制手指的弯曲和伸直；力量线一 22与力量线二 23设置在手指根部处，力量线一 22设置在靠近手指根部旋转的外侧，力量线二 23设置在靠近手指根部旋转的内侧，力量线一 22与力量线二 23控制根部关节的旋转。
[0027]在机械手I的机械手腕处设置有带两个滑槽28的俯仰转动轴，俯仰转动轴由两个电机驱动分别驱动，一个电机驱动引出两根拉线，两根拉线从两侧，一上一下，内嵌于滑槽中，进而通过两根拉线一收一放，通过拉线对滑槽的摩擦力实现手掌的俯仰；
在机械手腕的根部设置有带有滑槽29的横向(轴向)转动轴，电机驱动引出两根拉线，两根拉线从两侧，一上一下，内嵌于滑槽中，进而在电机驱动时两根拉线一收一放，通过拉线对滑槽29的摩擦力，现机械手腕横向的旋转。
[0028]在拇指根部设置有带有滑槽30的横向轴向转动轴，电机驱动引出两根拉线，两根拉线从两侧，一上一下，内嵌于滑槽中，进而在电机驱动时两根拉线一收一放，通过拉线对滑槽(30)的摩擦力，实现拇指横向的旋转
腰挂式电池与控制系统盒，包括控制模块24、电池组25、通讯接口 26和控制面板27，控制模块24连接电池组25和设置在电池组25上的通讯接口 26，通讯接口 26连接连接线3和肌电信号传感器5。
[0029]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
图1为本发明的整体示意图。如图1所示，本发明包括机械手1、假肢手臂2、连接线3、腰挂式电池与控制系统盒4。机械手通过假肢手臂内嵌的动力系统以拉线操纵的形式进行控制，假肢手臂，前端为拉线梳理空间，中部为内嵌电机组，后部是用以固定的环套。系统的电源和控制系统位于腰挂式电池与控制系统盒，可以配戴在使用者腰部，通过连接线与假肢手主体进行数据交流与电能供给，手臂上的肌电信号传感器5用以检测使用者的肌电信号。
[0030]图2为所使用的小型化电机6以及相配套的齿轮箱7和双层滚轮8。电机和配套齿轮箱安装配合，通过双层滑轮控制拉线。双层滑轮两层均配有拉线固定装置9，可以将拉线穿过孔洞后缠绕固定。将两根拉线以相反的方向固定后，当电机旋转时，便可以实现同时控制两根拉线一收一放。
[0031]图3为所使用的低拉伸系数拉线，由外皮10，端子11，内线12组成，一侧端子固定于定位盘，另一侧则固定在所需连接的关节根部。当两个端子固定住之后，由于拉线的拉伸系数很低且本发明最大限度减少了拉线的长度，随着手腕以及各手指关节的运动，两端子之间的拉线会发生形变，但是长度保持不变，这样电机转动产生的拉线收放长度可以精确的在关节端得以重现，完成对假肢手的精确控制.图4为高精度小型化拉线控制系统示意图。拉线从电机嵌入槽13中引出，通过定位盘14固定一侧端子。梳线板15通过排列成矩形的圆孔对拉线进行梳理分组，最后通过软管16分组连接到所需的各个关节部位。
[0032]图4中不能清晰的看出电机的嵌入排列方式，因此在图5中单独示出14个电机的分组排列方式。如图所示，第一电机组17和第二电机组18各包括7个电机圆周均匀排列，两组电机在垂直方向上相互交错，以顺利将拉线引出。
[0033]图6为电机组剖面图，拉线导出孔19两个为一组，分别对应一个电机转轮的两根反向运动的拉线，由此图可见，由于两组电机垂直方向上交错排列，可以将28根导线顺利
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[0034]图7为手指关节拉线布线方式示意图，每根手指配有两组电机，可以控制四根拉线，控制线一 20与控制线二 21为一个电机控制，反向运动，可以控制手指的弯曲和伸直。力量线一 22与力量线二 23为另一个电机控制，可以通过控制根部关节的旋转增加靠近手掌关节的力量，以获得高握力的性能。
[0035]图8为腰挂式电池与控制系统盒，包括控制模块24、电池组25、通讯接口 26和控制面板27，将重量较大的电池组和控制模块挂在腰部，减轻使用者的负担，有助于长时间使用。
[0036]图9为手掌根部滑槽示意图，拉线从引出后，在滑槽另一侧绑定后内嵌于滑槽之中，通过相应驱动电机带动拉线一放一收，利用摩擦力带动轴的旋转，实现手腕的横向旋转和手掌的俯仰。
[0037]图10为大拇指根部滑槽示意图，拉线内嵌于滑槽，通过电机驱动，利用摩擦力实现大拇指根部的横向旋转。
【主权项】
1.带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:该假肢手包括机械手(I)、假肢手臂(2)、连接线(3)、腰挂式电池与控制系统盒(4)和肌电信号传感器(5);机械手(I)设置在假肢手臂(2)的前端，连接线(3)连接腰挂式电池与控制系统盒(4)和假肢手臂(2)，肌电信号传感器(5)与腰挂式电池与控制系统盒(4)连接。2.根据权利要求1所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:在假肢手臂(2)内设置有电机驱动，该电机驱动包括小型化电机(6)以及相配套的齿轮箱(7 )和双层滚轮(8 )，小型化电机(6 )通过齿轮箱(7 )连接双层滚轮(8 )，小型化电机(6 )通过连接线(3 )连接腰挂式电池与控制系统盒(4 )。