专利名称:仿生五指手的制作方法
【专利摘要】一种仿生五指手，由手掌（5）、五个具有独立驱动装置的假手指和控制线路系统，所述的假手指是由食指（4）、中指（3）、无名指（2）、小拇指（1）和大拇指（7）组成，在手掌（5）背部设有电机孔，食指（4）、中指（3）、无名指（2）和小拇指（1）的电机安装在电机孔内，大拇指（7）和控制线路系统安装在手掌（5）的正面,其特征在于：所述的控制线路系统的输入端连接控制五个假手指的电极，输出端连接五个假手指的电机；五个假手指在电机驱动下可分别单独动作或组合动作。本实用新型，结构简单可靠，五个手指内部结构体积较小，可适用不同手型的使用安装，重量较轻，仿生效果好。
【专利说明】仿生五指手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及肌电、电动控制仿生假手【技术领域】，具体是指一种实用仿生五指手假手。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，各种工伤事故和交通事故以及地震等各种自然灾害的不断发生，造成了各种残疾人，如何提高这些残疾人的生活质量和工作质量，尤其是提高那些上肢缺失者的生活质量，是全社会的责任，各种各样假肢的出现确实给予残疾人带来了很大的便利，使他们也能象正常人一样进行生活、工作、学习。在上肢方面最具现实意义的就是具有张闭功能和取拿物体功能的假手，以及肘关节和腕关节。
[0003]目前市面上普遍使用的假手是由一个电机驱动三个或五个手指，五个手指只能同步闭合或张开，不能单独动作，因此在功能上只能做些简单的闭合或张开动作，限制了患者的使用要求，在仿生性上也不完善。因此市场上就有了五指能单独运动的仿生手的需求。目前国内外对这种假手进行了许多研宄，也有相应的产品进入了临床阶段，综观市面上相应产品，在结构上都存在一些缺陷，有的是将五个手指的驱动装置安装在手指内，采用绳索由假手指掌拉动假手指第二关节屈，假手指第二关节装有弹簧，由弹力使假手指第二关节从屈的位置回到张开位置。有的假手将五个手指的驱动装置放在假手掌内，五个手指用丝杆带动指掌关节，再用连杆带动第二关节，假手指第一关节和第二关节张开都是靠弹簧的弹力，这几种结构缺陷是:一、手指长度难以缩短，拇指体积较大，二、手指张开力量较小，不能带动较厚的外手皮，只能使用薄且软的手皮。
实用新型内容
[0004]为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种仿生五指手，是五个手指独立设立有蜗轮蜗杆副，使得五个手指可以同步闭合或张开，能单独动作，在功能上能满足患者的使用要求。
[0005]本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的:一种仿生五指手，由手掌、五个具有独立驱动装置的假手指和控制线路系统，所述的假手指是由食指、中指、无名指、小拇指和大拇指组成，在手掌背部设有电机孔，食指、中指、无名指和小拇指的电机安装在电机孔内，大拇指和控制线路系统安装在手掌的正面，其特征在于:所述的控制线路系统的输入端连接控制五个假手指的电极，输出端连接五个假手指的电机；五个假手指在电机驱动下可分别单独动作或组合动作。
[0006]所述的手掌内固定有电机减速器和蜗轮，四指蜗杆箱安装在手掌上端面，连接座安装在手掌下端面，腕关节和大拇指安装在连接座上，大拇指安装在手掌正面内，手掌的背面有手掌罩壳固定。
[0007]所述的食指、中指、无名指、小拇指和大拇指分别具有一个活动指关节、一个固定指关节和驱动机构，驱动机构由电机减速器、电机连接件、蜗轮、蜗杆、蜗杆箱组成，电机通过电机减速器减速后带动蜗杆转动，蜗杆再和蜗轮啮合带动第一活动指关节转动，第一活动指关节再通过连杆带动第二活动指关节转动。
[0008]所述的食指、中指、无名指、小拇指和大拇指的电机安装在手掌的背面。
