一种新型人工手柔性传动操纵机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人工手的传动机构，具体地说，涉及一种新型人工手柔性传动操纵机构。
【背景技术】
[0002]目前，国内外学者对肌电控制假手方面研宄很多，并取得了一定的成果，其典型代表为德国OttoBack公司，其研制的SUVA肌电假手是单自由度三手指假手sll，其控制系统包括两路EMG信号处理部分，激励系统和位置控制系统；日本Kobe大学KnezoAkazwaa等人研制了一种新型肌电控制仿生Kobe手，能模仿人手的神经肌肉控制系统的动态特性，使肌电手通过手指运动的位置控制系统、力反馈和可变增益来响应神经肌肉控制系统发出的指令(A.Cranny, D.P.J.Cotton, P.H.Chappell, S.P.Beeby, N.M.White.厚膜力滑动传感器假手.Sensors and Actuators.A 123 - 124 (2005) 162 - 171:R.G.E.Clement, K.E.Bugler, C.ff.0liver.仿生假手:对现有技术的回顾和未来的展望.The surgeon9(2011)336-340) ο国内的研宄，如哈尔滨工业大学的实时控制假手(“基于DSP的三自由度肌电假手实时控制方法”，航空学报，2007，28 (5):1257-1261);清华大学的自适应能力的自动切换增力机构。该机构采用离合器来实现切换速度的功能，但其存在两个明显的不足，首先离合器的弹簧不好确定，弹力较大拨叉不容易拨动滚柱，反之不能保证足够的压紧力，从而引起动作迟缓甚至动作失败；其次滚柱与外圈的接触过程存在刚性冲击，产生了振动和噪声，对使用者而言没有达到理想的效果。
【发明内容】
[0003]为了避免现有技术存在的不足，克服其假手传动可靠性较差、反应时间较长、动作迟缓的问题，本发明提出一种新型人工手柔性传动操纵机构。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括行星轮机构、切换机构、人工手、不完全齿轮、蜗轮、蜗杆、手夹，其特点是:所述行星轮机构包括双联行星齿轮、小传动比行星齿轮机构、第一输出轴、输入轴、第二太阳轮、行星轮、第一太阳轮、第一内齿轮、行星架、电动机、第一双联齿轮、第二双联齿轮、高速套筒、低速套筒，电动机与第一输出轴通过联轴器连接，第一输出轴与小传动比行星齿轮机构的第二太阳轮配合，带动行星轮转动，第一太阳轮与输入轴固连，第一内齿轮固定在人工手壳体上，输入轴与高速套筒固连，行星架与低速套筒固连，且与输入轴连接，第一太阳轮带动行星架转动，双联行星齿轮的第二双联齿轮与第一太阳轮啮合，双联行星齿轮的第一双联齿轮与第一内齿轮啮合；小传动比行星齿轮机构与手夹固连；
[0005]所述切换机构包括切换器A、切换器B、销柱A、销柱B、摩擦块、弹簧、外套筒、滚轮、弧形推杆、导向柱、扭簧、套筒凹齿槽、拨叉、第二输出轴，切换器A与切换器B结构相同，切换器A的外套筒与高速套筒固连，切换器B的外套筒与低速套筒固连，第二输出轴与滚轮通过轴孔配合固连；摩擦块由多个扇形块组成，摩擦块固连在滚轮的滑行槽内，弹簧安装在滚轮上定位孔内，弹簧另一端连接在摩擦块上，导向柱固定在滚轮上，拨叉通过销柱B与滚轮连接，拨叉两端有U型槽与导向柱配合，导向柱在在U型槽内滑动；扭簧一端与输出轴固连，另一端与销柱B连接，弧形推杆一端与滚轮上的销柱A连接，且与摩擦块底端的销柱连接成转动副，弧形推杆另一端的滚轮与拨叉的拱形工作面接触，在弹簧与弧形推杆的作用下摩擦块沿滑行槽上下滑动，摩擦块的凸形齿与外套筒的套筒凹齿槽配合，切换器A接合，摩擦块的凸形齿与外套筒的套筒凹齿槽分离，切换器B脱开；切换机构通过第二输出轴与蜗杆、蜗轮和不完全齿轮配合，带动人工手开合。
