[发明专利]残疾人人体仿真机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯机械结构的仿真机械手，尤其涉及一种有臂残疾人仿真机械手。

背景技术

目前残疾人的仿真机械手分为有臂和无臂两种，无臂机械手需要依靠脚部、胸部等肌肉来运作，完成简单的生活动作。对于有臂机械手，大部分都采用双指或多指钳住的方式来完成取物品和持有物品的动作。如专利号为CN200720071414.9所申请的肌电手机械手头结构及附件，包括组成手头的食指和中指、拇指、手架板、连杆、食指-拇指轴组合件等组成，该种设计只单独采用了单轴转动，完成食指和拇指间的夹紧和放开，这种方式虽然简单，但是对保持物品的能力不高，与真实人手相差太大，由于该结构只能让手指的两个支点与物品接触，一方面接触点少就不容易拿住东西，另外接触面少而引发的大压强很容易把目标物体捏坏，从而无法拿取较小，易碎的物品，如陶瓷物品、甚至鸡蛋等。再一方面夹持方式的机械手张开程度有限，一般难以大于120度的范围，从而大大限制了该类机械手无法拿取大型体积的物品，如大直径的矿泉水，只有将手指设计的尽量长一些才能面前完成大物品的拿取，然而这比必将导致机械手过大，影响日常生活，在捏取小物品时候反而变得不方便。在普通的机械手的功能中是无法完成写字、烹调、用叉子和调羹进食的功能，对于这些人体仿真现有的机械手还是无法到达。针对以上所讲述的现有机械手的各种缺点，如拿捏物品的体积、易碎程度限制，对物品的拿持的牢固程度不够、对人体仿真距离过远，功能单一的缺点，本发明能提供有效克服上述问题的技术方案。

发明内容

为解决现有机械手的各种缺点，如拿捏物品的体积、易碎程度限制，对物品的拿持的牢固程度不够、对人体仿真距离过远，功能单一技术难题，本发明提供一种残疾人人体仿真机械手，该机械手具有极高的人体仿真程度，能够拿捏不同体积，易碎的物品，能够稳定、牢固的保持物品，同时具有其他如写字等人体高仿真的功能。

本发明为一种残疾人人体仿真机械手，包括手体、机械臂，手体和机械臂可通过锁扣装置实现结合和分离。所述的手体前侧设有若干手指，前侧手指由上指段、中指段、下指段依次活动连接，上指段下部与中指段上端部通过上指轴活动连接，中指段下部与下指段上端部通过中指轴活动连接，下指段下部与手指根上端部通过下指轴活动连接，所述的手体后侧设有一个或若干个拇指，拇指下部与拇指根通过拇指轴活动连接，所述的手体由拇指根与若干手指根固定连接而成，手体与传动体中部通过传动体轴活动连接，传动体上端部与拇指下端部通过拇指传动韧带活动连接，传动体中部与下指段下端部通过下指传动韧带活动连接，中指段下端部与指根的中部通过中指传动韧带活动连接，上指段下端部与下指段上部通过上指传动韧带活动连接，传动体另一端活动连接连杆，该连杆的另一端连接固定装置。该残疾人人体仿真机械手，模仿人体手指结构，拥有三个手指段，分别是上指段、中指段和下指段，而每两个手指段之间通过上指轴、中指轴活动连接，下指段与手体也通过下指轴活动连接，与人体手指不一样的是，传动各个手指段的传动韧带并非一体，而是在两个相隔指段之间通过一个金属做的传动韧带活动连接，如上指段与下指段之间，中指段与指根之间，都通过传动韧带活动连接，特别重要的是，上述所说的上部与上端部之间的位置关系，这里的上端部比上部更加靠近指段的端部，只有这样才能通过指关节的运动迫使相邻指段在传动韧带的驱动下，完成弯转和伸直动作，起始驱动是通过活动连接在指根处的传动体完成，该传动体转动到一个极限角度的时候，机械手便完成握紧或者伸直的动作，因为传动体也通过传动韧带与拇指和和下指段活动连接，而传动体的转动是依靠连接在传动体后端部的连杆推动完成的，而连杆的推动则是通过手臂的弯曲和伸直的不同状态引起的拉动和推动作用，因为当连杆和人体小臂、大臂之间构成三角形的时候，小臂和大臂形成一直线上的时候，所形成的三角形的另一边就要求变长，而连杆是刚性的，所以连杆只能通过拉动传动体的方式满足长边三角形的形成，此时传动体也通过传动韧带的作用，让机械手成伸开状态，反之，当形成小边三角形的时候，机械手就形成握紧状态，如此一来，依靠手臂的弯曲和张开两种方式就能完成了机械手的两种工作状态，这种模拟人手的机械手具有对物体多触点方式，能够更好的紧紧握住物体，把物体进行圆周式的包围，更节省力气，弯曲的手指也不会造成行动不便，将近180度的手指伸展角度能够握住大体积的物体，受力平均也让机械手不容易损坏，延长实用寿命。