[发明专利]一种基于肌电控制的多传感闭链级联式手部假肢

说明书

本发明涉及人肢体可穿戴智能替代物与医疗器械领域，尤其涉及一种基于肌电控制的多传感闭链级联式手部假肢，包括：四指机构、拇指机构、手背板、电机托板、电机和电气部分，四指机构包括假指组、摇杆组和连杆组，拇指机构包括拇指假指组、拇指摇杆组和拇指连杆组，电气部分包括传感器组、电控组、显示器和肌电采集模块，传感器组包括多种传感器模块，传感器组嵌入在假指远指段，电控组包括核心PCB板、电机驱动模块和电池，肌电采集模块嵌入在电机托板内侧与前臂接触部位，与前臂的指伸肌和指浅屈肌贴合。本发明采用肌电控制、电机驱动、闭链级联式结构传动并由多传感器反馈控制，能够模块化拆卸适应不同手部体征，复现和丰富手部原有功能。

技术领域

本发明涉及人肢体可穿戴智能替代物与医疗器械领域，尤其涉及一种基于肌电控制的多传感闭链级联式手部假肢。

背景技术

手是人们日常生活和生产作业过程中最重要的器官之一，同时具备多项功能：抓握拿捏物体、体验物体触感、感知物体温度、丈量物体大概尺寸等，同时人们也会使用手去完成一些较为危险的活动，时常造成手部损伤甚至手部肢体残缺或者手部功能损失，严重影响人们生活质量。据全国残疾人数量统计显示，各类残疾人总量和占总人口比例均有上升，其中肢体残疾2412万人，占残疾人总数的29.07％。综上，如何替代手部残缺肢体和辅助损伤肢体完成手功能，恢复正常的生产生活能力，显得至关重要。

随着我国经济的发展，面向残疾人的社会福利越来越高，帮助残疾人恢复正常的生产生活，能够减小社会压力、减轻家庭负担，使得智能假肢越来越成为研究的热点，涌现出了大量的假肢产品，但由于目前的假肢产品大多针对肢体大关节，如前臂、小腿、整个上肢和整个下肢等，专门用于手部的假肢研发较少。中国专利申请号为：CN201810943869.8的发明专利公开了一种基于语音控制与视觉识别的智能假肢手及其系统和方法，该专利所述的手部假肢具备3个自由度，采用肌电、语音和视觉识别的综合控制。但仍存在以下问题：

（1）手部假肢自由度过少，只能完成整根手指的弯曲，无法实现模仿人类真实手指的三关节分别弯曲和伸展，手指灵活度差；

（2）手部假肢不具备反馈环节，只能完成手部抓握等物理动作，不能反馈物体温度和抓握时的压力，也不具备其他额外的辅助功能，实用性和功能性差；

针对上述问题，设计一种高自由度，手部各个关节可动，具备多传感器反馈的多功能手部假肢具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，设计了一种基于肌电控制的多传感闭链级联式手部假肢。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于肌电控制的多传感闭链级联式手部假肢，包括四指机构、拇指机构、手背板、电机托板、电机和电气部分；

所述四指机构包括：假指组、摇杆组和连杆组，所述四指机构包括了食指、中指、环指和小指四根假指，根据人体手部食指、中指、环指和小指的长度比例，所述四指机构中各个假指的各零部件长度也呈对应比例，但各个假指具有完全相同的机械结构；

进一步地，所述假指组包括：指掌连接杆、近指段、中指段和远指段，其中，指掌连接杆与所述手背板铰接，近指段、中指段和远指段分别对应人体真实手部四指的近指端、中指端和远指端；

进一步地，所述摇杆组包括：第一摇杆、第二摇杆、第三摇杆、第四摇杆和第五摇杆，所述第一摇杆、第二摇杆、第三摇杆、第四摇杆分别与所述假指组的各个假指铰接，所述第五摇杆是所述四指机构的输入杆，与所述手背板铰接；

进一步地，所述连杆组包括：第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆分别与所述摇杆组铰接；

所述拇指机构包括：拇指假指组、拇指摇杆组和拇指连杆组；