[发明专利]一种打印假肢手及其制造方法

权利要求书

1.基于一次成型三D打印假肢手，其特征在于包括：由上至下依次连接的大臂筒(1)、肘关节(2)、小臂筒(3)、腕关节(4)、手掌(5)、拇指、食指、中指、无名指、小指及假肢手内嵌入的抓握拉伸系统构成；

所述的肘关节(2)、腕关节(4)及拇指、食指、中指、无名指、小指五个手指的全部指掌关节与指间关节均为复折式直曲伸缩关节(6)结构，其中肘关节、腕关节为增厚高强度材料结构；

所述的复折式直曲伸缩关节(6)，其截面形状为五或六条直或曲线段组合成的左右对称拱形门底部开放结构，其外表面为复折式波纹状结构，其波峰(15)、波谷(16)的高度差由拱形门顶部(17)向左右两侧底部逐渐变小趋近于零，其底部开放的拱形门的左右两侧立面板(18)结构为厚度增大增强材料，形状为三角或上底边短的梯形板；其底部开放的拱形门的左右两侧面，是由四至十二个相邻的立面板(18)之间的波谷(16)内的两块对称对折的倒置三角板结构组合一体，其复折式直曲伸缩关节(6)的拱形门的左右两侧立面板(18)的底脚边为厚度增大增强不可复折底脚边；

所述的抓握拉伸传动系统包括：由上至下依次连接的拉伸主金属片(7)、手掌内置模块(8)、手指拉伸片金属片(9)、指尖预制模块(10)；

所述的大臂筒(1)与小臂筒(3)形状为仿人体大臂与小臂的不标准的圆筒状结构，并且在大臂筒(1)下端设置有固定孔(12)，在小臂筒(3)的外侧筒壁设置有拉伸主金属片的限位滑道(13)，其中限位滑道长度由肘关节至腕关节上部位置；大臂筒(1)的固定孔(12)与小臂筒的限位滑道(13)呈一条直线，位置同在大臂筒(1)与小臂筒(2)的外侧壁上；

在靠近腕关节(4)的小臂筒(3)的里侧壁上内表面上，设置有拉伸主金属片的导向限位滑道(14)，其中导向限位滑道(14)的方向与小臂筒(3)的限位滑道(14)方向可以平行、也可不平行，不在一个平面上，为斜对面位置关系，分别在不标准的小臂筒(3)外侧筒壁与里侧筒壁，呈180度分设置在小臂筒(3)的圆筒上；

所述的手掌(5)及拇指、食指、中指、无名指、小指的各个指节形状为仿人类手部形状相似的构造，其中在手掌(5)内设置有手掌内置模块(8)的往复滑道，并且手掌内置模块(8)可嵌入在往复滑道内，在手掌(5)内往复滑道朝向手指方向分别设置有拇指、食指、中指、无名指、小指的手指拉伸金属片的限位滑道；其手指拉伸金属片的限位滑道在靠近手心一侧，在拇指、食指、中指、无名指、小指的指尖内设置有嵌入指尖的预制模块(10)。

2.根据权利要求1基于一次成型三D打印假肢手，其特征在于所述的小臂筒(3)的外侧筒壁设置有拉伸主金属片(7)的限位滑道，其中限位滑道可以凸出于小臂筒(3)的外表面、也可设置在小臂筒(3)壁层厚度范围内，限位滑道(13)及导向限位滑道(14)截面形状呈类似燕尾槽开口结构或长扁矩形的闭口结构。

3.根据权利要求1基于一次成型三D打印假肢手，其特征在于所述的抓握拉伸系统的拉伸主金属片(7)、手指拉伸片金属片(9)表面有金属镀膜；拉伸主金属片(7)与手指拉伸金属片(9)也可以为纤维增强的复合弯屈弹性模量材料。

4.根据权利要求1基于一次成型三D打印假肢手，其特征在于所述的大臂筒(1)、肘关节(2)、小臂筒(3)、腕关节(4)、手掌(5)、拇指、食指、中指、无名指、小指外表面仿皮肤软材料；大臂筒(1)、小臂筒(3)的内表面为皮肤亲和材料。

5.根据权利要求1基于一次成型三D打印假肢手，其特征在于所述的手掌内置模块(8)、指甲预制模块(10)为塑料或金属、有机、无机层状复合材料，其中手掌内置模块(8)、指甲预制模块(10)的内部还可以嵌入金属件。

6.基于一次成型三D打印假肢手制作方法，其特征在于首先建立左或右假肢手立体三维数字模型文件，由最上端开始逐层立体连续打印大臂筒(1)、肘关节(2)、小臂筒(3)、腕关节(4)、手掌(5)及拇指、食指、中指、无名指、小指的全部指节与关节(6)，其中五指手指与各个关节是同时按水平高度逐层连续打印，在打印过程中根据需要随时定位固定已固化成型的部分，并且连续一次打印成型，在打印过程中内部可以嵌入金属结构骨架制成件或同时使用多种材料混合打印；

所述的拇指、食指、中指、无名指、小指，五根手指也可分别逐个三D打印成型；

所述的假肢手打印材料主要使用TPU材料；

所述的假肢手大臂筒(1)、肘关节(2)、小臂筒(3)、腕关节(4)、手掌(5)、拇指、食指、中指、无名指、小指及全部关节打印成型后，在其内、外表面喷涂机硅或有机硅改性涂层；

所述的假肢手内嵌入的抓握拉伸系统是一次打印的假肢手制作成型后，在内部分别嵌入的分立元件拉伸主金属片(7)、手掌内置模块(8)、手指拉伸片金属片(9)、指尖预制模块(10)固定连接为一体的，拉伸主金属片(7)上端设置有孔并且与大臂筒(1)上的固定孔(12)固定连接；

所述的假肢手内嵌入的抓握拉伸系统各个分立元件是分别在邻近的各个关节处，复折式直曲伸缩关节(6)开口处植入的；

所述的复折式直曲伸缩关节(6)拱门高度、拱门两个底脚之间宽度根据测绘对称的健康肢体三维数据及假肢手握持力的大小来确定，其复折式直曲伸缩关节(6)的纵向长度，根据健康肢体尺寸可选择波峰(15)、波谷(16)节数为四至十二个节数范围。