[发明专利]蜗轮自锁式单自由度假肢手

说明书

本发明公开了一种蜗轮自锁式单自由度假肢手。本发明假肢手由三级机械传动及四杆机构组成；第一级采用三个直齿轮，第二直齿轮为惰轮，第二级采用蜗杆蜗轮传动，第三级采用两个直齿轮；蜗杆与蜗轮处于中间级传动避免了蜗轮大的受力及高转速，有效减小了蜗轮的磨损；驱动电机置于机架空腔内，其轴线与食指杆件运动轴线相垂直，减小了假肢手尺寸，特别是腕部联接处尺寸；所提单自由度假肢手所用机械零件少，结构简单，重量轻，机械自锁可靠。

技术领域

本发明属于医疗康复器械领域，特别涉及一种蜗轮自锁式单自由度假肢手。

背景技术

假肢手安装于残疾人残肢处，用于实现人手的某些功能。近年来，多自由度假肢手的专利文件较多，而关于单自由度假肢手的发明极少，然而，单自由度假肢手由于结构简单、价格低廉、夹持力量大等优势，仍是目前市场的主流产品。应用中，几乎都采用OttoBock公司的单自由度假肢手结构。该种假肢手用直流电机驱动，通过三级减速，带动拇指及对面的食指作夹持运动。其中，第一级减速采用摩擦式行星减速器，用套装在行星系杆上三个行星轮支承轴上的三个微型深沟轴承代替行星齿轮，三个微型深沟轴承向内紧压在电机输出轴颈上，向外与起太阳轮作用的钢圈内壁摩擦，系杆上的两个拨动销轴输出运动。第二级和第三级减速采用外啮合圆柱齿轮传动。由于假肢手用锂电池供电，电池容量有限，没有采用步进电机或伺服电机的电气锁紧方式，而是采用机械锁紧方式。该机械锁紧方式比较特殊，在第一级减速器输出轴上加工有微型圆柱齿轮，圆柱齿轮外周两侧分别与两个起齿条作用拨片啮合。拨片为椭圆状薄钢片，拨片中部沿长轴方向加工有带圆角的矩形孔，矩形孔的两个长边都加工有轮齿，相当于两个齿条，每一时刻，都有两个齿条的一个与输出轴齿轮啮合，拨片的外周上加工有对称的滑槽，行星系杆的两个输出拨动销轴插入于每个拨片上的两个滑槽中。当电机回转而使系杆作减速回转时，系杆的两个拨动销轴带动两个拨片做同步回转，两个拨片的相对面的齿条夹住输出轴齿轮，带动齿轮也做同步回转，再经后两级的减速，实现了假肢手的运动。而当电机静止时，由于假肢手指所受夹持物体的反力及所持物体重量的作用，使手指松动，从而使行星减速器输出齿轮作相应方向的转动，使与其啮合的两个拨片沿系杆的两个拨动销轴作相对的径向运动，两个拨片的外周表面与制动圈内表面压紧，产生周向摩擦力矩，阻止手指的张开及物体的下滑运动，从而起到机械自锁作用。系杆各零件及两个拨片尺寸微小，精致。

然而，目前经典的单自由度假肢手在实际使用中存在如下缺陷：

(1)由于拨片外周表面面积很小，其与制动圈之间的摩擦力矩也小，自锁功能较差，常出现手指松动及物体下垂的现象。

(2)由于拨片与制动圈实现摩擦制动及退出制动状态都需要拨片的相对径向运动，常出现手指运动时的抖动。

发明内容

本发明的目的在于克服目前单自由度假肢手产品及专利技术中的不足，提供一种结构简单、自锁可靠、重量轻的单自由度假肢手结构。

本发明通过下述技术方案实现：