专利名称：超短二自由度肌电控制前臂假肢的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及前臂假肢技术领域，特别涉及二自由度电控制前臂假肢技术领域，具体 是指一种超短二自由度肌电控制前臂假肢，包括电动控制和机电控制。
背景技术：
由于工伤、交通事故、战争和地震等各种自然灾害以及先天性缺陷等各种因素，不可避 免要产生大量上肢缺失者，而上肢缺失者中，前臂缺失者比肘关节以上高位截肢者要多许多 倍。目前国内外最普遍使用的前臂电动或肌电控制假肢中，绝大部分只有一个自由度(手指 张、握)，是电动控制的，而腕旋转则要使用健侧手板动其被动腕关节，其主要原因是国内外 肌电控制前臂假肢产品微电机驱动手指张、握机构和微电机驱动腕旋转机构前后串连，腕旋 转机构要占较长腕部空间的结构，造成前臂二自由度肌电控制或电动控制假肢太长，其长度 在17至21cm的范围内。对大多数截肢者来说，安装后假肢超出了自身健侧上肢长度，使 用不方便，不美观，因而不适合安装，而且重量偏重(425-484克)，多数截肢者安装后感觉 举起假肢费力。此瓶颈长期没有突破，使国内外普遍使用的前臂假肢功能受到很大局限。因 此急需一种创新结构，使前臂二自由度肌电控制假肢或由电动假肢的长度和重量缩小到与目 前的一 自由度假肢产品相当，才能成为新一代升级换代产品。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种超短二自由度肌电控制前 臂假肢，该前臂假肢设计新颖、构思巧妙，使得长度大大变短、重量减轻，适合人们的需求。 为了实现上述目的，本实用新型的超短二自由度肌电控制前臂假肢具有如下构成 一种超短二自由度肌电控制前臂假肢，包括可旋转的手部，用于与前臂臂筒固定的腕接 口，旋转轴、传动齿轮，手指张、握驱动机构，腕部旋转驱动机构，控制电路和接口。手指 张、握驱动机构和腕部旋转驱动机构相互垂直交叉组合安装在手掌中，两者由手掌中的控制 电路控制。手掌的旋转轴是固定的，此轴下端部用螺丝与腕接口固定，腕接口用螺端再与套 在此接口上的假肢前臂筒端部固定在一起。此轴与一大齿轮为一体，此大齿轮与腕部旋转机 构的输出齿轮啮合，从而驱动手掌旋转。手掌底座下安装有4个与手掌一起旋转的电刷，固定的旋转轴上设置有4个相互绝缘的金属环，分别与上述4个电刷之一弹性接触接触。4个 电刷引出的4根导线连接手掌内的控制电路，分别是电源正极、电源负极和信号地共用线、 第一控制信号线(传递伸肌的肌电控制信号)和第二控制信号线(传递屈肌的肌电控制信号)。 每个上述金属环连接有一根导线一起通向一个4线接口，由此接口通向可充电池正、负极， 伸肌肌电传感器(或控制开关1 )、屈肌肌电传感器(或控制开关2)。所述腕部旋转驱动机构 与所述旋转轴平行，且在假手掌部纵向靠掌心放置。所述手指张、握驱动机构垂直于所述腕 部旋转驱动机构在假手中横向靠掌背放置，两个机构全部组合在手掌中，腕部只有与前臂筒 连接的接口 。采用本实用新型，由于本实用新型的所述手指张握驱动机构和所述腕部旋转驱 动机构垂直交叉安装在所述掌部中，共用手掌内的空间长度，使前臂假肢占用的空间长度大 为缩短，仅约14.5cm，其中还包括1.5cm与前臂臂筒连接的腕接口。此长度比现有二自由度 肌电控制假肢各种产品的长度17-21cm大大缩短。重量比现有二自由度产品减少近100克左 右，也与现有一自由度假肢相近，安装后使用者将不会感到不便和费劲，非常适合人们的需 求。
图1是本实用新型的一具体实施例的立体示意图。
图2是图1所示的具体实施例的局部剖视和各部件连接示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。 请参阅图1 图2所示，本实用新型的超短二自由度肌电控制前臂假肢，包括手部，用于 与前臂筒固定的腕接口 5,腕轴17,手指张、握驱动机构l,腕部旋转驱动机构2，控制电路 6,电路接口 16,以及固定齿轮4。所述控制电路6位于所述假手掌部中，所述腕部旋转驱动 机构2包括输出齿轮3，所述手部固定在底座11上。所述腕轴17固定在所述腕接口 5上。 所述固定齿轮4与腕轴17是一整体。所述手指张、握驱动机构1和所述腕部旋转驱动机构2 安装在掌部中。所述输出齿轮3啮合所述固定齿轮4。所述底座11底部下表面上固定设置4 个电刷13、 14、 20和21。在所述腕轴17上，位于所述腕"接口5内，-没置有4个相互绝^^的 金属环19。各所述电刷13、 14、 20和21分别弹性接触一所述金属环19的各个环，所述4 个金属环各有一根导线组成四股线15连接所迷电路接口 16, 4个所述电刷13、 14、 20和21 分别连接电源正极7、电源负极和电路地公共线8、第一控制信号线9和第二控制信号线10,一起通向所述控制电路6。所述控制电路6分别连接所述手指张握驱动机构1和所述腕部旋 转驱动机构2的微电机。从而所述腕部旋转驱动机构2的输出齿轮3转动时使手部围绕固定 齿轮4的旋转轴17旋转。
