[发明专利]具有自锁功能的电机内置式模块化假手指

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块化假手指，具体涉及一种具有自锁功能的电机内置式模块化假手指。

背景技术

手是人类意识的延伸，在日常生活中具有重要的作用。假手作为自然人手的替代，需要具有操作物体，感知外界环境的功能以及人手一样的外形。然而，受限于驱动器、传感器的发展，假手还很难在尺寸、重量、外观、灵巧性、包络性以及感知能力等方面同时达到较高的水平。因此，如何在使假手具有高度拟人化外观的基础上，使假手功能更加完善一直是假手领域研究的重要课题。

假手的发展终将面向用户，因此，假手商品化是其发展趋势。目前市场上应用的比较成熟的商业化假手大多只有一个自由度，各手指都是刚性的，没有相对运动的各个指节，灵巧性和拟人性较差；近些年来，虽然在手指的灵巧性、拟人性方面有所改善，但是其驱动器放置于手掌内部，传动机构复杂，模块化程度不高，单个手指不能独立控制，适用范围也仅限于全手截肢患者；另外，各手指之间零件通用性差，维护也比较困难；由于假手不具有自锁功能，导致其续航时间短，这些因素都限制了假手的应用。

发明内容

本发明为解决现有假手指传动机构复杂、模块化程度不高、单个手指不能独立控制，且不具有自锁功能导致其续航时间短的问题，进而提出具有自锁功能的电机内置式模块化假手指。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括近指节和远指节，所述近指节包括电机、减速器、近指节外壳、转动框架、蜗杆、蜗杆轴、端盖、蜗轮、第一关节钢丝轮、基关节轴、基关节基座和压线板，减速器固定安装在转动框架上，近指节外壳安装在转动框架上，电机的输出轴通过减速器与蜗杆的一端连接，蜗杆的另一端通过蜗杆轴与端盖连接，基关节基座通过基关节轴与转动框架连接，蜗轮套装在基关节轴上，蜗轮与蜗杆啮合，第一关节钢丝轮套装在蜗轮侧面的凸台上，所述远指节包括指尖上盖板、指尖下盖板、中关节轴、第二关节钢丝轮、钢丝、指尖位置传感器、指尖电路板和指尖螺柱，指尖下盖板通过中间关节轴与近指节外壳连接，指尖位置传感器套装在中间关节轴上，第二关节钢丝轮套装在指尖下盖板内侧壁上的圆台上，指尖上盖板和指尖电路板通过之间螺柱安装在指尖下盖板上，钢丝的一端通过压线板固定在基关节基座上，钢丝的另一端绕过第一关节钢丝轮和第二关节钢丝轮固定在指尖上盖板内壁的凹槽内，钢丝绕过第一关节钢丝轮和第二关节钢丝轮固定在基关节基座和指尖下盖板的凹槽内。

本发明的有益效果是：本发明基于模块化设计思想，将驱动、传动、传感及控制系统完全集成在具有多关节的手指内部，单手指可以自算自控；本发明不仅解放了手掌空间，便于拇指机构和其他电气系统在手掌中的布置，而且扩展了假手的应用范围，即从整手残疾患者扩展到了断指残疾患者；本发明整个手指只有不到三十个零件，手指之间零件完全通用，方便拆装及维护，节约了成本；本发明具有自锁能力，可以在抓握物体时无需持续供电也能抓紧物体；本发明采用钢丝弹簧耦合机构实现远指节的弯曲/伸展，结构简单，效率高；在近指节加入了被动弹性元件，可以有效消除蜗轮蜗杆的齿侧间隙，保证抓握时指尖与物体不脱开；本发明的手指尺寸较成人手指略小，指尖主动加载和被动承载能力较大。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视示意图，图2是远指节和近指节的主剖视图，图3是远指节的结构主视示意图，图4是远指节与近指节所成角度示意图，图5是本发明的走线路径示意图。

具体实施方式