[发明专利]一种机械传动的手指假肢

说明书

技术领域

本发明属于机械结构运动型手指假肢技术领域，具体涉及一种单指的运动结构设计。

背景技术

对于失去部分手指指节的残疾人，尤其对于只残余指节根部的残疾人来说，手指假肢可以很好地帮助他们实现手指的常用功能。但是目前存在的手指假肢，要么仅具有美观的作用，并没有实用性；要么为电子芯片控制，价格高昂，设计周期长，不能在广大的需求者中间得到普及。

现今少数机械结构手指假肢传动结构多使用连杆或齿轮齿条传动，这样使得手指假肢过于笨重，运动效果不佳；并且驱动源多为腕掌关节和肘关节，因此残疾人在使用时驱动手指的方式往往与一般用力习惯不符，对其实现日常功能并不方便。

发明内容

本发明的目的是：提供一种使用纯机械结构作为传动的运动型手指假肢，能够有效降低成本并提高设计效率和生产效率；

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种机械传动的手指假肢，它包括：感受器、指架、近指节、一级换向轮、近中指节扭簧、二级换向轮、中指节、远指节、中远指节扭簧、形闭式槽凸轮、柔性绳；

所述感受器由感受器垫、膜片弹簧、连杆、滚珠组成；

其连接关系如下：感受器固定在指架上，感受器上的连杆与形闭式槽凸轮滑动配合连接，形闭式槽凸轮与近指节底部的圆柱状结构固连一起后，由形闭式槽凸轮与指架活动连接；近指节、中指节和远指节顺序活动连接，并且，近指节和中指节连接处安装近中指节扭簧，中指节和远指节连接处安装中远指节扭簧；同时，一级换向轮固定在指架上，二级换向轮固定在中指节上，柔性绳的一端固定在近指节末端上，另一端依次绕过一级换向轮、近中指节关节处、二级换向轮后固定在中远指节关节处上；

进一步的，所述近指节、中指节、远指节的指节末端均有滑轮状结构以供柔性绳连接传动，并且近指节、中指节和远指节上均有两个圆柱形的凸起结构，用来安装扭簧及支撑手指假肢外壳；

所述近指节底部的圆柱状结构部分与形闭式槽凸轮为一体式结构；

所述感受器中的感受器垫为圆形的盖状结构；膜片弹簧套装在感受器垫上，且膜片弹簧的外圆锥面与感受器垫的内圆周面紧密贴合，连杆的一端固定在膜片弹簧的中心位置，另一端与滚珠活动连接；

所述连杆使感受器垫所在平面与形闭式槽凸轮所在平面互相垂直；

所述近中指节扭簧和所述中远指节扭簧均为V字形扭簧，其中，扭簧的转数和扭转角度由残疾人的用力习惯和指节间的夹角而定。

工作原理：感受器垫与残余断指接触，当残余断指挤压感受器垫的时候，膜片弹簧同时受到挤压后压缩，由连杆将膜片弹簧产生的位移传递给形闭式槽凸轮，形闭式槽凸轮将连杆的平动转化为近指节的定轴转动，近指节的定轴转动通过柔性绳、一级换向轮、二级换向轮、各指节关节处的滑轮状结构组成的绳轮传动结构传递到中指节、远指节，实现三指节联动；当挤压力消失时，膜片弹簧归位，带动近指节逆向偏转归位，绳轮结构失去作用，由扭簧带动中指节和远指节归位，回到手指假肢的基本姿态，如此便实现了残指内弯后整根假肢手指的三指节同步弯曲。

本发明的有益效果是：

(1)本发明使用了线动传动机构，不仅质量轻巧，可嵌进手指假肢内，贴合了轻量化设计理念，同时还能完成各指节的联动转动，实现三段指节的同步弯曲，以模仿手指的弯曲动作；

(2)本发明的各指节关节间增加扭簧，可实现运动后的归位和保持手指假肢的基本姿态，无需增加附加复位装置，使手指假肢结构更加简洁，减轻了重量；

(3)本发明的绳轮结构，可使手指假肢不仅具有美观作用，还能使其具有实用价值，能够完成单指弯曲运动，并且，在多指的配合下即可实现捏、夹、握等日常常用功能；

(4)本发明运用了纯机械传动结构，无需外动力辅助，更加可靠，更加便利；

(5)本发明将驱动与传动分离，驱动上使用符合人体用力习惯的机械感应装置，传动上使用线性传动的绳轮传动结构，这样整个运动结构既做到了模块化可分步设计，提高设计效率，又使得整个运动结构大大轻量化，并且能够做到驱动方式符合残疾人用力习惯和实现所需功能；

(6)本发明使用膜片弹簧，利用其特殊的弹性曲线可以恰好符合一般人的用力习惯；

(7)本发明的各指节长度可以按照残疾人的需求定做，由各指节长度变动对整体单指运动轨迹产生的影响，又可以通过调整换向轮的尺寸来微调，以再次达到理想的运动弯曲效果。

附图说明

图1为手指假肢单指骨架结构轴测图；

图2为手指假肢单指骨架结构主视图；

图3为手指假肢单指骨架结构剖视图；