[发明专利]一种用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构

权利要求书

1.一种用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构，其特征在于，其包含近指节滑槽连杆机构和中指节滑槽连杆机构,以及关节内收和外展硬限位设计；

上述的近指节滑槽连杆机构包括近指节、左近指节辊子下拉连杆、右近指节辊子下拉连杆、近指节辊子和中指节控制连杆；中指节滑槽连杆机构包括中指节、远指节、中指节辊子下拉连杆、中指节辊子和远指节控制连杆；

左近指节辊子下拉连杆和右近指节辊子下拉连杆拐角侧插入手掌上表面凹槽内，手掌凹槽内打孔，通过插销将左近指节辊子下拉连杆、右近指节辊子下拉连杆和手掌进行连接；在左近指节辊子下拉连杆和右近指节辊子下拉连杆的另一侧，使用辊子将连杆末端和近指节滑槽进行连接，形成移动幅和转动副，使得左近指节辊子下拉连杆和右近指节辊子下拉连杆直线侧末端能够沿着滑槽的方向进行上下移动；在近指节最上端，使用插销将直线电机输出轴和近指节进行连接，电机向前的推力和向后的拉力为整个机构提供动力；

左中指节控制连杆和右中指节控制连杆的直线侧顶端使用插销使左中指节控制连杆、右中指节控制连杆分别和左近指节辊子下拉连杆、右近指节辊子下拉连杆直线侧顶端开孔保持同心，使其顶端互相形成转动副，和近指节滑槽形成移动副；左中指节控制连杆和右中指节控制连杆的拐角侧末端开孔，使用插销固定在中指节和近指节旋转轴上侧的开孔内，使其形成旋转副连接；以保证：当左中指节控制连杆和右中指节控制连杆对中指节施加向前的作用力时，该力可产生绕中指节旋转轴的旋转力矩，令中指节进行旋转；

中指节辊子下拉连杆的直线端插入近指节上表面的凹槽内，使用插销进行连接，形成转动副；中指节辊子下拉连杆的拐角侧顶端开孔与中指节的滑槽开孔对准后使用辊子进行连接，使中指节辊子下拉连杆顶端可沿着滑槽进行上下移动，形成移动副；远指节控制连杆的直线侧顶端开孔与中指节辊子下拉连杆的拐角侧顶端开孔对准并使用辊子进行连接，使其顶端能够相互转动且可同步沿着中指节滑槽进行上下平移运动；远指节控制连杆拐角侧插入远指节的凹槽内，并使用插销将其顶端开孔与位于远指节转轴上方的开孔进行连接，形成转动副；以保证：当中指节相对于近指节进行旋转时，中指节滑槽内的辊子可带动远指节控制连杆直线侧共同沿着中指节滑槽向下运动；当远指节控制连杆拐角侧向前运动时，可在远指节上侧产生令远指节进行旋转的旋转力矩；

当直线电机收缩时，三关节欠驱动机构将进行外展；当三个指节上表面相互平行时，两个辊子将同时到达相应滑槽的最顶端，即装置的外展极限位置；当直线电机进行伸长时，近指节顶端会受到向前的力的作用，形成绕近指节旋转轴的旋转力矩，此时近指节会相对于手掌进行旋转；

当近指节发生旋转时，左近指节辊子下拉连杆和右近指节辊子下拉连杆会对近指节滑槽中的辊子产生方向沿经过近指节辊子下拉连杆两固定点直线向下的力，该力的分力将拉动该辊子使其沿滑槽方向向下滑动；

当近指节滑槽中的辊子向下运动时，将带动左中指节控制连杆和右中指节控制连杆直线侧顶端同步向下运动；此时在左中指节控制连杆和右中指节控制连杆拐角侧开孔处，连杆产生对中指节沿经过左中指节控制连杆和右中指节控制连杆两固定点直线且方向向前的力，该力的分力将对中指节产生绕中指节旋转轴的旋转力矩，从而使中指节发生旋转，以此来实现近指节和中指节的运动联动效果；

当中指节发生旋转时，中指节辊子下拉连杆会对位于中指节滑槽内的辊子产生沿经过中指节辊子下拉连杆两固定点的直线且方向向下的力，该力的分力可使中指节滑槽内的辊子沿着滑槽向下移动；

中指节滑槽内的辊子沿着滑槽向下移动时，将带动远指节控制连杆直线侧顶端同步运动；此时，在远指节控制连杆拐角侧顶端，远指节控制连杆将产生方向沿着经过远指节控制连杆两开孔的直线向前的力，其分力可对远指节产生使远指节绕其旋转轴进行旋转的力矩。

2.根据权利要求1所述的用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构，其特征在于指节连接转轴形状设计为转轴上侧为矩形设计，转轴下侧为圆弧设计；当机械手进行内收时能正常工作，达到外展极限位置时实现机械限位。

3.根据权利要求1所述的用于手指康复的连杆传动三关节欠驱动机构，其特征在于各指节间力的传递均通过连杆进行，在近指节上方和远指节上方设计滑槽，通过辊子使关节连接节点能够沿着滑槽进行上下平移。