[发明专利]仿生假手的手指的驱动结构

说明书

技术领域

本发明涉及假手技术领域，特别涉及仿生假手技术领域，具体是指一种仿生手指的手指的驱动结构。

背景技术

目前，国内外将各个手指具有独立驱动机构的假手称为仿生手，虽然国内外对这种假手进行了许多研究，但是只在最近几年才有两种结构达到实用水平，进入世界假肢产品市场，使长期以来假手产品五个手指一直只用一个电机驱动的情况发生了改变。第一种是首先推出的英国Touch Bionics公司的I-Limb产品，另一种是后来推出的RSLSteeper公司的Bebionichand产品。

假手指各个关节的结构是除了控制问题外，仿生手的主要技术难点之一，如果手指的每个关节都装上微电机，假手指的每个关节都能独立运动，但假手指结构太复杂，也不利于减轻重量和缩小体积，I-Limb将微电机和减速器安装在手指内，此结构的优点是可以为单独缺失一个手指的患者安装。采用绳索由假手指掌关拉动假手指第二关节屈，假手指第二关节装有弹簧，用弹力使假手指第二关节从屈的位置回到张开位置，手指张开力量较小，且不能带动较厚的仿真手外皮(手套)，只能使用薄且柔软的手套。Bebionic Hand将驱动手指微电机和减速器放在假手掌内，由指掌关节用连杆带动第二关节，不同位置握力和速度有差异，连杆传动体积较大。

因此，需要提供一种创新的仿生假手的手指的驱动结构，克服现有技术存在的缺点。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种仿生假手的手指的驱动结构，该仿生假手的手指的驱动结构设计独特巧妙，能够使得假手指各个关节一起运动，假手指的各个关节运动时，在不同位置不论伸屈的力矩速度都不受影响，且传动效率高，结构简单可靠，体积小，重量轻，性能良好，使用方便，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本发明的仿生假手的手指的驱动结构具有如下结构：

仿生假手的手指的驱动结构的假手指包括假手指驱动器、二个或三个指节和传动机构。假手指驱动器包括外壳、微电机、减速器、蜗杆和蜗轮，微电机通过减速器驱动蜗杆，蜗杆啮合蜗轮，第一指节的下端固定在蜗轮上，带动第一指节转动，假手指驱动器安装在假手掌内，蜗轮置于假手掌的手背，减速器置于所述假手掌的手心，屈指时减速器不会凸出手背，第一指节下段空腔使第一指节屈指在90度范围内不会碰触减速器。

二节型假手指的传动机构包括第一绳索、第一固定轮和第一滑轮。假手指第二指节的下端与第一指节的上端用第一滑轮轴连接，第一滑轮安装在第一滑轮轴上且与第二指节的下端固定在一起，第一固定轮在第一指节下端与驱动器壳体固定，且与蜗轮同轴心。第一绳索成8字形安装在第一固定轮和第一滑轮上，这样可使第一绳索拉动第二指节伸或屈与第一指节一致。第一绳索分别与第一固定轮和第一滑轮各有一点固定，当假手指伸直垂直向上，且屈指是顺时针方向时，第一绳索与第一固定轮在第一固定轮的七点半位置固定，第一绳索与第一滑轮在第一滑轮的十点半位置固定。第一固定轮的直径和第一滑轮的直径相同。当假手指第一指节与蜗轮一起转动时，第一绳索拉动第一滑轮使固定在第一滑轮上的第二指节同方向转动。

第一指节伸或屈运动达到限定位置时，与所述假手指驱动器外壳接触受阻而被限位。第一指节的运动范围是从伸直到屈90度的握拳姿态。在第一指节转动限位范围内，所述第一绳索与所述第一固定轮和所述第一滑轮的固定点都不超过第一绳索脱离上述二轮的切点，在伸或屈的限位点离脱离点都还有45度。

当假手指具有三个可动指节即还包括第三指节时，传动机构还包括第二绳索、第二固定轮和第二滑轮，第三指节的下端以第二滑轮轴与第二指节的上端相连，第二固定轮固定在第一指节上端并与第一滑轮同轴心，第二滑轮安装在第二滑轮轴上，且与第三指节的下端固定在一起，第二绳索成8字形安装在第二固定轮和第二滑轮上，使第二绳索拉动第三指节伸或屈与另外二个指节一致。第二绳索分别与第二固定轮和第二滑轮各有一点固定。当假手指伸直垂直向上，且屈指是顺时针方向时，第二绳索与第二固定轮在第二固定轮的七点半位置固定，第二绳索与第二滑轮在第二滑轮的十点半位置固定。第二滑轮的直径大于第二固定轮的直径，使第三指节运动角速度比第一指节和第二指节慢，接近人手抓取物体的动作。在假手指的运动限位范围内，第二绳索与第二固定轮和第二滑轮的固定点，都不超过第二绳索与上述两轮脱离的切点，在假手指伸或屈的限位点，离脱离切点都大于45度。

本发明的有益效果具体如下：