[发明专利]一种多自由度机器仿生手

说明书

技术领域

本发明涉及医疗康复器械领域的机械手，特别涉及一种多自由度机器仿生手。

背景技术

康复医学是20世纪中期出现的新兴学科，其目的在于通过物理疗法，运动疗法，生活训练，技能训练，言语训练和心理咨询等多种手段减轻和消除患者的功能障碍，使身体残留部分的功能得到最充分的发挥，弥补和重建患者的功能缺失，达到最大可能的生活自理，劳动和工作的能力。随着各种自然灾害、事故的增加，肢体残疾人的数量也在逐年增加。对于截肢的残疾人而言，目前最常见的恢复措施是安装假肢，以获得基本的肢体功能。随着科技发展各种夹持器、机械手不断面世，但其在自由度的个数与分布上不尽相同。

经过对于现有的技术文献检索发现。

中国发明专利公开号：CN202568539，名称：短二自由度电动控制前臂假肢。仅能够提供手腕与手指两个关节的自由度，完成一般握拳意外的复杂的手部运动。

中国发明专利公开号：CN101836908，名称：一体化轻便美观肌电手。仅仅对于拇指自由度进行驱动，同样对于复杂的手部运动无法完成。

中国发明专利公开号：CN1365877，名称：机器人拟人多指手装置。使用一个电机控制四指的屈伸、一个电机控制拇指的屈伸，仅能完成握拳的抓取动作，对于握钥匙、握棒球、伸出食指等动作无法完成。

中国发明专利公开号：CN1418765，名称：机器人灵巧手机构。对于手指的两个指节的运动使用了两个电机控制，显得臃肿而冗余，不如使用欠驱动联动合理。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、控制灵活的多自由度机器仿生手。

本发明通过下述技术方案实现：

一种多自由度机器仿生手，包括机器手掌基体3、与机器手掌基体3连接的五根手指，这五根手指依次包括拇指1-1、食指1-2、中指1-3、无名指1-4、小指1-5；所述机器手掌基体3的外部包覆有外壳2。

所述食指1-2、中指1-3、无名指1-4和小指1-5这四根手指结构相同、且每根手指各自具有两个屈伸自由度；

这四根手指中每根手指包括安装有电机7和传动蜗轮蜗杆8的壳体6、指根9、指尖10、传动连杆11；

所述传动蜗轮蜗杆8的一端与电机7的输出轴相连，传动蜗轮蜗杆8的另一端与指根9的一端转动相连，指根9的另一端与指尖10的后段转动相连；

所述传动连杆11一端与壳体6转动相连，传动连杆11的另一端还与指尖10后段的内侧转动相连；

所述壳体6、指根9、指尖10、传动连杆11形成一个四连杆，当指根9屈曲时，指尖10相对于指根屈曲。

所述拇指1-1具有旋转与屈伸自由度；所述拇指1-1通过拇指静壳体12连接于机器手掌3；

所述拇指1-1包括拇指静壳体12、拇指旋转电机13、拇指旋转蜗轮蜗杆14、拇指屈伸电机15、拇指动壳体16、拇指屈伸蜗轮蜗杆17；

所述拇指旋转电机13与拇指静壳体12的一侧相连，用于驱动拇指1-1的旋转自由度；

所述拇指旋转蜗轮蜗杆14安装于拇指静壳体12内，该拇指旋转蜗轮蜗杆14与拇指旋转电机13的输出轴相连；

所述拇指屈伸电机15与拇指静壳体12的另一侧相连，用于驱动拇指1-1的屈伸自由度；

所述拇指动壳体16与拇指旋转蜗轮蜗杆14的蜗轮相连，用于沿着拇指1-1旋转方向旋转；

所述拇指屈伸蜗轮蜗杆17安装于拇指动壳体16内，该拇指屈伸蜗轮蜗杆17的蜗杆与拇指屈伸电机15相连；

所述拇指1-1的根部与拇指屈伸蜗轮蜗杆17的蜗轮相连，拇指1-1相对于拇指动壳体16旋转。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明多自由度机器仿生手，给患者提供了一个具有5根手指、10自由度的假肢手，通过欠驱动，每根手指使用一个电机控制两个屈伸自由度，拇指具有旋转与屈伸自由度。

本发明多自由度机器仿生手技术手段简便易行，操控灵活，通过与计算机控制可以在有限的空间内给患者提供握拳、握钥匙、握球等丰富的手指运动能力。

附图说明

图1为本发明多自由度机器仿生手装有外壳的结构示意图；

图2为图1去除外壳后的结构示意图；

图3为图1中：食指1-2、中指1-3、无名指1-4、小指1-5的轴测图结构示意图；

图4为图3侧视图结构示意图；

图5为图2中所示拇指1-1结构示意图；

具体实施方式