专利名称：被动驱动型两自由度残疾人用假手指的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种残疾人用假手指，具体涉及一种利用残指驱动的残疾人用 假手指。
背景技术：
功能型假手是可以实现近似人手运动的假肢，现在残疾人用功能型假手大 多数采用外部动力驱动方式提供动力，动力源涉及电动、气动和液压驱动。由 于要将动力源集成到假手内部，导致假手体积过大，只适用于全掌残疾人群， 适用面窄不能满足需求，应用范围受到限制。目前比较成功的商用功能型假手 要求残疾人全掌残疾，甚至对小臂的残存长度也要求不要过长。据调査显示 部分手指残疾在上肢残疾人患者中也占有相当大的比例，其中包括手指基指节 残存的患者，但目前现有技术针对这一人群没有提供一种比较成熟的利用残指 驱动的假手指。
发明内容
本发明为了解决现在没有适用于手指基指节残存患者能够被动驱动两自 由度残疾人用的假手指问题，进而提供一种被动驱动型两自由度残疾人用假手 指，它可利用残存的基指节驱动来实现假手指的伸展和侧摆(两个自由度)。
本发明的技术方案如下被动驱动型两自由度残疾人用假手指包括连接弹 簧架、基座、上挡丝、基指节上连杆、基指节上挡杆、下挡丝、基指节下连杆、 基指节下挡杆、中指节骨架、中指节连杆、指尖和若千个轴；连接弹簧架前端 与基座转动连接，基指节上连杆设置在基指节下连杆的上方，基指节上连杆的 一端与基座通过第一轴连接，基指节下连杆的一端与基座通过第二轴连接，基 指节上连杆的另一端与基指节上挡杆的中部固接，基指节下连杆的另一端与基 指节下挡杆的中部固接，基指节上挡杆的一端与上挡丝的一端固接，基指节下 挡杆的一端与下挡丝的一端固接，基指节上挡杆的另一端与中指节骨架通过第 三轴连接，基指节下挡杆的另一端与中指节骨架通过第四轴连接，中指节骨架 与指尖通过第五轴连接，中指节连杆的一端与基指节上挡杆的另一端通过第六轴连接，中指节连杆的另一端与指尖通过第七轴连接。
本发明具有以下有益效果本发明利用残存的基指节来驱动安装在手掌上 的假手指，采用被动驱动方式实现了假手指伸展和侧摆两个自由度的三维空间 运动，无需外部动力驱动。本发明具有结构简单、安装简便快捷、运动方式拟 人化的优点。本发明具有分别对应基指节关节的开合自由度和侧摆两个自由 度，可以实现三维空间内的立体抓取；利用连接弹簧架(连接机构)将假手指
与手掌相连接(起到固定的作用)，连接简便快捷。
图l为本发明的主剖视图，图2为本发明的立体图，图3为本发明的机构 原理简图。
具体实施例方式
具体实施方式
一如图1 2所示，本实施方式所述的被动驱动型两自由
度残疾人用假手指包括连接弹簧架l、基座2、上挡丝4、基指节上连杆5、基 指节上挡杆6、下挡丝22、基指节下连杆21、基指节下挡杆20、中指节骨架 10、中指节连杆15、指尖12和若干个轴；连接弹簧架1前端与基座2转动连 接，基指节上连杆5设置在基指节下连杆21的上方，基指节上连杆5的一端 与基座2通过第一轴3连接，基指节下连杆21的一端与基座2通过第二轴23 连接，基指节上连杆5的另一端与基指节上挡杆6的中部固接，基指节下连杆 21的另一端与基指节下挡杆20的中部固接，基指节上挡杆6的一端与上挡丝 4的一端固接，基指节下挡杆20的一端与下挡丝22的一端固接，基指节上挡 杆6的另一端与中指节骨架10通过第三轴19连接，基指节下挡杆20的另一 端与中指节骨架10通过第四轴8连接，中指节骨架10与指尖12通过第五轴 14连接，中指节连杆15的一端与基指节上挡杆6的另一端通过第六轴16连 接，中指节连杆15的另一端与指尖12通过第七轴13连接。
