[发明专利]一种智能仿生假肢手

说明书

本发明公开了一种智能仿生假肢手，包括手掌组件和手指组件，手指组件中至少包括拇指组件和食指组件，手掌组件包括壳体和驱动装置，壳体内形成一腔室，驱动装置设置于腔室内，手掌组件中还设有与驱动装置电性连接的电路板，驱动装置为直线电机，其与壳体上端连接的手指组件中的各手指形成独立驱动连接；拇指组件包括拇指上关节和拇指下关节，拇指上关节与拇指下关节通过转轴形成旋转连接，拇指上关节的下端呈圆弧状，其圆弧状端面处设有多个锯齿结构，与拇指上关节的圆弧状端面相对应的拇指下关节端面处设有弹性顶起机构，顶起机构与锯齿结构相配合，手动控制拇指上关节的弯曲角度。本发明实现了假肢手的精准抓捏，适应抓取的物体大小范围更广。

技术领域

本发明涉及仿生手技术领域，具体涉及一种智能仿生假肢手。

背景技术

智能假肢手的控制大多采用肌电控制方式，利用微小的肌电电位差信号作为控制和操纵肌电假肢各种功能的初始信号，实现控制假肢手的张开、关闭等动作。

现有的智能假肢手驱动方式主要采用齿轮复杂的齿轮组传动结构实现手部的各种动作，虽然具有较高的控制精确度，但同时会带有故障率居高不下，重量大、成本高的问题，不利于假肢手的推广应用。

中国专利文献CN110731839A公开了一种假肢手，其采用无名指、小指和中指采用同一电机驱动，虽然减少了驱动电机的数量，有利于减少手掌的尺寸和重量，但是其电路板设置在旋转腕中，增加了旋转腕的尺寸，进而增加了整个手的高度。同时三个手指共用同一驱动电机，各手指自由度少，不便于对较为精细的物品进行精确抓取，适合抓取的物体范围相对较窄。

发明内容

针对现有技术中的以上不足，本发明提供了一种智能仿生假肢手，各手指采用独立控制，通过彼此配合具有较高的抓捏自由度，可以适用于不同大小物体的抓捏，抓捏精准度更高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能仿生假肢手，包括手掌组件和手指组件，所述手指组件中至少包括拇指组件和食指组件，所述手掌组件包括壳体和驱动装置，所述壳体内形成一腔室，所述驱动装置设置于所述腔室内，所述手掌组件中还设有与所述驱动装置电性连接的电路板，所述驱动装置为直线电机，其与所述壳体上端连接的手指组件中的各手指形成独立驱动连接；

所述拇指组件包括拇指上关节和拇指下关节，所述拇指上关节与所述拇指下关节通过转轴形成旋转连接，所述拇指上关节的下端呈圆弧状，其圆弧状端面处设有多个锯齿结构，与所述拇指上关节的圆弧状端面相对应的所述拇指下关节端面处设有弹性顶起机构，所述顶起机构与所述锯齿结构相配合，手动控制所述拇指上关节的弯曲角度。

进一步地，所述手指组件为欠驱动结构，包括拇指组件、食指组件、中指组件、小指组件和无名指组件，所述驱动装置包括第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机和第五直线电机，所述的第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机和第五直线电机分别与所述的拇指组件、食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件形成一一对应驱动连接，各所述直线电机对应驱动所述食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件进行弯曲和伸展动作。

优选地，所述的拇指组件、食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件的指尖部位分别套装有橡胶指套。

更进一步地，所述拇指组件的橡胶指套表面和所述食指组件的橡胶指套表面分别设有耐磨纹理。

所述拇指上关节下端设有三个及以上个锯齿结构，所述拇指下关节的端部成型一凹槽；所述顶起机构包括带有凸起的固定块和弹簧，所述固定块设置于所述凹槽中，且可沿所述凹槽的内壁前后滑动，所述弹簧设置于所述凹槽底部与所述固定块之间；推动所述拇指上关节沿着所述转轴旋转时，所述弹簧受到挤压，所述固定块上的凸起从相邻的两所述锯齿结构之间滑出，所述弹簧逐渐复位，所述固定块上的凸起滑入另一相邻的两所述锯齿结构之间。