[实用新型]五指独立驱动的机械仿真手

说明书

技术领域

本实用新型涉及康复医学工程领域的机械仿真手，特别是涉及一种由使用者肌电控制的机械仿真手。

背景技术

手的动作十分灵巧并具有复杂的功能。现有的康复医学工程领域的机械仿真手，虽然在重量和高把握力方面已经具备了实用性，但是在实际使用时自由度很低。另外，还有很多利用仿生学而实现的机械仿真手，它们为了实现高自由度，而忽略了满足合适的重量指标，且有把握力小的问题，使其不适合实际应用。例如现有厂家生产的产品，都分别存在着如下缺点：··

····现有的一至三个自由度的仿真手，它仅具有二至三个手指，且手腕是被动旋转的，需要在使用时进行调整，造成了残疾人使用的不方便。另外，机械仿真手的重量大，残疾人长时间佩戴困难；

····有些科研院校研发了欠驱动拟人机械手，由于使用了过多的齿轮机构，体积大，质量大，成本高，残疾人难以实际使用。

实用新型内容

基于上述现有技术，本实用新型提出了一种五指独立驱动的机械仿真手，该机械仿真手的五指与人手手指具有相似的关节结构，由相应的电机带动进行独立地张开、闭合运动；拇指可以侧向转动，从而使拇指可以向其余手指方向产生侧向夹取运动。另外，该机械仿真手的手腕处有三个转动关节轴，使得机械仿真手可以产生内外旋转，上下翻转，侧向左右转动。

本实用新型提出的一种五指独立驱动的机械仿真手，包括五个手指即一拇指、一食指、一中指、一无名指和一小指和手腕：所述手指和手腕共具有19个自由度：其中，每根手指分别具有三个关节即远位指骨间关节、近位指间关节和掌指关节，所述每根手指的三个关节通过第一线和第二线与驱动电机连接，以牵引每根手指的运动；所述手腕设置有三个关节即围绕z轴旋转的关节、围绕x轴旋转的关节以及设置两者之间的一个围绕y轴旋转的关节，所述手腕的关节设置有驱动电机的绕线带动手腕转动；

所述驱动电机采用一部驱动电机；

所述第一线和所述第二线分别与同一驱动电机相连接且同向运动，第一线的转动半径大于第二线的转动半径，第一线连接控制手指的掌指关节转动，第二线连接控制手指的远位指骨间关节和近位指间关节；

所述第一线和所述第二线分别与同一驱动电机相连接且同向运动，第一线的转动半径大于第二线的转动半径，第一线连接控制手指的远位指骨间关节和近位指间关节，第二线连接控制手指的掌指关节转动；

所述驱动电机采用两部驱动电机；

所述第一线与所述第二线分别在第一驱动电机和第二驱动电机的驱动下同向运动，其中，第一线连接控制手指的掌指关节转动，第二线连接控制手指的远位指骨间关节和近位指间关节；

所述手腕的关节设置有驱动电机的绕线为手腕绕z轴旋转的关节处的转动轴和所述拇指的绕z轴旋转的关节处的转动轴上面分别固定有两组不同绕向的线，通过相应电机的正反转分别实现手腕和拇指的垂直旋转；

所述驱动电机与机械仿真手分开设置。

与现有技术相比，本实用新型特别模拟人手的结构特性，开发了一种新型的机械仿真手，该机械仿真手的五指与人手手指具有相似的关节结构，但是自由度更高，并且结构简单，质量轻，以及使用线拉动手进行运动柔性好，成本低，运动灵活，因此有利于残疾人在日常生活中使用；手指有三个活动关节，可以稳定把握不同形状的物体，便于残疾人日常使用。

附图说明

图1为本实用新型的五指独立驱动的机械仿真手的结构示意图；

图2为本实用新型的五指独立驱动的机械仿真手的手指关节第一种驱动方式的实施例示意图；

图3为本实用新型的五指独立驱动的机械仿真手的手指关节第二种驱动方式的实施例示意图；

图4为本实用新型的五指独立驱动的机械仿真手的手指关节第三种驱动方式的实施例示意图；

图5为本实用新型的五指独立驱动的机械仿真手的拇指和手腕垂直旋转的绕线方式示意图；

图6为本实用新型的的五指独立驱动的机械仿真手的手腕处三个转动关节结构示意图；

图7为本实用新型的的五指独立驱动的机械仿真手的手腕侧向左右转动的绕线方式示意图；

图8为本实用新型的的五指独立驱动的机械仿真手的手腕上下翻转运动的绕线方式示意图。

具体实施方式