本發(fā)明涉及假肢技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電動(dòng)假肢技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種新型仿生手。
背景技術(shù)：
仿生手拇指除了伸屈外，側(cè)向旋轉(zhuǎn)功能也很重要，上肢雙側(cè)截肢者，需要仿生手拇指能電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)，單側(cè)截肢者可用拇指電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)的仿生手，也可用重量較輕的拇指被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)的仿生手，如果仿生手拇指兼有電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)和被動(dòng)側(cè)向旋，就更加完美，使用更方便，也不會(huì)因誤將拇指電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)當(dāng)作被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，用力過(guò)猛損壞拇指，因此需要兼有這兩種功能的仿生手拇指?jìng)?cè)向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
仿生手的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是手指結(jié)構(gòu)，小號(hào)仿生手的手指更細(xì)小，是一個(gè)難點(diǎn)，需要一種新結(jié)構(gòu)，減小手指寬度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的新型仿生手拇指有雙層側(cè)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，內(nèi)層為被動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，外層為電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，拇指被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸外面軸套的一部份有開(kāi)口，此開(kāi)口處可用螺絲調(diào)節(jié)軸套與被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸間的壓力，從而改變拇指被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)摩擦阻力，軸套未開(kāi)口部份外圈裝有軸線(xiàn)與側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸相同的驅(qū)動(dòng)齒輪，軸套作為外層旋轉(zhuǎn)軸，兩端裝有固定在拇指座上的軸承，由帶減速器的微電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪，使軸套電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)，由于軸套與被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸間的摩擦力，在此摩擦力范圍內(nèi)，軸套與被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸成為一體，軸套與被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸會(huì)一起旋轉(zhuǎn)，使裝在被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸上的拇指電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)。此電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的減速器具有自鎖功能，在拇指被扳動(dòng)進(jìn)行被動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸套不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。不論拇指被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)或電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)，到極限位置時(shí)，拇指根部碰觸拇指座限位，電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)在限位時(shí)，微電機(jī)電流自動(dòng)切斷。
拇指?jìng)?cè)向旋轉(zhuǎn)可簡(jiǎn)化為另外兩種類(lèi)型：一種是不安裝側(cè)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪和側(cè)向旋轉(zhuǎn)微電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸套兩端不安裝軸承，直接固定在拇指座上，此仿生手拇指?jìng)?cè)向只具有被動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能，另一種是將側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸套和旋轉(zhuǎn)軸更換為微電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單一旋轉(zhuǎn)軸，此仿生手拇指?jìng)?cè)向只具有電動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能。
食指、中指、無(wú)名指、小指的連桿在蝸桿箱兩旁雙側(cè)支撐，雙側(cè)連桿連接部形成拱形，由拱形頂端伸出的居中連桿帶動(dòng)第二指節(jié)，蝸桿箱座端部削去一個(gè)拱形臺(tái)階，比后部細(xì)，第一指節(jié)屈指九十度時(shí)，拱形雙側(cè)支撐連桿正好嵌入其中，使連桿不增加手指寬度。
第一指節(jié)骨板、第二指節(jié)骨板、連桿、蝸輪蝸桿減速器、帶減速器的微電機(jī)組成各手指的骨骼式結(jié)構(gòu)，外殼不兼作傳動(dòng)部件。
食指、中指、無(wú)名指、小指第一指節(jié)骨板下端內(nèi)側(cè)包住蝸輪，與蝸輪牢固連接，外側(cè)弧面形成指掌關(guān)節(jié)外凸形狀。
手指殼安裝在各指節(jié)骨板上，外形和和各手指尺寸比例符合人手形狀。
手掌骨架為階梯形結(jié)構(gòu)，每個(gè)臺(tái)階裝一個(gè)手指，雙側(cè)階梯形成手掌弧形，手掌殼安裝在手掌骨架上。各手指安裝位置、仿生手外形比例與人手一致。
連接手掌骨架和腕部的連接板，裝在手掌板根部，連接板的上部與下部間的角度，使手掌按人手放松狀態(tài)適度后仰。連接板可連接各種腕部：包括固定腕、被動(dòng)旋轉(zhuǎn)腕、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)腕、被動(dòng)伸屈腕、電動(dòng)伸屈腕等，以及二種以上腕機(jī)構(gòu)的組合。
本發(fā)明的效益
