[发明专利]一种实现稳定抓握动作的假肢手

说明书

本发明提供的一种实现稳定抓握动作的假肢手，包括执行机构和传动机构，所述传动机构包括连杆和牵引线，执行机构一端设有固定点，执行机构另外一端设有滑轮，牵引线绕过连杆和滑轮与固定点连接。本发明提供的实现稳定抓握动作的假肢手采用连杆和线牵引组合的机械结构，结合了柔性结构布局灵活、驱动力小和刚性结构刚性强、运动结果稳定的优势，采用指尖“动滑轮”式绕线法实现运动增力，配合连杆结构实现稳定的运动效果，在一套机械结构中兼顾了灵活性、抓握力量，抓握稳定性，可快速调节牵引线松紧度，使得假肢中的线索结构便于更换、调整、维修，且避免了线索结构假肢因使用时长久造成的假肢姿态变形。

技术领域

本发明涉及假肢手领域，特别涉及一种实现稳定抓握动作的假肢手。

背景技术

机械结构上肢假肢一般包括运动接受腔、运动源、执行结构、传动结构等部分。其中，接受腔指和残肢接触的腔体部分，一般根据残障情况定制而成。对于电动类假肢，运动源为外接电机、舵机、电池、单片机等电子部件，对于机械驱动类假肢，运动源为残障者的残余肢体。执行结构一般指假肢手的手掌和手指部分，这部分结构由运动源驱动实现最终的抓握运动功能。而传动结构将运动源、接受腔、和执行结构相连接，实现结构间的运动关系传递，对于电动类假肢，传动结构一般为电线，对于机械驱动类假肢，传动结构为机械结构。

不论是电动类假肢还是机械驱动类假肢，在执行结构、传动结构中，都需要一些机械结构实现手部运动效果以及运动的传递。因此，上肢假肢的机械结构的稳定性、强度、力传递效果等，对假肢的最终使用效果至关重要。

现有假肢的假肢结构一般包括2类，一类是以索控结构为代表的柔性机械结构，另一类是以连杆结构为代表的刚性机械结构。一般而言，索控为主的柔性结构的结构布局更加灵活，能够通过线索通道灵活地布局在假肢内部，实现各类运动结果，需要的驱动力较小，但是结构传动效率低、刚性较差且不稳定，容易因线索塑性变形或损坏导致运动结果不正确或运动失效；连杆为主的刚性结构运动效果更加稳定，结构传动效率高、刚性较强且较稳定，但是需要的驱动力较大。

为了实现稳定、可靠、抓握力大的假肢手抓握效果，科研人员已经进行了大量的研究，并取得了一定的进展，比如专利《一种索线传动三D打印假肢手臂》(申请号：201620519664.3，授权公告号：CN205831966U)公开了一种索控假肢手臂。该假肢手臂通过贯穿于上臂末端、前臂、手掌和手指末端的线索实现传动，当肘关节弯曲时，实现对线的拉扯，即弯曲手掌执行结构实现五指弯曲。但是，这类纯线索结构机械效率低，运动接结果不稳定，因此最终实现的抓握力较小且运动姿态不固定。此外，线索结构在使用时间较长后，会带来线索塑性变形，导致线索松紧力改变，从而导致抓握力进一步降低、五指抓握姿态不正确，因此使用寿命也较低。

专利《一种驱动绳索与四连杆机构组合式欠驱动仿生假肢手指》(申请号：201920102410.5，授权公告号：CN209827112U)也公开了一种手指由四连杆结构组成，掌指关节使用线索驱动的手指假肢结构。四连杆结构能够实现在进指节运动时，中远指节的联动弯曲，而通过线拉动近指节转动，可以实现手指整体弯曲。但是线直接拉动近指节时，由于线拉处在近指节关节处附近，所以力臂较小，所需要的拉线力极大，因此仅适用于驱动力较大的电动手，对于机械驱动类手，由于需要的驱动力较大，并不适用。此外，该方法对线索松紧力的随时调整也未提出解决办法。

专利《可多位置锁定的索控假手》(申请号：201910692803.0)也公开了一种可多位置锁定的索孔假肢手，用于实现稳定的抓握姿态。但是该结构通过齿轮、锁销等机构实现，结构复杂、占空间大，仅适用于全手掌假肢。此外，该方法对线索松紧力的随时调整也未提出解决办法。

发明内容