专利名称：一种欠驱动拇指机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人手的取代物，特别涉及一种欠驱动拇指机构。
背景技术：
现有的大多数假肢手的拇指结构，都只能在一个方向上进行抓握，拇指设置在手掌的相对位置，在外观和结构上都与真人人手大拇指有着很大的区别。改进这种结构，使其在外观上和功能上更接近于人手，才能满足手臂残疾者的需求。
中国专利CN1803413公开了一种欠驱动自适应假手的拇指机构，该发明对以往的拇指结构一定的改进，实现拇指在抓握的运动过程中成一个130度的锥面形运动空间。但该拇指机构存在结构复杂、制造成本较高的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，且能实现人手的抓握和侧握动作一种欠驱动拇指机构。该机构包括固定在手掌上的第一电机1；在第一电机1驱动下可转动的拇指支架4；位于拇指支架4上的第二电机2；连接拇指支架4与第二电机2的第一转动轴5；位于拇指支架4上，在第二电机2驱动下可沿其自身中心轴转动的第一滑轮3；与第一滑轮3通过同步带16相连的第二滑轮7；
与第二滑轮7同轴的第三滑轮8，通过固件固定在拇指支架4上，不随第二转动轴6转动；近端指骨盖板12、13；连接第二滑轮7、第三滑轮8和近端指骨盖板12的第二转动轴6；近端指骨盖板12、13通过第二转动轴6上的键随第二转动轴6转动；近端指骨两盖板的连接轴11；通过近端指骨盖板1213与第二转动轴6相连的第三转动轴15；第三转动轴15可以以第二转动轴6为圆心，近端指骨盖板为半径的圆弧运动；与第三转动轴15滑动接触的第四滑轮10；在第三滑轮8与第四滑轮10之间传递动力的交叉腱9，与第四滑轮10固定连接，可随第四滑轮10一起转动的末端指骨14。本发明相对于现有技术具有如下优点(1)现有技术中采取连杆机构，而连杆机构在力传递过程中对关节的力臂是变化的，在某些位置力臂会变得很小，这意味着相同力矩的情况下，需要施加很大的力，影响了机构的可控性。本发明采用腱传递，而腱传递的力臂是保持不变的，因此，克服了连杆机构的缺点。
(2)本发明结构简单，制造成本低廉。
图1欠驱动拇指结构原理示意图；
图2拇指结构示意图；图中，1代表第一电机，2代表第二电机，3代表第一滑轮，4代表拇指支架，5代表第一转动轴，6代表第二转动轴，7代表第二滑轮，8代表第三滑轮，9代表交叉腱，10代表第四滑轮，11代表盖板连接轴，12、13代表近端指骨盖板，14代表末端指骨；图3拇指机构电机驱动旋转的两个方向；图4拇指抓握和侧握的两种姿态；具体实施方式
如图1和图2所示，拇指机构包括两个电机，拇指支架，第一滑轮，同步带，第二滑轮，第三滑轮，近端指骨的两个盖板和连杆，第四滑轮，交叉腱，和指尖。
其中，第一电机1固定在手掌上，带动整个拇指支架4旋转，第二电机2固定在拇指支架4上，带动第一滑轮3旋转。第一滑轮与第二滑轮7通过同步带相连。
第三滑轮8通过固件固定在拇指支架4上。
第二滑轮7固定在近端指骨的的盖板12、13上，通过键连接，盖板随其转动。
末端指骨14固定在第四滑轮10上，随第四滑轮10转动。
第四滑轮10与近端指骨盖板12、13通过轴连接，它们之间无固定关系。
拇指采用两个电机驱动，在拇指根部设置第一电机1，控制拇指机构绕基关节旋转，第二电机2安装在拇指支架4上，采用欠驱动交叉腱的形式，完成拇指的近指关节和末端关节的转动。从而实现了假肢手完成抓握和侧握的两个动作。
如图3所示，图4为假肢手实现抓握和侧握两个动作时的两种姿态。
a.第一个方向是以拇指根部的电机1为轴，使拇指绕电机旋转，调整拇指到所要选择的位置进行握、捏或者侧握、钩的动作。如图3所示，当电机转动时带动基架转动，完成拇指绕基关节的旋转。
b.第二个方向如图3所示，是通过拇指支架上的电机2驱动拇指的欠驱动结构来完成拇指的夹紧和张开的动作。
权利要求
1.一种欠驱动拇指机构，包括固定在手掌上的第一电机(1)；在第一电机(1)驱动下可转动的拇指支架(4)；位于拇指支架(4)上的第二电机(2)；连接拇指支架(4)与第二电机(2)的第一转动轴(5)；位于拇指支架(4)上，在第二电机(2)驱动下可沿其自身中心轴转动的第一滑轮(3)；与第一滑轮(3)通过同步带(16)相连的第二滑轮(7)；与第二滑轮(7)同轴的第三滑轮(8)，通过固件固定在拇指支架(4)上，不随第二转动轴(6)转动；近端指骨盖板(12)、(13)；连接第二滑轮(7)、第三滑轮(8)和近端指骨盖板(12)的第二转动轴(6)；近端指骨盖板(12)、(13)通过第二转动轴(6)上的键随第二转动轴(6)转动；近端指骨两盖板的连接轴(11)；通过近端指骨盖板(12)(13)与第二转动轴(6)相连的第三转动轴(15)；第三转动轴(15)可以以第二转动轴(6)为圆心，近端指骨盖板为半径的圆弧运动；与第三转动轴(15)滑动接触的第四滑轮(10)；在第三滑轮(8)与第四滑轮(10)之间传递动力的交叉腱(9)，与第四滑轮(10)固定连接，可随第四滑轮(10)一起转动的末端指骨(14)。
全文摘要
本发明涉及一种欠驱动拇指机构，包括第一电机(1)、拇指支架(4)、第二电机(2)、第一转动轴(5)、第一滑轮(3)、第二滑轮(7)、第三滑轮(8)、第二转动轴(6)、近端指骨盖板(12)、(13)、的第二转动轴(6)、近端指骨两盖板的连接轴(11)、第三转动轴(15)、第四滑轮(10)、交叉腱(9)、可随第四滑轮(10)一起转动的末端指骨(14)。本发明采用腱传递，因此，克服了连杆机构在某些位置力臂会变得很小的缺点；本发明结构简单，制造成本低廉。
文档编号A61F2/50GK101057794SQ200710057369
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者李醒飞, 钟莹, 向红标, 裘祖荣, 张国雄, 朱嘉 申请人:天津大学