[0009]所述的大拇指设计成上、中、下三部分，最上面为大拇指头，中间为电机壳体，下部为蜗杆箱体，在蜗杆箱体内上下两端设有轴承座孔，大拇指蜗杆两端通过轴承安装在两轴承孔内，大拇指蜗轮通过蜗轮座和旋转座连接，旋转座上设有旋转轴，大拇指可以被动左右扳动，在蜗轮座上设有限位装置，控制大拇指左右前后角度。
[0010]所述的下部的蜗轮座和旋转座之间采用摩擦连接，使大拇指在垂直于主运动方向的平面上作左右旋转运动。
[0011]所述的手掌下部采用模块化设计，根据需要安装腕关节。
[0012]本实用新型结构，结构简单可靠，五个手指内部结构体积较小，可适用不同手型的使用安装，重量较轻，仿生效果好。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型仿生五指手结构示意图。
[0014]图2是本实用新型仿生五指手四指结构示意图。
[0015]图3是本实用新型仿生五指手大拇指结构示意图。
[0016]图4是本实用新型仿生五指手手掌示意图。
【具体实施方式】
[0017]由图1所示，本实用新型的仿生五指手，包括:小拇指1、无名指2、中指3、食指4、手掌5、手掌前后罩壳6、大拇指7和腕关节8。在手掌5背部设有电机孔，食指4、中指3、无名指2和小拇指I的电机安装在电机孔内，大拇指7和控制线路系统安装在手掌5的正面，控制线路系统的输入端连接控制五个假手指的电极，输出端连接五个假手指的电机；五个假手指在电机驱动下可分别单独动作或组合动作。
[0018]由图2所示，是本实用新型仿生五指手四指结构示意图。小拇指1、无名指2、中指
3、食指4，以上四种手指在结构上均由第二活动指关节1-1、连杆1-2、连杆盖1-3、蜗轮座1-4、蜗轮1-5、蜗杆1-6、蜗杆箱1-7、电机减速器1-8、第一活动指关节1_9和指关节轴1_10组成。蜗杆1-6两端通过轴承安装在蜗杆箱1-7内，四个蜗杆箱1-7通过螺钉和手掌5-1端面连接。蜗轮1-5通过铆钉和蜗轮座1-4连接，蜗轮座1-4和连杆盖1-3通过铆钉和第一活动指关节1-9连接为一体，电机减速器1-8带动蜗杆1-6旋转，蜗杆1-6和蜗轮1-5相啮合，带动第一活动指关节1-9绕指关节轴1-10作圆周运动，第一活动指关节1-9通过连杆1-2带动第二活动指关节1-1绕指关节轴1-10作圆周运动。为了限制手指闭合和张开运动范围，在蜗轮1-5上设定了限位槽。电机减速器1-8安装在手掌5-2孔内，通过电机压板固定。
[0019]由图3所示，是本实用新型仿生大拇指结构示意图。大拇指7由大拇指头部7-1，中部电机壳体7-2和蜗杆箱根部7-3以及大拇指蜗轮7-4、大拇指蜗杆7-5、蜗轮座7_6、旋转轴7-7、旋转座7-8和蜗轮轴7-9等组成。蜗杆7-5两端通过轴承安装在蜗杆箱7_3内，大拇指蜗轮7-4通过铆钉和蜗轮座7-6固定连接，电机减速器带动大拇指蜗杆7-5旋转运动，大拇指蜗杆7-5和大拇指蜗轮7-4相啮合带动整个大拇指绕旋转轴7-7作圆周运动，蜗轮座7-6通过旋转轴7-7、垫片和旋转座7-8摩擦连接，可以左右扳动蜗轮座7-6，从而改变大拇指和四指的接触位置，以完成各种动作。为了限制大拇指旋转角度，在蜗轮座7-6上设有限位装置。旋转座7-8通过螺钉和手掌下部相连。大拇指电机减速器安装在中部电机壳体7-2内，其余四指电机减速器均安装在手掌背面，手掌正面5-3安装控制系统，手掌正反两面均安装有手掌罩壳6。大拇指7设计成上、中、下三部分，最上面为大拇指头7-1，中间为电机壳体7-2，下部为蜗杆箱体7-3，在蜗杆箱体7-3内上下两端设有轴承座孔，大拇指蜗杆7-4两端通过轴承安装在两轴承孔内，大拇指蜗轮7-4通过蜗轮座7-6和旋转座7-8连接，旋转座7-8上设有旋转轴7-7，大拇指7可以被动左右扳动，在蜗轮座7-6上设有限位装置，控制大拇指7左右前后角度。
[0020]由图4所示，是本实用新型手掌示意图。所述的手掌5为五指仿生手的基本元件，该基本元件被构造成承受力和力矩，并且可支承包括组成五指仿生手头的大拇指7、食指
