一种联动式假肢手.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811362523.5 (22)申请日 2018.11.15 (71)申请人 中国科学院自动化研究所 地址 100083 北京市海淀区中关村东路95 号 申请人 北京理工大学 (72)发明人 朱金营 易建强 胡宾宾 李加良 (74)专利代理机构 北京东方芊悦知识产权代理 事务所(普通合伙) 11591 代理人 彭秀丽 (51)Int.Cl. A61F 2/58(2006.01) A61F 2/72(2006.01) (54)发明名称 一种联动式假肢手 (57)摘要 本发明公。

2、开了一种联动式假肢手， 包括齿轮 驱动装置、 两支撑板、 拇指及与拇指捏合的手指， 手指通过设置在两支撑板之间的第一转轴与两 支撑板形成相对旋转连接， 拇指通过设置在两支 撑板之间的第二转轴与两支撑板形成相对旋转 连接， 拇指与手指之间设置一连杆； 拇指或手指 中的其一下端处设置一驱动齿轮， 齿轮驱动装置 与驱动齿轮间形成驱动连接； 齿轮驱动装置驱动 驱动齿轮旋转， 驱动齿轮带动手指或拇指中的其 一绕对应的第一转轴或第二转轴旋转， 使连杆的 另一端带动拇指或手指中的其一绕对应的第二 转轴或第一转轴向着相反方向旋转。 本发明在齿 轮驱动装置和连杆的共同作用下实现了手指与 拇指间的开合， 结构简单。

3、， 避免了采用换向齿轮 的繁琐结构。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 109330751 A 2019.02.15 CN 109330751 A 1.一种联动式假肢手， 包括齿轮驱动装置(1)、 两支撑板(2)、 位于所述两支撑板(2)上 方的拇指(3)及与所述拇指(3)捏合的手指(4)， 所述手指(4)通过设置在所述两支撑板(2) 之间的第一转轴(5)与所述两支撑板(2)形成相对旋转连接， 所述拇指(3)通过设置在所述 两支撑板(2)之间的第二转轴(6)与所述两支撑板(2)形成相对旋转连接， 其特征在于， 所述 拇指(3)与所述手指(4)之间设置一连杆(7)， 所述连杆(7)的两。

4、端分别铰接于所述手指(4) 和拇指(3)上； 所述拇指(3)或手指(4)中的其一下端处设置一驱动齿轮(8)， 所述齿轮驱动 装置(1)与所述驱动齿轮(8)间形成驱动连接； 所述齿轮驱动装置(1)驱动所述驱动齿轮(8) 旋转， 所述驱动齿轮(8)带动所述手指(4)或拇指(3)中的其一绕对应的所述第一转轴(5)或 第二转轴(6)旋转， 使所述连杆(7)的另一端带动所述拇指(3)或手指(4)中的其一绕对应的 所述第二转轴(6)或第一转轴(5)向着相反方向旋转。 2.根据权利要求1所述的联动式假肢手， 其特征在于， 所述连杆(7)的一端铰接于所述 第一转轴(5)上方的所述手指(4)上， 所述连杆(7)。

5、的另一端铰接于所述第二转轴(6)下方的 拇指(3)上， 所述驱动齿轮(8)设置于所述手指(4)的下端， 用于驱动所述手指(4)沿着所述 第一转轴(5)旋转。 3.根据权利要求2所述的联动式假肢手， 其特征在于， 所述拇指(3)的下端插接固定一 转接块(9)， 所述第二转轴(6)贯穿所述转接块(9)并与所述两支撑板(2)连接， 所述连杆(7) 的其中一端铰接于所述转接块(9)的下端。 4.根据权利要求3所述的联动式假肢手， 其特征在于， 所述拇指(3)的下端垂直设置一 转接轴(80)， 所述转接轴(80)与所述转接块(9)之间形成旋转插接， 被动驱动所述拇指(3)， 可使所述拇指绕(3)所述转接。

6、轴(80)左右旋转。 5.根据权利要求4所述的联动式假肢手， 其特征在于， 所述驱动齿轮(8)为扇形齿轮， 其 端部与所述手指(4)的下端固定连接； 所述两支撑板(2)呈平行设置， 所述第一转轴(5)和第 二转轴(6)呈平行设置于所述两支撑板(2)之间。 6.根据权利要求5所述的联动式假肢手， 其特征在于， 在所述两支撑板(2)的上端分别 成型有两相对设置的第一凸板(10)和两相对设置的第二凸板(20)， 所述第一凸板(10)和第 二凸板(20)分别向着所述两支撑板(2)的内侧延伸呈倾斜设置， 所述第一转轴(5)铰接于两 所述第一凸板(10)之间， 所述第二转轴(6)铰接于两所述第二凸板(20。