假手指运动过程中上挡丝4、下挡丝22所包络空间与基指节残指(轮廓 形状)相似，假手指运动过程中上挡丝4、下挡丝22不会压迫基指节残指。 假手指的侧摆、张开、合拢都为被动驱动方式，即利用残疾人患者基指节残指 驱动。连接弹簧架1可实现方便快速地将假手指安装在手掌上。
上挡丝4、上基指节连杆5和上基指节挡杆6固联为一个刚性构件(基指
4节上挡板)，下挡丝22、下基指节连杆21和下基指节挡杆20固联为一个刚性 构件(基指节下挡板)，基指节上挡板通过第一轴3和第三轴19分别与基座2 和中指节骨架10相连，基指节下挡板通过第二轴23和第四轴8分别与基座2 和中指节骨架10相连；基座2、基指节上挡板、基指节下挡板、中指节骨架 IO构成了基指节空间四连杆机构，基指节上挡板、中指节连杆15、中指节骨 架10和指尖12构成了中指节空间四连杆机构；基指节上挡板将基指节运动与 中指节运动耦合，保证基指节空间四连杆机构与中指节空间四连杆机构的相对 运动角度固定。
所述假手指的上挡丝与下挡丝在假手指开合运动过程中包络出一个固定 的并与基指节形状及大小基本相似的空间，残指的基指节外包一层lmm左右的 软材料，并安装到由上挡丝和下挡丝包络形成的空间内，假手指基指节空间四 连杆机构通过基座与钢丝相联，利用残指基指节的侧摆运动可以驱动假手指绕 连接弹簧架周向摆动；假手指的空间耦合运动是通过基指节空间四连杆机构和 中指节空间四连杆机构的耦合来实现的，两个连杆机构为近似1: 1 (基指节 转动角度与中指节转动角度的比)传动。中指节空间四连杆机构实现了中指节 转动90度、指尖转动75度，基指节残指通过上挡丝和下挡丝带动假手指的基 指节进行开合运动，假手指基指节的运动通过基指节空间四连杆机构耦合到中 指节和指尖，实现仿人手指的运动。
具体实施方式
二如图1 2所示，本实施方式所述残疾人用假手指还包 括中指节关节盖板7和指尖关节盖板11，中指节关节盖板7设置在中指节骨 架10—端上，指尖关节盖板11设置在中指节骨架10另一端上。中指节关节 盖板7和指尖关节盖板11在运动中保持了手指关节的外形。使假手指的外观 更形象逼真。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图1 2所示，本实施方式所述残疾人用假手指还包 括中指节上盖板9和中指节指肚18，中指节上盖板9设置在中指节骨架10的 上部，中指节指肚18设置在中指节骨架10的下部。中指节上盖板9和中指节 指肚18构成中指节外形，使假手指的外观更形象逼真。其它组成及连接关系 与具体实施方式
一或二相同。
工作原理本发明的连接弹簧架1贴合形状与手掌外形相似，利用连接弹簧架的弹性
将假手指(本发明)连接到手掌上(如图1所示，B-l为手掌部分，B-2为残 存的基指节)，基指节残指(残存的基指节)位于上挡丝4和下挡丝22包络的 空间内，基座2与连接弹簧架1轴向固定、周向转动，实现侧摆自由度。本发 明有如下几种运动方式侧摆运动基指节残指侧向摆动带动整个假手指绕连 接弹簧架1周向转动；合拢运动基指节残指绕基指节关节由平张向下转动 90度，残指带动下挡丝22绕第二轴23转动90，基指节空间四连杆机构运动 的同时驱动中指节空间四连杆机构运动，基指节转动90度，中指节转动90 度，指尖转动75度；张开运动基指节残指绕基指节关节由与手掌呈90度角 转为平张状态，残指带动上挡丝4绕轴3转动-90度，基指节空间四连杆机构 运动的同时驱动中指节空间四连杆机构运动，基指节转动-90度，中指节转动 -90度，指尖转动-75度(参见图1 2)。