[实用新型]轮系式欠驱动仿生假肢手指

说明书

本实用新型公开了一种轮系式欠驱动仿生假肢手指。本实用新型手指本体部分包括手指基架、第一指节机架、第一指节外壳、第二指节机架、第二指节外壳、第三指节；手指机械传动链包括微型电机微型减速器组件、锥齿轮副及直齿轮副；传动链传动至第四直齿轮后，运动分解为两个支链，其中一条支链实现第二关节的运动，另一条支链实现第一关节的运动，两个关节的运动是耦合的，形成欠驱动运动方式。本实用新型手指为模块式结构设计，便于整个手指的装配及拆除，手指结构简单，重量轻，手指的设计导致掌部厚度尺寸减小。

技术领域

本实用新型属于医疗康复器械领域，特别涉及一种轮系式欠驱动仿生假肢手指。

背景技术

假肢手安装于残疾人残肢端部，用于实现人手的某些功能。德国OttoBock公司的Suva单自由度假肢手用一台微型电机驱动，该种假肢手只具简单的开合功能，不能实现复杂的动作模式。现代假肢手则具多个自由度，一般具有五个手指，其中食指、中指、无名指和小指机械结构相同，统称为手指，每个手指有两个关节，第一关节为主动关节，第二关节为从动关节，两个关节的运动是耦合的，每个手指由一台微型电机驱动，业内称这种驱动方式为欠驱动。比较有代表性的多自由度假肢手为英国的Blatchford&son公司生产的ilimb假肢手和冰岛Steeper公司生产的Bebionic假肢手。ilimb假肢手的手指第一关节由蜗杆蜗轮驱动，微型电机微型减速器组件置于手指第一指节的空腔内，微型减速器输出轴通过锥齿轮副驱动蜗杆回转，蜗轮连接于手掌部，相对于手掌固定不动，当电机回转时，蜗杆连同微型电机微型减速器及第一指节绕蜗轮回转，实现第一关节的运动，第二关节由连接于蜗轮的绳索驱动。该型假肢手手指的主要缺陷为，微型电机微型减速器组件置于手指第一指节空腔内，虽然可以节省手掌的空间，却受微型电机微型减速器长度的限制，手指第一指节的长度长于人手指节长度，且微型电机微型减速器也作为微型电机的负荷，浪费了电机的有效功率，第一指节的回转中心即是蜗轮的中心，位于第一指节手掌心部，当佩戴仿人手皮时，手皮关节处变形很大，极大地浪费了电机的有效功率，手指能用于抓取的有效功率很小。Bebionic假肢手的手指第一关节由滑块连杆机构驱动，第二关节由四连杆机构驱动，四连杆的主动运动杆件即为第一指节，微型电机微型减速器组件置于手掌内。此型假肢手的主要缺陷为，手指第一关节传动链布置为两层，这虽然缩减了传动链的长度，却使手掌比较肥厚，影响了假肢手的外形美观。

另外，通过对现有的文献资料检索发现：

中国实用新型专利公开号：CN 1418765,名称：机器人灵巧手机构。每个手指的两个关节分由两台电机分别控制，虽然增加了灵活性，由于重量等原因不适用于假肢手。

中国实用新型专利公开号：CN 1365877,名称：机器人拟人多指手装置。食指、中指、无名指、小指四个手指用一台电机控制；拇指用一台电机控制。仅能实现五指抓取操作模式，其它的运动模式如两指捏取、鼠标双击等操作模式无法实现。

中国实用新型专利公开号：CN 103565562 A,名称：一种欠驱动假肢手。使用三台电机控制五个手指的运动，其中食指及中指由一台电机控制，无名指及小指由一台电机控制，拇指由一台电机控制，不能实现每个手指的独立运动。其机械传动链为，电机驱动丝杆螺母机构，再通过滑块导轨机构将电机的回转运动转化为滑块的线性运动，滑块拉动绳索驱动手指各指节，传动链较长，使手掌尺寸也较长；拇指的外旋及拇指的曲展运动不是独立的。

中国实用新型专利公开号：CN 103538077 A,名称：一种多自由度机器仿生手。使用六台电机控制假肢手，其中食指、中指、无名指、小指各用一台电机；拇指用两台电机，一台用于拇指外旋，一台用于拇指屈展。电机都固定在手掌上，机械传动链为蜗杆蜗轮机构。手指和拇指电机顺次摆放，使手掌很长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服目前假肢手产品中的不足，提供一种外形美观、控制灵活、功能强大的模块化轮系式欠驱动仿生假肢手指结构。

本实用新型通过下述技术方案实现：