7、)之间。 7.根据权利要求1所述的联动式假肢手， 其特征在于， 所述齿轮驱动装置(1)设置于所 述两支撑板(2)之间的下部， 包括驱动电机(11)、 蜗杆(12)、 蜗轮(13)和小齿轮(14)， 所述驱 动电机(11)通过电机支撑座(30)与所述两支撑板(2)固定连接， 所述蜗杆(12)与所述驱动 电机(11)的驱动轴连接， 所述蜗轮(13)与所述小齿轮(14)通过一固定轴(40)同轴设置， 所 述固定轴(40)设置于所述两支撑板(2)之间， 所述驱动齿轮(8)与所述小齿轮(14)形成齿轮 啮合传动， 所述蜗杆(12)与所述蜗轮(13)形成啮合传动。 8.根据权利要求7所述的联动式假肢手， 。

8、其特征在于， 所述手指(4)上设有用于改变手 指尺寸的手指装饰层(41)， 所述拇指(3)上设有用于改变拇指(3)尺寸的拇指装饰层(31)。 9.根据权利要求8所述的联动式假肢手， 其特征在于， 所述手指装饰层(41)和拇指装饰 层(31)的外表面均为圆弧形状。 10.根据权利要求1-9任一所述的联动式假肢手， 其特征在于， 所述手指(4)包括通过所 述第一转轴(5)同轴设置的食指和中指， 或者所述食指、 中指与无名指和小指的组合。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 109330751 A 2 一种联动式假肢手 技术领域 0001 本发明涉及仿生手技术领域， 具体涉及一种联动式假肢手。。

9、 背景技术 0002 肌电假肢手可以取代残缺的肢体， 能为上肢缺失残疾人患者的日常生活提供便 利， 是目前康复工程领域的重要研究方向之一。 0003 中国专利文献CN 106821560A公开了一种双向齿轮传动假手， 包括固定部和活动 部， 固定部包括连接端以及手掌端， 活动部包括两组对称设置的人工手指， 手指下方设有弧 形齿轮； 驱动部件包括驱动电机和主齿轮， 主齿轮的轮心处沿着水平方向延伸成型有齿轮 轴， 齿轮轴与第一弧形齿轮啮合， 齿轮轴与第二弧形齿轮之间设有换向齿轮， 整个假肢手需 要设置多个齿轮， 才能实现拇指与其它手指的开合动作， 结构复杂。 0004 现有的假肢手的开合方式， 基。

10、本上均是采用电动控制下的齿轮驱动开合方式， 通 过直接对拇指进行齿轮传动， 和被动对其它手指进行旋转驱动， 从而实现对物体的夹持， 其 夹持力度较低， 在假肢手抓取物品时的防反转能力较差。 发明内容 0005 针对现有技术中的以上不足， 本发明提供了一种联动式假肢手， 其结构简单， 可以 有效提高对物体的抓取、 夹持能力及防反转能力。 0006 为达到上述目的， 本发明采用如下技术方案： 0007 一种联动式假肢手， 包括齿轮驱动装置、 两支撑板、 位于所述两支撑板上方的拇指 及与所述拇指捏合的手指， 所述手指通过设置在所述两支撑板之间的第一转轴与所述两支 撑板形成相对旋转连接， 所述拇指通过。

11、设置在所述两支撑板之间的第二转轴与所述两支撑 板形成相对旋转连接， 所述拇指与所述手指之间设置一连杆， 所述连杆的两端分别铰接于 所述手指和拇指上； 所述拇指或手指中的其一下端处设置一驱动齿轮， 所述齿轮驱动装置 与所述驱动齿轮间形成驱动连接； 所述齿轮驱动装置驱动所述驱动齿轮旋转， 所述驱动齿 轮带动所述手指或拇指中的其一绕对应的所述第一转轴或第二转轴旋转， 使所述连杆的另 一端带动所述拇指或手指中的其一绕对应的所述第二转轴或第一转轴向着相反方向旋转。 0008 优选得， 所述连杆的一端铰接于所述第一转轴上方的所述手指上， 所述连杆的另 一端铰接于所述第二转轴下方的拇指上， 所述驱动齿轮设置。