3.根据权利要求2所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:该假肢手还包括低拉伸系数拉线，该拉线由外皮(10)、端子(11)和内线(12)构成，端子(11)设置在外皮(10)两端，内线(12)穿过外皮(10)和端子(11)，一侧的端子固定于假肢手臂(2)前端的定位盘上，另一侧则固定在所需连接的关节根部，内线(12) —端连接所需关节，另一端与双层滚轮(8)连接，双层滚轮(8)中的每一层滚轮均固定一根内线(12)，两根内线(12)以相反的方向固定，以满足当电机旋转时，实现同时控制两根内线一收一放的要求。4.根据权利要求3所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:在双层滚轮(8)的每层滚轮上均设置有拉线固定装置(9)和穿线孔。5.根据权利要求4所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:拉线的一端穿过穿线孔固定在拉线固定装置(9)上，另一端从电机滚轮嵌入槽(13)中引出，通过定位盘(14)固定一侧端子(11)，拉线穿过梳线板(15)最后通过软管(16)分组连接到所需的各个关节部位。6.根据权利要求5所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:梳线板(15)通过排列成矩形的圆孔对拉线进行梳理分组。7.根据权利要求2所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:电机驱动为两组，每7个电机驱动组成一组电机组，每组的7个电机驱动以圆周状均匀排列，每组排列的电机驱动中，以小型化电机(6)向内，双层滚轮(8)向外的方式布置；两组电机驱动相互交错插空布置，即第二电机组(18)的每个电机驱动对应第一电机组(17)的相邻两个电机驱动之间的位置，以方便顺利将拉线引出。8.根据权利要求7所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:机械手(I)的每根手指配有两个电机驱动，两个电机驱动共引出四根拉线，即控制线一(20)、控制线二(21)、力量线一(22)与力量线二(23)，控制线一(20)和控制线二(21)相互反向连接一个电机驱动，力量线一(22)与力量线二(23)相互反向连接一个电机驱动，控制线一(20)和控制线二(21)伸进手指内，控制线一(20)设置在靠近手指弯曲外面扩展侧，控制线二(21)设置在靠近手指弯曲内面收缩侧，制线一(20)和控制线二(21)在指尖处相交控制手指的弯曲和伸直；力量线一(22)与力量线二(23)设置在手指根部处，力量线一(22)设置在靠近手指根部旋转的外侧，力量线二(23)设置在靠近手指根部旋转的内侧，力量线一(22)与力量线二(23)控制根部关节的旋转。9.根据权利要求7所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:在机械手(I)的机械手腕处设置有带两个滑槽(28)的俯仰转动轴，俯仰转动轴由两个电机驱动分别驱动，一个电机驱动引出两根拉线，两根拉线从两侧，内嵌于滑槽中，进而通过两根拉线一收一放，通过拉线对滑槽的摩擦力实现手掌的俯仰； 在机械手腕的根部设置有带有滑槽(29)的横向转动轴，电机驱动引出两根拉线，两根拉线从两侧，内嵌于滑槽中，进而在电机驱动时两根拉线一收一放，通过拉线对滑槽(29)的摩擦力，现机械手腕横向的旋转； 在拇指根部设置有带有滑槽(30)的横向转动轴，电机驱动引出两根拉线，两根拉线从两侧，内嵌于滑槽中，进而在电机驱动时两根拉线一收一放，通过拉线对滑槽(30)的摩擦力，实现拇指横向的旋转。10.权利要求1所述的带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，其特征在于:腰挂式电池与控制系统盒，包括控制模块(24)、电池组(25)、通讯接口(26)和控制面板(27 )，控制模块(24 )连接电池组(25 )和设置在电池组(25 )上的通讯接口( 26 )，通讯接口( 26 )连接连接线(3 )和肌电信号传感器(5 )。
【专利摘要】带有高精度小型化拉线控制系统的智能肌电假肢手，该假肢手包括机械手、假肢手臂、连接线、腰挂式电池与控制系统盒和肌电信号传感器；机械手设置在假肢手臂的前端，连接线连接腰挂式电池与控制系统盒和假肢手臂，肌电信号传感器与腰挂式电池与控制系统盒连接。由于采取拉线控制的方式，结构简洁，故障率较低，成本较低，适合普通患者的日常使用需求。
【IPC分类】A61F2/72, A61F2/54, A61F2/80
【公开号】CN104997579
【申请号】CN201510457571
【发明人】白殿春, 杨俊友, 杨光, 横井浩史, 孙柏青, 姜银来, 苏笑滢, 张守先, 张家晋
【申请人】沈阳工业大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月30日