[发明专利]一种仿生运动功能上肢

说明书

本申请公开种仿生运动功能上肢，包括假肢手头、腕关节、小臂，腕关节两端分别与假肢手头、小臂连接，所述的假肢手头包括食指、中指、无名指、小指、拇指、手掌，所述的食指、中指、无名指、小指、安装在手掌上，所述的手掌包括手支撑板，拇指转动电机减速机固定在手支撑板上，拇指转动电机减速机的输出轴固定丝杠，丝杠旋合螺母，螺母与手支撑板上的导向轨沿着上下方向滑动连接，螺母上设置的固定销在滑动槽内滑动，拇指转台向下方、前方伸出有驱动梁，驱动梁上设置有滑动槽，滑动槽沿着左右方向水平设置，手支撑板上设置有拇指转台的转动支撑，所述的拇指转台上安装拇指，实现拇指的位置调整，与健康人拇指运动功能相近。

技术领域

本发明涉及一种仿生上肢，尤其涉及一种仿生运动功能上肢。

背景技术

我国是人口大国，上肢或者手部缺失的患者达数千万，这部分人群迫切需要安装假肢来提高生活质量，另外，某些环境中，对人体的伤害很大或者无法承受，例如核反应、外太空、高温高热的生产中，需要使用仿生手或手臂进行作业。

目前的仿生手的拇指不能旋转，或者仅有一个自由度，跟人类的手功能相差甚远，不能满足假肢手或者生产工程中的仿生手功能的使用要求，正常的拇指不仅具有掌指关节、远端指关节，其拇指与手掌连接部也具有一个自由度，即拇指位置姿态的调整。

多数的仿生上肢价格昂贵，主要依赖进口，而且仿生上肢的手指通常采用两个运动关节，不能想健康手指那样抓握物体，现有的仿生上肢通常采用电机驱动拉线，拉线牵引实现手指关节的运动，由于手指关节之间需要设置复位弹簧，拉线要克服弹簧的阻力进行牵引运动，浪费驱动电机的功率，并且由于拉线在牵引过程中反复受到交变应力的作用，容易松弛和疲劳断裂，可靠性差。

有一些仿生手指关节采用连杆驱动，由于连杆的效率与连杆间的夹角存在关系，对电机的运转的平稳性造成影响，影响电机的寿命，并且连杆之间的角度变化使连杆之间的转动速度也在非线性变化，连杆的运动速度不平稳，抓握物体的效果差。

本申请的技术方案中，拇指具有位置调整转动功能，与健康人手指运动功能非常接近；拇指的位置调整转动功能采用一个电机驱动丝杠转动，丝杠上旋合螺母，螺母上的固定销推动拇指转动；采用单电机带动锥齿轮机构、以及固定在手掌架上的带轮带传动机构，实现掌指关节和近端指关节的同向运动；采用锥齿轮与三个后滑杆滑动连接，后滑杆通过滑杆销与前滑杆铰接，且前滑杆与滑杆套滑动连接，滑杆套与转动盘转动连接，滑杆套上设置有传动杆，传动杆与传动盘连接，实现后滑杆始终平动；采用传动杆与偏心的传动盘和转动盘连接，实现滑杆套只能平移运动，保证了前滑杆与后滑杆在传动过程中的弯曲过程中效率；拇指采用锥齿轮传动机构和带传动机构实现拇指掌指节和近端指节的仿生运动。采用了齿轮传动机构，实现四指和拇指关节运动的平稳性和协调性。四指和拇指的结构中，除电机外，其余零件可采用非金属材料制成，减轻仿生运动功能上肢的重量。滑杆机构采用了平动的铰链连接，而不采用万向联轴节连接，提高了传动效率和传动的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种拇指位置能够旋转调整、四指采用电机与齿轮驱动机构实现三自由度运动、拇指采用电机齿轮机构实现两自由度运动，以及腕关节电机驱动摆动的仿生运动功能上肢。

本发明的目的是这样实现的：一种仿生运动功能上肢，包括假肢手头、腕关节22、小臂33，所述的腕关节22两端分别与假肢手头、小臂连接，并且实现假肢手头、小臂之间的摆动，所述的假肢手头包括食指1、中指2、无名指3、小指4、拇指5、手掌11，所述的食指1、中指2、无名指3、小指4、安装在手掌11上；