1.仿生手拇指既有電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)功能，又有被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)功能，使用更加方便。
2.拱形雙側(cè)支撐連桿嵌入蝸桿箱端部，使仿生手指骨架變窄，適用于大小不同尺寸的仿生手。
3.拱形雙側(cè)支撐連桿結(jié)構(gòu)，增加了手指?jìng)?cè)向受力強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
4.仿生手指的全骨骼式結(jié)構(gòu)，手指外殼不參與傳動(dòng)，便于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝更換，手指殼外形便于做得更仿真。
5.手掌在自然放松狀態(tài)的后仰角度，可由腕連接板設(shè)定。
附圖說(shuō)明
圖1是打開(kāi)手掌殼和各手指外殼后，新型仿生手結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下：
1 第一指節(jié)骨板
2 第二指節(jié)骨板
3 連桿
4 連桿上端軸
5 指關(guān)節(jié)軸
6 連桿下端軸
7 蝸輪軸
8 有拱形下沉臺(tái)階蝸輪蝸桿箱
9 帶減速器的微電機(jī)
10 拇指?jìng)?cè)向旋轉(zhuǎn)微電微驅(qū)動(dòng)器
11 拇指(內(nèi)有拇指張開(kāi)閉合微電微驅(qū)動(dòng)器)
12 拇指被動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸
13 驅(qū)動(dòng)齒輪
14 軸套
15 拇指座
16 軸套開(kāi)口
17 螺絲
18 手掌骨架
19 蝸輪
20 腕部
21 連接板
具體實(shí)施實(shí)例
圖1是這種仿生手的骨架結(jié)構(gòu)原理圖，是拆去掌殼和手指外殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各個(gè)手指的結(jié)構(gòu)都安裝在蝸輪蝸桿箱座8上，8用螺絲固定在手掌骨架18的掌面，安裝更換任何一個(gè)手指都很方便，拇指座15上面安裝有拇指?jìng)?cè)向旋轉(zhuǎn)和拇指張開(kāi)閉合的全部結(jié)構(gòu)，仿生手拇指11有雙層側(cè)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，內(nèi)層為被動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，外層為電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，12是內(nèi)層被動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，12外面有軸套14，拇指11內(nèi)部裝有微電機(jī)驅(qū)動(dòng)拇指張開(kāi)閉合的機(jī)構(gòu)，拇指11固定在內(nèi)層被動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸12上，10是拇指的微電機(jī)側(cè)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，此驅(qū)動(dòng)器具有自鎖功能，10驅(qū)動(dòng)拇指?jìng)?cè)向旋轉(zhuǎn)齒輪13，13固定在軸套14外圈，12、13、14同軸線(xiàn)，軸套14作為外層旋轉(zhuǎn)軸，兩端裝有固定在拇指座15上的軸承，軸套14的一部份有開(kāi)口16，此開(kāi)口可用螺絲17調(diào)節(jié)軸套14與被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸12間的摩擦力，在拇指11被扳動(dòng)被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸套14因10的自鎖功能不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，不論拇指11被動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)或電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)，到極限位置時(shí)，拇指11根部碰觸拇指座15限位，電動(dòng)側(cè)向旋轉(zhuǎn)限位時(shí)，微電機(jī)10電流自動(dòng)切斷。
拇指?jìng)?cè)向旋轉(zhuǎn)可簡(jiǎn)化為另外兩種類(lèi)型：一種是不安裝側(cè)向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪13和側(cè)向旋轉(zhuǎn)微電機(jī)驅(qū)動(dòng)器10，側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸套14兩端不安裝軸承，直接固定在拇指座15上，此仿生手拇指?jìng)?cè)向只具有被動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能，另一種是側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸套14和旋轉(zhuǎn)軸12更換為單一旋轉(zhuǎn)軸，沒(méi)有軸套結(jié)構(gòu)，此仿生手拇指?jìng)?cè)向只具有電動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能。
本發(fā)明的仿生手的食指、中指、無(wú)名指、小指的結(jié)構(gòu)相同，但尺寸不同。連桿3在蝸桿箱8兩旁雙側(cè)支撐，雙側(cè)連桿連接部形成拱形，連桿3在拱形頂端居中伸出，連桿3帶動(dòng)第二指節(jié)骨板2，蝸桿箱8的端部削去一圈，形成一個(gè)拱形臺(tái)階，比后部細(xì)，第一指節(jié)骨板1屈指九十度時(shí)，拱形雙側(cè)支撐連桿3正好嵌入其中，使連桿3不增加手指寬度。
連接第一指節(jié)骨板1與第二指節(jié)骨板2的轉(zhuǎn)軸5就是手指關(guān)節(jié)軸，4是連桿上端軸，6是連桿下端軸，蝸輪軸7就是指掌關(guān)節(jié)軸，由帶減速器的微電機(jī)9驅(qū)動(dòng)。
第一指節(jié)骨板1、第二指節(jié)骨板2、連桿3、蝸輪蝸桿減速器8、帶減速器的微電機(jī)9組成各手指的骨骼式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，蝸輪蝸桿箱8底部有螺孔，用螺絲安裝在手掌骨架18的掌面，手指外殼不兼作傳動(dòng)部件。
食指、中指、無(wú)名指、小指的第一指節(jié)骨板1的下端內(nèi)側(cè)包住且嵌入蝸輪19，使1與19連接為一體，1下端外側(cè)弧面形成指掌關(guān)節(jié)外凸形狀。
手掌骨架18為階梯形結(jié)構(gòu)，每個(gè)臺(tái)階裝一個(gè)手指，雙側(cè)階梯形成手掌弧形，手掌外殼安裝在手掌骨架18上，外形比例與人手一致，手指各指節(jié)外殼安裝在各指節(jié)的骨板1和2上，各手指殼外形、各手指相對(duì)位置和尺寸比例符合人手形狀。
連接手掌板18和腕部20的連接板21，裝在手掌板18根部，腕掌連接板21的上部與下部間的角度，使手掌骨板18按人手放松狀態(tài)適度后仰。
在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明只對(duì)一種實(shí)施例作了描述，很顯然仍可以按本發(fā)明原理變換具體實(shí)施結(jié)構(gòu)，因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。