本发明通过基指节空间四连杆机构 和中指节空间四连杆机构两个四连杆机构耦合实现了假手指伸展运动，如图3 所示，第一连杆25安装在基架24(相当于连接弹簧架1)上，第一连杆25(相 当于基座2)、第二连杆26 (相当于基指节下连杆21)、第三连杆27 (相当于 基指节上连杆5)、第四连杆28组成基指节空间四连杆机构，第五连杆29、第 六连杆30 (相当于中指节骨架IO)、第七连杆31 (中指节连杆15)、第八连杆 32组成中指节空间四连杆机构，第九连杆32相当于指尖12;通过将第二连杆 27与第四连杆29固接以及第三连杆28与第五连杆30的固接来实现上述两个 四连杆机构的耦合。
权利要求
1、一种被动驱动型两自由度残疾人用假手指，其特征在于所述残疾人用假手指包括连接弹簧架(1)、基座(2)、上挡丝(4)、基指节上连杆(5)、基指节上挡杆(6)、下挡丝(22)、基指节下连杆(21)、基指节下挡杆(20)、中指节骨架(10)、中指节连杆(15)、指尖(12)和若干个轴；连接弹簧架(1)前端与基座(2)转动连接，基指节上连杆(5)设置在基指节下连杆(21)的上方，基指节上连杆(5)的一端与基座(2)通过第一轴(3)连接，基指节下连杆(21)的一端与基座(2)通过第二轴(23)连接，基指节上连杆(5)的另一端与基指节上挡杆(6)的中部固接，基指节下连杆(21)的另一端与基指节下挡杆(20)的中部固接，基指节上挡杆(6)的一端与上挡丝(4)的一端固接，基指节下挡杆(20)的一端与下挡丝(22)的一端固接，基指节上挡杆(6)的另一端与中指节骨架(10)通过第三轴(19)连接，基指节下挡杆(20)的另一端与中指节骨架(10)通过第四轴(8)连接，中指节骨架(10)与指尖(12)通过第五轴(14)连接，中指节连杆(15)的一端与基指节上挡杆(6)的另一端通过第六轴(16)连接，中指节连杆(15)的另一端与指尖(12)通过第七轴(13)连接。
2、 根据权利要求l所述的被动驱动型两自由度残疾人用假手指，其特征 在于所述残疾人用假手指还包括中指节关节盖板(7)和指尖关节盖板(11)， 中指节关节盖板(7)设置在中指节骨架(10) —端上，指尖关节盖板(11) 设置在中指节骨架(10)另一端上。
3、 根据权利要求1或2所述的被动驱动型两自由度残疾人用假手指，其 特征在于所述残疾人用假手指还包括中指节上盖板(9)和中指节指肚(18)， 中指节上盖板(9)设置在中指节骨架(10)的上部，中指节指肚(18)设置 在中指节骨架(10)的下部。
全文摘要
被动驱动型两自由度残疾人用假手指，它涉及一种残疾人用假手指。本发明解决了现在没有适用于手指基指节残存患者能够被动驱动两自由度残疾人用的假手指问题。连接弹簧架前端与基座转动连接，基指节上连杆的一端与基座连接，基指节下连杆的一端与基座连接，基指节上连杆的另一端与基指节上挡杆的中部固接，基指节下连杆的另一端与基指节下挡杆的中部固接，基指节上挡杆的一端与上挡丝的一端固接，基指节下挡杆的一端与下挡丝的一端固接，基指节上挡杆的另一端与中指节骨架连接，基指节下挡杆的另一端与中指节骨架连接。本发明采用被动驱动方式实现了假手指伸展和侧摆两个自由度的三维空间运动，无需外部动力驱动；安装简便快捷，运动方式拟人化。
文档编号A61F2/54GK101496750SQ20091007135
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月24日 优先权日2009年1月24日
发明者宏 刘, 刘伊威, 力 姜, 杨会生, 赵京东 申请人:哈尔滨工业大学