12、于所述手指的下端， 用于驱动 所述手指沿着所述第一转轴旋转。 0009 进一步优选地， 所述拇指的下端插接固定一转接块， 所述第二转轴贯穿所述转接 块并与所述两支撑板连接， 所述连杆的其中一端铰接于所述转接块的下端。 0010 进一步优选地， 所述拇指的下端垂直设置一转接轴， 所述转接轴与所述转接块之 间形成旋转插接， 被动驱动所述拇指， 可使所述拇指绕所述转接轴左右旋转。 0011 优选地， 所述驱动齿轮为扇形齿轮， 其端部与所述手指的下端固定连接； 所述两支 撑板呈平行设置， 所述第一转轴和第二转轴呈平行设置于所述两支撑板之间。 说 明 书 1/4 页 3 CN 109330751 A 3。

13、 0012 优选地， 在所述两支撑板的上端分别成型有两相对设置的第一凸板和两相对设置 的第二凸板， 所述第一凸板和第二凸板分别向着所述两支撑板的内侧延伸呈倾斜设置， 所 述第一转轴铰接于两所述第一凸板之间， 所述第二转轴铰接于两所述第二凸板之间。 0013 所述齿轮驱动装置设置于所述两支撑板之间的下部， 包括驱动电机、 蜗杆、 蜗轮和 小齿轮， 所述驱动电机通过电机支撑座与所述两支撑板固定连接， 所述蜗杆与所述驱动电 机的驱动轴连接， 所述蜗轮与所述小齿轮通过一固定轴同轴设置， 所述固定轴设置于所述 两支撑板之间， 所述驱动齿轮与所述小齿轮形成齿轮啮合传动， 所述蜗杆与所述蜗轮形成 啮合传动。。

14、 0014 进一步优选地， 所述手指上设有用于改变手指尺寸的手指装饰层， 所述拇指上设 有用于改变拇指尺寸的拇指装饰层。 0015 进一步优选地， 所述手指装饰层和拇指装饰层的外表面均为圆弧形状。 0016 所述手指包括通过所述第一转轴同轴设置的食指和中指， 或者所述食指、 中指与 无名指和小指的组合。 0017 本发明技术方案， 具有如下优点： 0018 A.本发明中采用齿轮驱动装置通过肌电信号控制旋转， 齿轮驱动装置通过驱动与 手指或拇指相对应的第一转轴或第二转轴中的其一旋转， 然后通过连杆带动另一转轴旋 转， 实现了手指与拇指间的开合， 结构简单， 避免了采用换向齿轮的繁琐结构。 001。

15、9 B.本发明中的齿轮驱动装置为驱动电机带动蜗杆、 蜗轮旋转， 蜗轮与小齿轮在同 一根轴上， 蜗轮旋转带动小齿轮旋转， 再带动驱动齿轮旋转， 驱动齿轮与假肢手手指连接， 驱动齿轮转动会带动假肢手手指转动， 再通过手指与拇指间的连杆带动， 实现拇指的转动， 从而实现手指的开合， 其中的蜗杆、 蜗轮， 小齿轮、 驱动齿轮为二级减速， 蜗杆、 蜗轮减速比 大且可以实现自锁， 其加持力度大， 有效防止假肢手抓取物品时反转。 附图说明 0020 为了更清楚地说明本发明具体实施方式， 下面将对具体实施方式中所需要使用的 附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发明的一些实施方式， 对于本领域。

16、 普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0021 图1是本发明所提供的假肢手整体结构示意图； 0022 图2是图1所示侧面结构示意图； 0023 图3是图1中所示拇指与手指间的驱动结构示意图； 0024 图4是图1中的拇指结构剖面图。 0025 附图标记说明： 0026 1-齿轮驱动装置 0027 11-驱动电机， 12-蜗杆， 13-蜗轮， 14-小齿轮 0028 2-两支撑板 0029 3-拇指 0030 31-拇指装饰层 0031 4-手指 0032 41-手指装饰层； 说 明 书 2/4 页 4 CN 109330751 A 4 0033。