[0006]所述摩擦块采用橡胶材料，摩擦系数为0.7?0.9。
[0007]有益效果
[0008]本发明提出的新型人工手柔性传动操纵机构，采用双联行星轮传动，在满足传动比要求的前提下最大限度的缩小体积，减小占用空间；同时增大了啮合重合度，提高了效率，减少了噪音。采用由切换器A和切换器B组成的切换机构，首先，切换器的摩擦块顶端采用分散的七个扇形块来保证由于制造，安装和使用过程中的磨损后仍然能够与套筒完全配合，实现了较高的可靠性；其次扇形块顶端的齿形凸起采用特制橡胶材料在增大与套筒凹齿槽的摩擦系数的同时，摩擦系数为0.7?0.9，也由于其自身可塑性使其完全贴合齿形凹槽增大了摩擦受力面积，提高了摩擦效率；最后使用橡胶材料，减轻构件的重量、减小了接触时的振动与冲击，降低了噪声；从而实现了较好的柔性传动的功能。采用的弧形推杆很好的融合了杠杆原理，采用较小的力就可推动摩擦块，并使其与套筒紧密结合具有很好的作用效果，提高了反应灵敏度和反应效率；其次弧形端通过使用小滚轮与拨叉的工作面接触，用滚动代替滑动，减小了接触面的摩擦力，提高了效率。使得传动机构连续、可靠、敏捷、效率高。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施方式对本发明一种新型人工手柔性传动操纵机构作进一步详细说明。
[0010]图1为本发明人工手柔性传动操纵机构示意图。
[0011]图2为本发明人工手柔性传动操纵机构的切换器A剖面图。
[0012]图3为本发明人工手柔性传动操纵机构的切换器B剖面图。
[0013]图4为本发明人工手柔性传动操纵机构的切换器示意图。
[0014]图5为本发明的摩擦块凸形齿与外套筒内凹齿槽分离示意图。
[0015]图6为本发明的摩擦块凸形齿与外套筒内凹齿槽接合示意图。
[0016]图7为本发明人工手柔性传动操纵机构的切换器A接合示意图。
[0017]图8为本发明人工手柔性传动操纵机构的切换器B脱开示意图。
[0018]图9为本发明人工手柔性传动操纵机构的切换器A脱开示意图。
[0019]图10为本发明人工手柔性传动操纵机构的切换器B接合示意图。
[0020]图11为本发明人工手柔性传动操纵机构的传动示意图。
[0021]图中:
[0022]1.人工手2.不完全齿轮3.蜗轮4.蜗杆5.螺钉6.拨叉7.高速套筒8.低速套筒9.第一内齿轮10.第一双联齿轮11.第二双联齿轮12.行星架13.第一太阳轮14.手夹15.电动机16.螺栓17.限位环18.第二内齿轮19.行星轮20.键A 21.第二太阳轮22.螺孔23.键24.套筒凹齿槽25.摩擦块26.销柱A 27.销柱B 28.扭簧29.弹簧30.滑行槽31.轴孔32.U型槽33.导向柱34.弧形推杆35.外套筒36.滚轮37.第一输出轴38.输入轴39.小传动比行星齿轮机构40.双联行星齿轮41.切换器A42.切换器B43.第二输出轴
【具体实施方式】
[0023]本实施例是一种新型人工手柔性传动操纵机构。
[0024]参阅图1?图11，人工手柔性传动操纵机构由行星轮机构、切换机构、人工手、手夹组成。通过大脑产生的肌电控制信号传递给电动机的控制电路，控制电路输出控制信号给电动机后，电动机开始工作，通过输出轴将转速输出到行星轮机构。行星轮机构包括双联行星齿轮40、小传动比行星齿轮机构39、第一输出轴37、输入轴38、第二太阳轮21、行星轮19、第一太阳轮13、第一内齿轮9、行星架12、电动机15、第一双联齿轮10、第二双联齿轮
11、高速套筒7、低速套筒8 ;电动机15与第一输出轴37通过联轴器连接，第一输出轴37与小传动比行星齿轮机