专利名称：基于脚趾控制的电子假手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及假肢技术领域，特别涉及假手控制技术，具体是指一种具有被动开关来对假手进行控制的电子假手装置。
背景技术：
对于上肢残疾者来说，失去了手臂会引起生活、工作上的不便，心理上也会遭受一定程度上的打击，安装假肢可以弥补他们缺陷，实现部分功能，基本达到生活自理，并能从事部分劳动和工作，心理上也得到一些的补偿。目前假手控制有机械牵引假手、肌电控制假手；机械牵引假手通过截肢者自身 关节运动，如前臂截肢者，通过双侧肩部的前屈运动拉动一条牵引索，再通过机械传动和弹簧的作用，使假手能做张开、捏紧动作，但这种假手机械牵引力大，残肢者使用起来费劲，受人体其它运动状态影响；肌电控制假手通过分析残存肌肉动作电位或记录上肢的动作神经信号，经生物电放大器放大后控制假手动作，这种假手控制功能多，假手动作随意性好，但是需要特殊训练，且安装费用高，在国内安装一只假手费用较高3万至8万元，众多的残疾者无力支付昂贵的安装费用，只有忍受着失去肢臂的痛苦。因此，现在急需一种结构简单、控制可靠、成本低，又能实现手臂的部分功能，使上肢残疾者基本达到生活自理，并能从事简单的劳动和工作的假手。
实用新型内容本本实用新型目的在于，提供一种利用脚趾动作对电动假手进行控制的基于脚趾控制的电子假手，该电子假手具有特定脚趾动作判别系统，使用者只要控制脚的大脚趾关节做不同规律的蜷缩和伸展动作，脚趾开关便产生控制信号，控制器判别控制信号功能，由发射组件传输出去，接收组件接收控制信号，由驱动电路依据控制信号的功能控制直流电机正反转动，实现拇指与四指(其它四个手指)的张开、捏紧。本实用新型的技术方案如下一种基于脚趾控制的电子假手，包括电动假手、控制信号模块、电机驱动模块；所述电动假手安装在上肢残臂上，由拇指、四指、指架、直流电机、手掌架、腕关节、残臂外套等构成，用于实现手指张开、捏紧功能；所述控制信号模块安装在鞋的侧面，由脚趾开关、控制器和发射组件构成，用于产生控制信号、判别控制手指的张开或捏紧信号；所述电机驱动模块安装在残臂外套上，由接收组件、驱动电路构成，用于接收控制信号，控制安装在手掌架上的直流电机正反转动。所述的基于脚趾控制的电子假手，其中所述脚趾开关，安装在脚的大脚趾上，由大脚趾关节做不同规律的蜷缩和伸展动作，脚趾开关按照不同规律通断，产生功能不同的控制信号。所述的基于脚趾控制的电子假手，其中所述控制器，依据脚趾开关产生的控制信号，判别控制信号的不同功能(实现手指张开或捏的控制信号)。所述的基于脚趾控制的电子假手，其中所述驱动电路，驱动安装在手掌架上的直流电机正反转动，实现手指张开、捏紧动作，完成拿取物品等活动。所述的基于脚趾控制的电子假手，其中所述发射组件和接收组件，用于传输控制信号。本发明相对于现有技术具有如下优点及有益效果。本发明采用脚的大脚趾关节做蜷缩和伸展作为信号源，采集方便，控制可靠，能够在电动假手手指活动的任意位置实现拇指与四指(其它四个手指)的张开、捏紧功能，且不受人体其它运动状态影响。本实用新型结构简单、控制灵活、成本低廉，恢复了手臂的部分功能，使上肢残疾者基本达到生活自理，并能从事简单的劳动和工作，非常适用于前臂中、短残肢和双前臂截肢的残疾人群安装。
图I是电动假手构成图。图2是控制信号模块控制框图。图3是电机驱动模块控制框图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式
