[发明专利]舵机驱动式肩离断型上假肢

说明书

技术领域

本发明涉及人体假肢，特别涉及包括肩部有两个自由度运动关节的肩离断型上假肢。

背景技术

目前的人体肩离断型上假肢产品多数属于装饰性美容假肢，少量具有部分操作功能。具有操作功能的假肢一般有索控假肢与肌电控制假肢等。索控假肢是靠绳索的机械牵引操作假肢各个关节的动作，肌电控制假肢是靠肌电信号发出的控制指令来操作由电机驱动的假肢各个关节的动作，这类离断型上假肢一般是由上臂、肘关节、前臂、腕关节和机械手等连接组成。现有的具有操作功能的产品仍然存在以下实际问题：一是上假肢的动作自由度一般都不足4个(包括手部开合动作)，只有极少数的肩离断型上假肢产品具有能活动的肩关节，而且有活动肩关节的也只有1个肩关节自由度，这样就严重影响到上假肢的灵活性和实用性；二是索控假肢各个关节的活动完全靠机械装置来驱动，其操作性和各个关节间活动的协调性难以保证；再就是肌电控制的假肢往往采用直流电机与减速器配合的方式来驱动假肢各个关节的运动，而且对关节运动的位置和速度往往不具备实时检测的功能，这就不利于机器人技术向上假肢技术上的移植；特别是，若要在肩关节处采用具有仿人功能的具有两个自由度的肩关节形式，直流电机加减速器的结构方式会使得假肢肩部的外形与正常人的肩部外形很不相像，很不自然。

怎样更灵活地控制肩离断型上假肢的操作性能？怎样更好地将机器人技术移植到上假肢技术中来？怎样使得上假肢的肩部具有更多的自由度又使其结构紧凑？这是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的任务在于解决现有肩离断型上假肢所存在的上述问题，提供一种舵机驱动式肩离断型上假肢。

其技术解决方案是：

一种舵机驱动式肩离断型上假肢，是由肩关节、上臂、肘关节、前臂、腕关节和机械手连接组成；其特征在于：

所述的肩关节、肘关节、前臂的旋转动作以及腕关节均采用舵机机构；

所述的肩关节是由用于前摆的和外摆的两个舵机机构组成，两个舵机机构的输出法兰上分别固定有U型架，两个U型架在同时固定在一个位于肩部的舵机架连接板上，前摆舵机机构再通过它的舵机座固定在假肢支撑架上，外摆舵机机构再通过它的舵机座与上臂顶端连接，从而实现上臂的前摆和外摆动作；

所述的肘关节的舵机机构通过它的舵机座与上臂下端相连接，它的输出法兰的两端固定有U型架，通过该U型架与前臂的舵机机构连接，从而实现前臂的摆动动作；

所述的前臂的舵机机构通过一个L型座连接在肘关节的U型架上，L型座的底端设有前臂支撑架，前臂支撑架上装配有自润滑轴套，前臂的上端穿过自润滑轴套再连接在它的舵机机构的输出轴上，从而实现前臂的左右转动动作；

所述的腕关节的舵机机构通过它的舵机座固定在前臂下端，该舵机机构的舵机输出法兰的两端固定有U型架，该U型架再与机械手连接，从而实现腕部关节的摆动动作；

上述的所有舵机机构是具有位置反馈、速度反馈，温度反馈功能的舵机机构。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明由于采用了舵机机构，轻便灵活，操作方便，可以将肩离断型上假肢的运动自由度数量增加，方便将机器人技术移植到上假肢技术中来，尤其是使得肩离断型上假肢的肩部具有仿人功能的两个自由度结构，而且体积紧凑，易使得上假肢的外形自然，能更好地满足佩戴者的使用要求。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种实施方式的整体结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的A向结构图。

图4为图1的B-B剖视图。

图5为图1的C-C剖视图。

图6为上述实施方式的D-D剖视图。

图7为图1的E向结构图。

图8为图1的F-F剖视图。

图例说明：101-肩部舵机架，102-肩关节外摆舵机U型架，103-锁紧法兰，104-锁紧螺母，105-上臂管，106-上臂法兰，107-肘关节舵机座，108-肘关节舵机，109-肘关节舵机U型架，110-前臂转动舵机，111-前臂法兰，112-腕关节舵机座，113-腕关节舵机，114-腕关节舵机U型架，115-机械手，116-肩关节前摆舵机U型架，117-肩关节前摆舵机，118-肩关节前摆舵机座，119-前臂转动舵机L型座，201-肩关节外摆舵机，202-肩关节外摆舵机座，203-前臂转动舵机输出轴，204-弹性联轴器，205-前臂支撑架，206-自润滑轴套，207-挡圈，208-前臂管。

具体实施方式