[实用新型]一种驱动绳索与四连杆机构组合式欠驱动仿生假肢手指

说明书

本实用新型公开了一种驱动绳索与四连杆机构组合式欠驱动仿生假肢手指。本实用新型手指本体部分包括手指机架、第一指节、拉伸弹簧、第二指节、指节联接件、第三指节；手指机械传动链包括微型电机微型减速器组件、微型蜗杆蜗轮副、驱动绳索组件、连杆；第一指节、第二指节、连杆及手指机架组成四连杆机构，第一指节的屈指及展指运动使第二指节从动地实现屈指及展指运动，形成欠驱动运动方式。本实用新型手指为模块式结构设计，便于整个手指的装配及拆除，手指结构简单，重量轻，手指的设计导致掌部厚度尺寸减小。

技术领域

本实用新型属于医疗康复器械领域，特别涉及一种驱动绳索与四连杆机构组合式欠驱动仿生假肢手指。

背景技术

假肢手安装于残疾人残肢端部，用于实现人手的某些功能。2008年以前，市场上销售较多的假肢手为德国OttoBock公司的Suva单自由度假肢手，该种假肢手能实现的动作模式有限，只具简单的开合功能，手指只具有一个运动关节。2008年以后，多自由度假肢手开始面世，比较有代表性的为英国的Blatchford&son公司生产的ilimb假肢手和冰岛Steeper公司生产的Bebionic假肢手。这两款假肢手均具有五个手指，其中食指、中指、无名指和小指机械结构相同，统称为手指，每个手指有两个关节，第一关节为主动关节，第二关节为从动关节，两个关节的运动是耦合的，每个手指由一台微型电机驱动，业内称这种驱动方式为欠驱动。ilimb假肢手的手指第一关节由蜗杆蜗轮驱动，微型电机微型减速器组件置于手指第一指节的空腔内，微型减速器输出轴通过锥齿轮副驱动蜗杆回转，蜗轮联接于手掌部，相对于手掌固定不动，当电机回转时，蜗杆连同微型电机微型减速器及第一指节绕蜗轮回转，实现手指的屈伸，第二关节由联接于蜗轮的绳索驱动。该型假肢手手指的主要缺陷为，微型电机微型减速器组件置于手指第一指节空腔内，虽然可以节省手掌的空间，却受微型电机微型减速器长度的限制，手指第一指节的长度长于人手指节长度，且微型电机微型减速器也作为微型电机的负荷，浪费了电机的有效功率，第一指节的回转中心即是蜗轮的中心，位于第一指节手掌心部，当佩戴仿人手皮时，手皮关节处变形很大，极大地浪费了电机的有效功率。手指能用于抓取的有效功率很小。Bebionic假肢手的手指第一关节由滑块连杆机构驱动，第二关节由四连杆机构驱动，四连杆的主动运动杆件即为第一指节，微型电机微型减速器组件置于手掌内。此型假肢手的主要缺陷为，手指第一关节传动链布置为两层，这虽然缩减了传动链的长度，却使手掌比较肥厚，影响了假肢手的外形美观。

另外，通过对现有的文献资料检索发现：

中国实用新型专利公开号：CN 103565562 A,名称：一种欠驱动假肢手。使用三台电机控制五个手指的运动，其中食指及中指由一台电机控制，无名指及小指由一台电机控制，拇指由一台电机控制，不能实现每个手指的独立运动。其机械传动链为，电机驱动丝杆螺母机构，再通过滑块导轨机构将电机的回转运动转化为滑块的线性运动，滑块拉动绳索驱动手指各指节，传动链较长，使手掌尺寸也较长；每个手指使用了三根绳索和多个导轮，比较复杂。拇指的外旋及拇指的曲伸运动不是独立的。

中国实用新型专利公开号：CN 1418765,名称：机器人灵巧手机构。每个手指的两个关节分由两台电机分别控制，虽然增加了灵活性，由于重量等原因不适用于假肢手。

中国实用新型专利公开号：CN 1365877,名称：机器人拟人多指手装置。食指、中指、无名指、小指四个手指用一台电机控制；拇指用一台电机控制。仅能实现五指抓取操作模式，其它的运动模式如两指捏取、鼠标双击等操作模式无法实现。

中国实用新型专利公开号：CN 103538077 A,名称：一种多自由度机器仿生手。使用六台电机控制假肢手，其中食指、中指、无名指、小指各用一台电机；拇指用两台电机，一台用于拇指外旋，一台用于拇指屈伸。电机都固定在手掌上，机械传动链为蜗杆蜗轮机构。手指和拇指电机顺次摆放，使手掌很长，拇指的第二指节不能作屈伸运动。

实用新型内容