅動多指靈巧手，其特征在于，包括用于固定安裝各個構件并與手臂相連的手掌20 ;所述手掌后端中部設置手指驅動電機組件21，所述驅動電機組件21端部設置繞線輪24，所述繞線輪24和滑輪導桿組件22通過鋼絲繩連接；所述滑輪導桿組件22通過鋼絲繩連接各手指關節(jié)的驅動輪11。所述手掌20右端中部設置拇指組件。所述手掌20前端設置食指組件、中指組件、無名指組件和小指組件。
[0018]下面根據(jù)圖1-圖3說明本實用新型的工作過程:
[0019]靈巧手抓握物體時的工作過程:
[0020]驅動電機組件21啟動，帶動繞線輪24轉動，拉緊纏繞在滑輪導桿組件22上的鋼絲繩，鋼絲繩的一端連接拇指組件，另一端連接另一滑輪導桿組件。隨著鋼絲繩的拉緊，驅動輪11轉動，帶動近端指骨旋轉軸8轉動，近端指骨旋轉軸8轉動帶動關節(jié)連接板10轉動，完成近端指關節(jié)的彎曲運動。位于中端指骨旋轉軸17上的驅動輪由于鋼絲繩拉緊轉動，中端指骨旋轉軸17旋轉帶動關節(jié)連接板16轉動，完成近端指關節(jié)的彎曲運動。由于鋼絲繩拉緊，位于遠端指骨旋轉軸15上的驅動輪轉動，遠端指骨旋轉軸15旋轉帶動末端指節(jié)13轉動，完成遠端指關節(jié)的彎曲運動。各關節(jié)彎曲的角度取決于滑輪直徑和繞線方式。
[0021]其他手指的彎曲過程與拇指相似。由于采用同一電機驅動，各關節(jié)運動不相互獨立，五個手指同時張合；當有手指被阻礙時，通過滑輪的移動調整，其他手指可繼續(xù)合起。靈巧手通過五個手指的彎曲完成物體的抓握，各手指的彎曲程度依據(jù)物體的形狀，通過控制驅動電機的轉角控制。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種高度欠驅動多指靈巧手，其特征在于，包括用于固定安裝各個構件并與手臂相連的手掌；所述手掌后端中部設置手指驅動電機組件，所述驅動電機組件端部設置繞線輪，所述繞線輪和滑輪導桿組件通過鋼絲繩連接；所述滑輪導桿組件通過鋼絲繩連接各手指關節(jié)的驅動繩輪；所述手掌右端中部設置拇指組件；所述手掌前端設置食指組件、中指組件、無名指組件和小指組件。2.根據(jù)權利要求1所述的高度欠驅動多指靈巧手，所述的手掌設計為鋁合金平面矩形結構，用于安裝驅動電機及減速裝置、各手指組件和滑輪導桿組件；手掌尺寸根據(jù)人的手掌比例設計，以確保假肢手更接近人手結構。3.根據(jù)權利要求1所述的高度欠驅動多指靈巧手，所述拇指組件主要由手掌連接板、近端指骨旋轉軸、軸承端蓋、關節(jié)連接板、驅動繩輪、軸承端蓋、末端指節(jié)、緊固螺釘、遠端指骨旋轉軸、關節(jié)連接板、中端指骨旋轉軸、軸承端蓋、向心關節(jié)軸承組成；食指可實現(xiàn)各指節(jié)的彎曲運動。4.根據(jù)權利要求1所述的高度欠驅動多指靈巧手，所述食指組件、中指組件、無名指組件和小指組件結構形式與食指組件完全相同，但各零件的尺寸和各轉動關節(jié)之間的相對距離依據(jù)人手比例設計；手指彎曲均通過鋼絲繩拉動驅動繩輪來實現(xiàn)；由于采用同一電機驅動，各關節(jié)運動不相互獨立，關節(jié)轉動的角度取決于滑輪直徑和繞線方式。5.根據(jù)權利要求1所述的高度欠驅動多指靈巧手，所述滑輪導桿組件由動滑輪、導桿和繩子組成，每個動滑輪兩側對稱布置一個導桿，導桿固定在手掌上，改變繩子方向；動滑輪可在手掌內沿直線軌道移動；當拉動底部的繩子時，帶動各級滑輪和繩子運動，使各手指同時合起；當有手指被阻礙時，通過滑輪的移動調整，其他手指可繼續(xù)合起；所述滑輪導桿組件具有自調節(jié)能力。
【專利摘要】本實用新型設計了一種高度欠驅動多指靈巧手。它解決了現(xiàn)有的假肢手要么不能像人手那樣進行各種操作，要么價格昂貴的問題。該靈巧手，其特征在于，包括用于固定安裝各個構件并與手臂相連的手掌；所述手掌后端中部設置手指驅動電機組件，所述驅動電機組件端部設置繞線輪，所述繞線輪和滑輪導桿組件通過鋼絲繩連接；所述滑輪導桿組件通過鋼絲繩連接各手指關節(jié)的驅動繩輪。所述手掌右端中部設置拇指組件。所述手掌前端設置食指組件、中指組件、無名指組件和小指組件。本靈巧手能完成人手的簡單抓握動作，具有制造方便、結構簡單、重量輕的優(yōu)點，在幫助殘疾人改善現(xiàn)有狀況，實現(xiàn)生活自理方面有重要的社會意義和廣闊的應用前景。
【IPC分類】B25J15/10
【公開號】CN204736224
【申請?zhí)枴緾N201520014392
【發(fā)明人】張明輝, 王海, 白文廣
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年1月9日