[发明专利]一种人工假手的大拇指机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工假手大拇指机构

背景技术

大拇指的运动形式是影响人工假手的抓握功能的主要因素之一，现有的大多数的假手大拇指，都只有一个方向的抓握功能。这样的拇指必须垂直于假手的手掌设置，不论在外观上还是在功能上都和真人人手的大拇指有着很大的差距，而由于这个原因使很多需要安装假手的残疾人都不愿使用假手，从而阻碍了假手的普及应用。尽管最近一些相关研究人员也设计了几种具有空间抓握功能的大拇指机构，但这些结构大多具有：结构复杂，大拇指运动空间一定且不能实现多方位抓握的功能。

发明内容

本发明的目的是为解决现有大多数的假手大拇指只有一个方向抓握运动或具有固定轨迹的空间抓握运动的问题，提供一种人工假手的大拇指机构。本发明具有结构简单，运行可靠、灵活，且大拇指能实现多方位抓握功能的特点。

本发明设计的一种人工假手的大拇指机构，包含大拇指转动机构、大拇指弯曲抓握机构及大拇指欠驱动机构。

所述的大拇指转动机构包括大拇指转动轴3、垫片4、蜗轮6、蜗杆5、电机7、十字连接头15、第一指节转动轴16，大拇指转动轴3与蜗轮6固接，蜗轮6与蜗杆5实行涡轮蜗杆传动，蜗杆5与电机7轴固接，大拇指转动轴(3与十字连接头15固接，十字连接头15与第一指节转动轴16水平铰接。

所述的大拇指弯曲抓握机构包括：蜗轮9、蜗杆10、电机11、垫片8、套筒12、主动圆锥齿轮13、从动圆锥齿轮14、第一指节转动轴16、十字连接头15，蜗轮9与蜗杆10实行蜗轮蜗杆传动，蜗杆10与电机轴11固接，蜗轮9与套筒12固接，套筒12与主动圆锥齿轮13固接，套筒12与大拇指转动主轴3竖直铰接，主动圆锥齿轮13与从动圆锥齿轮14实行圆锥齿轮传动，从动圆锥齿轮14与第一指节传动轴16固接，，第一指节转动轴16与十字连接头15水平铰接。

所述的的大拇指转动机构与大拇指弯曲机构通过大拇指转动轴(3)、十字连接头(15)、第一指节转动轴(16)、从动圆锥齿轮(14)、主动圆锥齿轮(13)耦合。所述的机构中，十字连接头(15)的竖直转动中心位于主动圆锥齿轮(13)的圆心，保证大拇指在转动过程中，主动圆锥齿轮(13)与从动圆锥齿轮(14)一直处于啮合状态。

所述的大拇指欠驱动机构包括第一指节转动轴16、第一指节摆杆18，指节传动连杆19、第二指节摆杆20、第二指节转动轴21、大拇指第二指节22，第一指节摆杆18与十字连接头15固接，第一指节转动轴16与十字连接头15铰接，第二指节转动轴21与第二指节摆杆20固接，第二指节转动轴21与第一指节17铰接，第二指节转动轴21与大拇指第二指节22固接。以上机构组成的四杆机构能实现将第一指节的转动传递到第二指节，实现一二指节间的欠驱动。本发明具有的有益效果是：

1.本发明设计的大拇指传动机构中采用了蜗轮蜗杆传动，机构具有自锁功能，电机断电后，拇指具有维持抓握力矩的功能。

2.本发明设计的大拇指结构能实现转动功能，弯曲抓握功能，以及通过拇指的转动运动和弯曲抓握运动的耦合控制可使大拇指实现各种空间运动，可使人工假手实现不同外形物体的抓握，且结构简单，运动可靠，重量轻，体积小。

附图说明

图1是本发明与手掌的连接结构示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3是本发明的大拇指的转动机构结构示意图；

图4是本发明的弯曲机构的结构示意图；

图5是本发明的大拇指的一二指节的欠驱动结构示意图；

图中：1.手掌底板，2.手掌盖板，3.大拇指转动轴，4.垫片，5.蜗杆，6.蜗轮，7.电机，8.垫片，9.蜗轮，10.蜗杆，11.电机，12.套筒，13主动圆锥齿轮，14.从动圆锥齿轮，15.十字连接头，16.第一指节转动轴，17.大拇指第一指节，18.第一指节摆杆，19.指节传动连杆，20.第二指节摆杆，21.第二指节传动轴，22.大拇指第二指节。

具体实施方式

大拇指转动功能的实现：

如图3所示，电机7转动，电机7主轴与蜗杆5固接，蜗杆5转动，蜗杆5与蜗轮6实行涡轮蜗杆传动，蜗轮6转动，蜗轮6与大拇指转动轴3固接，大拇指转动轴3转动，大拇指转动轴3与十字连接头15固接，十字连接头15转动，十字连接头15与第一指节转动轴16水平铰接，第一指节转动轴16转动，第一指节转动轴16与第一指节17固接，第一指节转动，继而实现了大拇指的转动。