[发明专利]电驱动人造手

说明书

技术领域

本发明涉及电动假肢手，该电动假肢手具有响应于通电使用驱动源操作屈曲和伸展的指部。

背景技术

已经开发出不同种类的电动假肢手。在这些假肢手中，响应于通电而运行的电机用作驱动源，并且电机的旋转通过驱动机构传递至指部以屈曲和伸展这些指部，由此用指部抓取目标物体(例如，参见专利文献1)。考虑到在电动假肢手上的安装性，将紧凑型电机用作驱动源。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开No.2003-305069

发明内容

本发明解决的问题

如上所描述的，使用电机作为驱动源的电动假肢手能够通过大幅地屈曲或位移指部抓取目标物体。但是，紧凑型电机仅能够产生低的扭矩。这使得指部难以稳定地抓取目标物体。

因此，本发明的目的在于在利用电机能够大幅地位移指部的好处的同时提供一种能够稳定地抓取目标物体的电动假肢手。

解决问题的方法

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种电动假肢手，其包括多个指部，每个指部绕关节部屈曲和伸展；线材，其在经过关节部的同时沿着每个指部布置；电机，其卷绕线材，以在屈曲方向沿着线材的长度牵引线材，由此屈曲指部；聚合物执行器以及锁定机构。聚合物执行器由聚合物材料形成为细长形并布置为对应于线材的一部分。聚合物执行器通过响应于施加电压弹性变形和响应于停止施加电压而恢复至其原始形状而沿着轴向伸缩。在由电机卷绕线材之后，锁定机构限制线材与电机和聚合物执行器中的一个之间的相对移动。在锁定机构限制相对移动时，聚合物执行器伸缩，由此将线材在屈曲方向牵引。

根据前述结构，在指部屈曲以抓取目标物体时，电机和聚合物执行器用作驱动源。

当电机的输出轴旋转以卷绕线材时，将线材在屈曲方向牵引。线材的移动经由关节部传递至各指部的各部分，从而此指部绕着关节部屈曲。

相比较而言，布置成与线材的一部分相对应的聚合物执行器通过以下方式沿着轴向伸缩：响应于施加电压而弹性变形和响应于停止施加电压而恢复其原始形状。

在由电机卷绕线材之后，锁定机构限制线材与电机和聚合物执行器中的一个之间的相对移动。在锁定机构限制相对移动的同时，聚合物执行器进行前述的伸缩。此伸缩将线材进一步在屈曲方向牵引。线材的移动经由关节部传递至各指部的各部分，由此使此指部进一步绕关节部屈曲。

电机具有产生大位移和低输出扭矩的特点。聚合物执行器具有产生小位移和高输出扭矩的特点。

因此，通过由电机将线材在屈曲方向大程度地牵引，各指部能够大幅地屈曲或位移。同时，通过由聚合物执行器强力地将线材在屈曲方向牵引，各指部能够强力地压靠目标物体以抓取目标物体。通过这样做，电机的特点借助于聚合物执行器得到补偿。因此，电机负责将指部屈曲或将指部位移至靠近目标物体的位置。聚合物执行器负责用指部抓取目标物体。结果，通过利用电机能够大幅位移指部的好处而稳定地抓取目标物体。

尽管由电机卷绕的且由聚合物执行器在屈曲方向牵引的线材上作用有在与屈曲方向相反的方向牵引该线材的力，但是锁定机构限制线材在此相反方向移动。结果，指部持续抓取目标物体。

在以上描述的电动假肢手中，在线材由电机卷绕时，锁定机构允许电机在卷绕方向旋转，并且在线材由电机卷绕起来之后，锁定机构通过限制电机在与卷绕方向相反的方向旋转而限制线材与电机之间的相对移动。聚合物执行器固定于线材。在线材由电机卷绕时，聚合物执行器伸长，并且在锁定机构限制相对移动时，聚合物执行器收缩。

在前述结构中，在由电机卷绕线材时，锁定机构允许电机在卷绕方向旋转。通过此旋转将线材在屈曲方向牵引，由此将线材朝着电机移动。

在此时，固定在线材上的聚合物执行器伸长。这使得将处于伸长状态的聚合物执行器与线材一同在屈曲方向移动。线材的前述移动经由关节部传递至各指部的各部分，由此大幅地将指部绕关节部屈曲或位移至靠近目标物体的位置。

在线材由电机卷绕起来之后，锁定机构限制电机在与卷绕方向相反的方向旋转，以限制线材与电机之间的相对移动。在限制此相对移动的同时，聚合物执行器收缩。处于收缩状态的聚合物执行器将线材相对于纵向进一步在屈曲方向牵引。线材的移动经由关节部传递至各指部的各部分，由此，此指部进一步绕关节部屈曲。指部强力地压靠目标物体以稳定地抓取此目标物体。