和实施例加以详细说明。本实用新型是一种基于脚趾控制的电子假手，如图广3，包括电动假手图I、控制信号模块图2、电机驱动模块图3。所述电动假手图1，用不锈钢材料制作，也可以选用成品改制后使用，由四指101、指架102、直流电机103、拇指104、手掌架105、腕关节106、残臂外套107构成；四指101(食指、中指、无名指、小指)根部连成一体，固定在指架102上，四指101指间略微分开，便于带上仿真橡胶手套，使假手在形状上与人手相仿；四指101和拇指104指尖略向掌心合拢形成半O型，便于拿取物品；直流电机103正向或反向转动，驱动四指101和拇指104完成张开或捏紧动作；腕关节106装有阻尼元件，可在外力的协助下适当调整手掌架105与残臂外套107的相对角度，实现准二自由度假手的功能。所述控制信号模块图2，安装在鞋的侧面，由脚趾开关201、控制器202、发射组件203构成；脚趾开关201安装在脚的大脚趾上，由大脚趾关节做不同规律的蜷缩和伸展动作，脚趾开关201就接通和断开，产生控制信号，控制器202判别控制信号的不同功能，即实现直流电机正向或反向转动的信号；控制信号功能的实现过程①实现电动假手的拇指104与四指101捏紧运动情况，在600毫秒内，大脚趾完成蜷缩-伸展-蜷缩，脚趾开关201实现了接通-断开-接通的控制信号，控制器202判别此时的控制信号是让直流电机103正向转动，电动假手的拇指104与四指101做捏紧动作，当手指捏紧物体时，大脚趾关节伸展，脚趾开关201断开，直流电机103停止正向转动，这时可以拿取或移动物品；②实现电动假手的拇指104与四指101张开运动情况，大脚趾蜷缩，脚趾开关201接通，时间超过600毫秒，控制器202判别此控制信号是让直流电机103反向转动，电动假手的拇指104和四指101做张开动作，当手指离开物品时，大脚趾伸展，脚趾开关201断开，直流电机103停止反向转动，这时放开了拿取的物品；控制器202的控制信号通过发射组件203和收组件301完成的。所述电机驱动模块图3，接收组件301接到发射组件203传输来的控制信号，通过驱动电路302，控制直流电机103的正向或反向转动，实现电动假手拇指104与四指101的张开或捏紧运动，完成了拿取或放开物品的活动。本实用新型综合控制过程是，正确安装后，使用者若想拿取物品，将大脚趾蜷缩超过600毫秒，电动假手的拇指104和四指101做张开运动，当张开到适当大的位置，伸展大脚趾，电动假手停止运动，将电动假手的拇指104和四指101移到所拿物品的周围，在600毫秒内，将大脚趾蜷缩-伸展-蜷缩，电动假手的拇指104和四指101做捏紧运动，当拇指104与四指101接触到物品时，使用者依据所拿取得物品，控制捏紧力度，实时伸展大脚趾，停止手指捏紧运动；若想放开物品，将大脚趾蜷缩超过600毫秒，假手的拇指104和四指101做张开运动，当张开到适当大的位置，伸展大脚趾，就完成了放开物品的动作，如上所述便可较好实现本发明。应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的 技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种基于脚趾控制的电子假手，其特征在于包括电动假手、控制信号模块、电机驱动模块；所述电动假手由拇指、四指、指架、直流电机、手掌架、腕关节、残臂外套构成，所述控制信号模块由脚趾开关、控制器、发射组件构成，所述电机驱动模块由接收组件、驱动电路构成，所述驱动电路驱动 手掌架上的直流电机正反转动，所述发射组件和接收组件传输脚趾开关产生的功能信号。
专利摘要本实用新型公开了一种基于脚趾控制的电子假手，包括电动假手、控制信号模块、电机驱动模块；由大脚趾关节做不同规律的蜷缩和伸展动作，脚趾开关产生不同功能控制信号，控制信号模块的控制器判别控制信号功能，由发射组件传输出去；接收组件收到控制信号，电机驱动模块的驱动电路依据信号功能控制直流电机正反转动，实现拇指与四指的张开、捏紧；由于采用了大脚趾关节做不同规律的蜷缩和伸展动作，在控制器和驱动电路的控制下，实现了电动假手的动作，以较低的成本、安全可靠地使手指在任意位置实现拇指与四指(其它四个手指)的张开、捏紧功能。
文档编号A61F2/70GK202665754SQ20122003793
公开日2013年1月16日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者张圣宇, 张兴安, 张秀玲 申请人:张兴安, 张圣宇