[实用新型]一种肌电信号控制的单自由度假肢肘关节

说明书

本实用新型公开了一种肌电信号控制的单自由度假肢肘关节，涉及假肢领域，包括驱动电机、传动系统、滑移齿轮、直线伺服电机、拨叉连接机构。当大臂腔和小臂腔成180度且肘关节仍接收到大臂腔中持续伸的肌电信号时，直线伺服电机驱动拨叉连接机构带动滑移齿轮脱离与传动系统的啮合，进入自由摆动状态；在自由摆动状态，当肘关节接收到大臂腔中持续屈的肌电信号时，直线伺服电机驱动拨叉连接机构带动滑移齿轮与传动系统啮合，进入电动屈伸状态。本实用新型自动实现肌电假肢肘关节在电动屈伸和自由摆动之间切换，具有及时响应、稳定可靠、方便易用的优点。

技术领域

本实用新型涉及假肢领域，尤其涉及一种肌电信号控制的单自由度假肢肘关节。

背景技术

肢残患者是社会上具有特殊困难的弱势群体。由于工伤事故、交通事故、自然灾害、疾病病变和先天性缺陷等各种因素，不可避免产生数量不少的上肢缺失者，其中有一部分是肘离断或上臂截肢患者。如何提高这些肢残患者的生活质量和工作质量，尤其是提高那些截肢者的生活质量，是全社会的责任。发展康复事业、服务残障者是社会进步的体现，也是我国民生科技的一个重要组成部分。

假肢技术经过长期的发展，具有电动肘关节的肌电控制上臂假肢已广泛使用。目前国内外上肢假肢肘关节的设计，大多都是由多级齿轮减速实现关节驱动，以便患者在需要时电动抬起或放下前臂。但若患者正常步行时，肘关节需要自由屈伸以实现前臂自由摆动。而这种肘关节由于无离合装置，不能像正常人手臂那样随意摆动，使得患者在形象上显得僵硬，不自然。为此，市场上出现了带有被动切换离合器的电动肘关节，通过操纵离合器切换电动肘关节工作状态，由于是被动切换，因此在使用上不便于患者操作。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种肌电信号控制的单自由度假肢肘关节，实现肘关节状态的自由切换。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是能够实现肘关节的伸屈功能，又能在不需要伸屈时，使前臂能像正常人一样自由摆动，而不需要被动切换。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种肌电信号控制的单自由度假肢肘关节，包括顶盖、驱动电机、传动系统、直线伺服电机、拨叉连接机构、滑移齿轮、输出轴、肘关节外壳，驱动电机经传动系统驱动滑移齿轮，带动输出轴和小臂腔转动，直线伺服电机根据肌电信号和肘关节的状态，经拨叉连接机构驱动滑移齿轮轴向运动，与传动系统啮合或脱离，肘关节相应进入电动屈伸或自由摆动状态。

进一步地，传动系统为双联齿轮传动，驱动电机的涡轮与双联齿轮齿一啮合，组成一级齿轮传动，双联齿轮齿二与滑移齿轮啮合，组成二级齿轮传动。

进一步地，滑移齿轮通过键槽固定在输出轴上。

进一步地，输出轴通过舵盘与小臂腔装配。

进一步地，输出轴由两端的角接触球轴承实现轴向与径向定位。

进一步地，肘关节处于电动屈伸状态时，当小臂腔达到向下伸展的极限位置且肘关节仍接收到大臂腔中持续伸的肌电信号时，直线伺服电机驱动拨叉连接机构带动滑移齿轮与传动系统脱离，肘关节进入自由摆动状态。

进一步地，向下伸展的极限位置为小臂腔和大臂腔成180度。

进一步地，输出轴上安装有凸轮，肘关节上安装有微动开关，当小臂腔和大臂腔成180度时，凸轮触动微动开关。

进一步地，肘关节处于自由摆动状态时，当肘关节接收到大臂腔中持续屈的肌电信号时，直线伺服电机驱动拨叉连接机构带动滑移齿轮与传动系统啮合，肘关节进入电动屈伸状态。

进一步地，直线伺服电机、U形连接件、拨叉、滑块、滑移齿轮依次连接，当直线伺服电机直线运动时，带动拨叉转动，带动滑块沿滑移齿轮的轴向运动。

进一步地，拨叉可绕U形连接件转动。