所述手指张、握驱动机构1和所迷腕部旋转驱动机构2相互垂直交叉安装在所述掌部中。 在本实用新型的具体实施例中，所述腕部旋转驱动机构2与所述旋转轴17轴向平行放置 在所述掌部中靠近所述掌部的掌心，所述手指张、握驱动机构1垂直于所述腕部旋转驱动机 构2放置在所述掌部中靠近所述掌部的掌背。也就是说，所述手指张、握驱动机构l是横向 靠手背安装，所述腕部旋转驱动机构2是纵向靠手心安装。
在本实用新型的一具体实施例中，所述手指张握驱动机构1包括驱动手指张、握的第一 微电机和与其连接的第一减速器，所述腕部旋转驱动机构2包括驱动腕部双向旋转的第二微 电机和与其连接的第二减速器，所述输出齿轮3固定在所述第二减速器的输出轴上。 在本实用新型的具体实施例中，所述旋转轴17与所述旋转齿轮4一体成型。 本实用新型安装时，将前臂臂筒套接在腕接口 5上，用螺丝将前臂臂筒固定在腕接口 5 上即可。
本实用新型可用肌电信号控制，也可用开关控制。使用时，需要进行手指张、握时，用 开关或通过肌电信号经控制电路控制手指张、握驱动机构1动作，从而实现手指的张握；需 要旋转腕部时，用开关或通过肌电信号经控制电路控制腕部旋转驱动机构2动作，带动输出 齿轮3旋转，因为输出齿轮3与旋转齿轮4啮合，从而带动手部围绕旋转齿轮4的旋转轴17 旋转。其控制方式与控制切换现有产品相同。
本实用新型长度为14.5cm,其中还包括L5cm与前臂臂筒连接的腕接口 5,重量为350 克，与现有一自由度假肢的长度和重量相近，从而突破了目前国内外二自由度肌电控制前臂 假肢长度过长，重量偏大，不能普及的瓶颈，以创新结构实现了其长度和重量与一自由度肌 电控制前臂假肢相当，可成为新 一代升级换代产品。
综上，本实用新型的超短二自由度肌电控制前臂假肢设计新颖、构思巧妙，使得长度大 大变短、重量减轻，适合人们的需求。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性 的而非限制性的。
权利要求1. 一种超短二自由度肌电控制前臂假肢，其特征在于，包括可旋转的手部，用于与前臂臂筒固定的腕接口，旋转轴、传动齿轮，手指张、握驱动机构，腕部旋转驱动机构，控制电路和接口；手指张、握驱动机构和腕部旋转驱动机构相互垂直交叉组合安装在手掌中，两者由手掌中的控制电路控制；手掌的旋转轴是固定的，且与腕接口和假肢前臂筒端部固定在一起；此轴与一大齿轮为一体，此大齿轮与腕部旋转机构的输出齿轮啮合，从而驱动手掌旋转；手掌底座下安装有4个与手掌一起旋转的电刷，固定的旋转轴上设置有4个相互绝缘的金属环，分别与上述4个电刷之一弹性接触接触；4个电刷引出的4根导线连接手掌内的控制电路，分别是电源正极、电源负极和信号地共用线、第一控制信号线和第二控制信号线，该第一控制信号线传递伸肌的肌电控制信号，该第二控制信号线传递屈肌的肌电控制信号；每个上述金属环连接有一根导线一起通向一个4线接口，由此接口通向可充电池正、负极，伸肌肌电传感器或控制开关(1)、屈肌肌电传感器或控制开关(2)。
2. 根据权利要求l所述的超短二自由度肌电控制前臂假肢，其特征在于，所述手指张、 握驱动机构和所述腕部旋转驱动机构相互垂直交叉安装在假手掌部中；所述腕部旋转驱动机 构与所述旋转轴平行，且在假手掌部纵向靠掌心放置；所述手指张、握驱动机构垂直于所述 腕部旋转驱动机构在假手中横向靠掌背放置，两个机构全部组合在手掌中，腕部只有与前臂 筒连4妄的接口。
专利摘要本实用新型涉及一种超短二自由度肌电控制前臂假肢，手指张握驱动机构和腕部旋转驱动机构相互垂直交叉组合安装在手掌中，两者由手掌中的控制电路控制，手掌下的底座下安装有4个电刷，用于与前臂臂筒固定的腕接口上固定有旋转轴，其插入底座中，旋转齿轮位于底座中套接固定在旋转轴上，底座和腕接口之间的旋转轴上设置有4个相互绝缘的金属环，其分别弹性接触4个电刷之一，4个电刷分别通过电源正极、电源负极、第一控制信号线和第二控制信号线连接控制电路，每个所述金属环通过一导线连接插座。本实用新型设计新颖、构思巧妙，使前臂二自由度肌电控制假肢长度和重量缩减到与现有前臂一自由度肌电控制假肢产品相当，可适用于绝大部份前臂截肢者。
文档编号A61F2/72GK201230915SQ200820150810
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者罗永昭, 顾春樱 申请人:上海科生假肢有限公司