4、中指3、无名指2和小拇指1、腕关节8、控制系统等零部件。所述的手掌5内固定有电机减速器1-8和蜗轮1-5，四指蜗杆箱1-7安装在手掌上端面5-1，连接座安装在手掌下端面，腕关节8和大拇指7安装在连接座上，大拇指7安装在手掌正面5-3内，手掌5的背面有手掌罩壳6固定。
[0021]为了防止第一活动指关节1-9和第二活动指关节1-1弯曲后在关节处出现缺口，在蜗杆箱1-7上端面和第二活动指关节1-1下端面处设计有圆弧状结构，避免出现夹手皮现象。在蜗轮上设有限位孔，控制指关节闭和开的角度。
[0022]在手掌前后面上都安装有手掌罩壳，控制系统采用全密封形式安装在手掌罩壳内。
[0023]本实用新型结构简单，克服以往五指手的不足，采用连杆结构，使手指张开和闭合具有相同力矩，手指长度可根据人体手指改变长度，从外观造型上更具有仿生型，手掌底部采用模块化设计，可根据需要安装摩擦腕或电动腕，更加方便患者的需求。
[0024]在此说明书中，本实用新型已对照其特定的实施实例作了具体描述，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】
1.一种仿生五指手，由手掌(5)、五个具有独立驱动装置的假手指和控制线路系统，所述的假手指是由食指(4)、中指(3)、无名指(2)、小拇指(I)和大拇指(7)组成，在手掌(5)背部设有电机孔，食指(4)、中指(3)、无名指(2)和小拇指(I)的电机安装在电机孔内，大拇指(7)和控制线路系统安装在手掌(5)的正面，其特征在于:所述的控制线路系统的输入端连接控制五个假手指的电极，输出端连接五个假手指的电机；五个假手指在电机驱动下可分别单独动作或组合动作。2.根据权利要求1所述的一种仿生五指手，其特征在于:所述的手掌(5)内固定有电机减速器(1-8)和蜗轮(1-5)，四指蜗杆箱(1-7)安装在手掌上端面(5-1)，连接座安装在手掌下端面，腕关节(8)和大拇指(7)安装在连接座上，大拇指(7)安装在手掌正面(5-3)内，手掌(5)的背面有手掌罩壳(6)固定。3.根据权利要求1所述的一种仿生五指手，其特征在于:所述的食指(4)、中指(3)、无名指(2)、小拇指(I)和大拇指(7)分别具有一个活动指关节(1-9)、一个固定指关节和驱动机构，驱动机构由电机减速器(1-8)、电机连接件、蜗轮(1-5)、蜗杆(1-6)、蜗杆箱(1-7)组成，电机通过电机减速器(1-8)减速后带动蜗杆(1-6)转动，蜗杆(1-6)再和蜗轮(1-5)啮合带动第一活动指关节(1-9)转动，第一活动指关节(1-9)再通过连杆带动第二活动指关节(1-1)转动。4.根据权利要求1所述的一种仿生五指手，其特征在于:所述的食指(4)、中指(3)、无名指(2)、小拇指(I)和大拇指(7)的电机安装在手掌(5)的背面。5.根据权利要求1所述的一种仿生五指手，其特征在于:所述的大拇指(7)设计成上、中、下三部分，最上面为大拇指头(7-1)，中间为电机壳体(7-2)，下部为蜗杆箱体(7-3)，在蜗杆箱体(7-3)内上下两端设有轴承座孔，大拇指蜗杆(7-4)两端通过轴承安装在两轴承孔内，大拇指蜗轮(7-4)通过蜗轮座(7-6)和旋转座(7-8)连接，旋转座(7-8)上设有旋转轴(7-7 )，大拇指(7 )可以被动左右扳动，在蜗轮座(7-6 )上设有限位装置，控制大拇指(7 )左右前后角度。6.根据权利要求5所述的一种仿生五指手，其特征在于:所述的蜗轮座(7-6)和旋转座(7-8)之间采用摩擦连接，使大拇指(7)在垂直于主运动方向的平面上作左右旋转运动。7.根据权利要求1所述的一种仿生五指手，其特征在于:所述的手掌(5)下部采用模块化设计，根据需要安装腕关节(8 )。
【文档编号】A61F2-56GK204274729SQ201420716632
【发明者】杨东庆, 傅丹琦, 张志敏, 陈多俊 [申请人]丹阳假肢厂有限公司