[发明专利]一种三自由度假肢手腕

说明书

本发明属于仿人机器人领域，并具体公开了一种三自由度假肢手腕，包括旋前旋后单元、屈腕伸腕单元和外展内收单元，旋前旋后单元包括依次连接的减速电机、腕臂连接件和手腕基座；屈腕伸腕单元包括蜗杆驱动组件、蜗轮轴和腕掌连接件，蜗杆驱动组件安装在手腕基座上；蜗轮轴两端固定在腕掌连接件上；外展内收单元包括丝杆、光杆和手掌连接件，丝杆活动安装在腕掌连接件上，其上啮合有丝杆螺母，丝杆上固定有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第一齿轮安装在手腕基座上；光杆上活动套设丝杆螺母滑块，丝杆螺母滑块固定在丝杆螺母和手掌连接件上；手掌连接件活动安装在腕掌连接件上。本发明结构紧凑、质量轻，可实现三自由度运动。

技术领域

本发明属于仿人机器人领域，更具体地，涉及一种三自由度假肢手腕。

背景技术

为了使假肢手腕更好地贴合假肢手的设计需求，理想的假肢手腕应能高效地复现人手手腕功能，具有友好的穿戴舒适性。为了实现这一目的，假肢手腕应结构紧凑、重量轻，能够独立地实现三种自由度的运动。

人手手腕能实现旋前旋后运动、外展内收运动和屈腕伸腕运动，若要让假肢手腕能主动地实现这三种运动，一般需要三个驱动电机，再配合对应的三个传动系统，整体机构体型较大、重量较重，不利于人的正常穿戴。为了解决这一问题，大多数假肢手腕的设计选择舍弃重要性较低的外展内收运动，只有两个自由度，虽然简化了结构，但操作灵活度也随之降低。因此，假肢手腕的设计需要在运动自由度与结构复杂度之间的权衡做出进一步完善。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种三自由度假肢手腕，其目的在于，实现假肢手腕三自由度运动，在保留假肢手腕的运动灵活性的同时，机构不过于复杂。

为实现上述目的，本发明提出了一种三自由度假肢手腕，包括旋前旋后单元、屈腕伸腕单元和外展内收单元，其中：

所述旋前旋后单元包括依次连接的减速电机、腕臂连接件和手腕基座，所述减速电机通过腕臂连接件带动所述手腕基座旋转；

所述屈腕伸腕单元包括蜗杆驱动组件、蜗轮轴和腕掌连接件，其中，所述蜗杆驱动组件安装在所述手腕基座上，并用于驱动所述蜗轮轴旋转；所述蜗轮轴两端固定在所述腕掌连接件上；

所述外展内收单元包括丝杆、光杆和手掌连接件，其中，所述丝杆活动安装在所述腕掌连接件上，该丝杆上固定有第二齿轮，该第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第一齿轮安装在所述手腕基座上；所述丝杆上啮合有丝杆螺母，所述光杆上活动套设有丝杆螺母滑块，该丝杆螺母滑块两侧分别固定在所述丝杆螺母和所述手掌连接件上；所述手掌连接件活动安装在所述腕掌连接件上。

作为进一步优选的，所述蜗杆驱动组件包括驱动电机、第三齿轮、第四齿轮和蜗杆轴，其中，所述驱动电机用于驱动所述第三齿轮转动，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮套固在所述蜗杆轴上；所述蜗杆轴上套固有蜗杆，该蜗杆与套固在所述蜗轮轴上的蜗轮啮合。

作为进一步优选的，所述驱动电机被电机压板固定在所述手腕基座侧面。

作为进一步优选的，所述蜗杆轴两端通过轴承安装在所述手腕基座上，并通过依次套设在蜗杆轴上的轴套和轴承止推环进行轴向定位。

作为进一步优选的，所述蜗轮轴两端通过轴承安装在所述手腕基座上，并通过套设在蜗轮轴两侧的垫片进行轴向定位。

作为进一步优选的，所述丝杆一端套接有转把，该转把与所述第二齿轮固定；所述转把可轴向抽出，使所述第二齿轮与所述第一齿轮不再啮合，进而通过转把为所述丝杆提供驱动力。

作为进一步优选的，所述丝杆上安装有丝杆螺母压板，该丝杆螺母压板用于固定所述丝杆螺母和丝杆螺母滑块；所述光杆固连在所述腕掌连接件上。

作为进一步优选的，所述减速电机和所述手掌连接件上均设置有螺纹孔，分别用于与外部假肢手臂筒和假肢手连接装配。