17、 5-第一转轴； 6-第二转轴； 7-连杆； 8-驱动齿轮 0034 9-转接块； 10-第一凸板； 20-第二凸板； 30-电机支撑座； 0035 40-固定轴； 50-旋转腕； 60-螺钉； 70-销钉 0036 80-转接轴。 具体实施方式 0037 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施 例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0038 如图1和图2所示， 本发明提供了一种联动式假肢手， 包括旋转腕50， 齿轮驱动装置。

18、 1、 两支撑板2、 位于两支撑板2上方的拇指3及与拇指3捏合的手指4， 两支撑板2竖直设置在 旋转腕50上， 手指4通过设置在两支撑板2之间的第一转轴5与两支撑板2形成相对旋转连 接， 拇指3通过设置在两支撑板2之间的第二转轴6与两支撑板2形成相对旋转连接， 拇指3与 手指4之间设置一连杆7， 连杆7的两端分别铰接于手指4和拇指3上； 拇指3或手指4中的其一 下端处设置一驱动齿轮8， 齿轮驱动装置1与驱动齿轮8间形成驱动连接； 齿轮驱动装置1驱 动驱动齿轮8旋转， 驱动齿轮8带动手指4或拇指3中的其一绕对应的第一转轴5或第二转轴6 旋转， 使连杆7的另一端带动拇指3或手指4中的其一绕对应的第。

19、二转轴6或第一转轴5向着 相反方向旋转。 从而实现了拇指与手指间的开合。 0039 这里的齿轮驱动装置1设置于两支撑板2之间的下部， 包括驱动电机11、 蜗杆12、 蜗 轮13和小齿轮14， 驱动电机11通过电机支撑座30与两支撑板2固定连接， 蜗杆12与驱动电机 11的驱动轴连接， 蜗轮13与小齿轮14通过一固定轴40同轴设置， 固定轴40设置于两支撑板2 之间， 固定轴40的两端与支撑板连接， 驱动齿轮8与小齿轮14形成齿轮啮合传动， 蜗杆12与 蜗轮13形成啮合传动。 驱动电机11带动蜗杆12旋转， 蜗杆12驱动蜗轮13， 蜗轮13与小齿轮14 位于同一固定轴40上， 蜗轮13的旋转带动。

20、小齿轮14同步旋转， 小齿轮14再带动驱动齿轮8旋 转， 从而再将作用力传递给连杆7， 由连杆7驱动拇指3沿着第二转轴6旋转， 在连杆7的拉动 作用下， 可以使手指4与拇指3间实现开合动作， 采用连杆7驱动相较于现有的齿轮传动方 式， 其结构更简单。 0040 在本发明中， 优选将连杆7的一端铰接于第一转轴5上方的手指4上， 连杆7的另一 端铰接于第二转轴6下方的拇指3上， 驱动齿轮8设置于手指4的下端， 用于驱动手指4沿着第 一转轴5旋转。 0041 当然， 还可以优选地在拇指3的下端插接固定一转接块9， 第二转轴6贯穿转接块9 并与两支撑板2连接， 连杆7的其中一端铰接于转接块9的下端。 。

21、0042 为了实现拇指3在左右方向的方位改变， 便于操作， 如图3所示， 本发明在拇指3的 下端垂直设置一转接轴80， 转接轴80的一端与拇指3下端固定连接， 其另一端插接于转接块 9中。 在被动拨动拇指3时， 可以使其沿着转接轴80旋转。 0043 这里的驱动齿轮8优选为扇形齿轮， 其端部与手指4的下端固定连接； 两支撑板2呈 平行设置并固定于旋转腕50上， 第一转轴5和第二转轴6呈平行设置于两支撑板2之间。 如图 1所示， 为了便于安装， 使整个假肢手结构上更加协调， 在两支撑板2的上端分别成型有两相 对设置的第一凸板10和两相对设置的第二凸板20， 第一凸板10和第二凸板20分别向着两支。

22、 说 明 书 3/4 页 5 CN 109330751 A 5 撑板2的内侧延伸呈倾斜设置， 第一转轴5铰接于两第一凸板10之间， 第二转轴6铰接于两第 二凸板20之间， 第一凸板10、 第二凸板20与支撑板2形成一个 “Y” 字型。 0044 如图1所示， 本发明还在手指4上设有用于改变手指尺寸的手指装饰层41， 在拇指3 上设有用于改变拇指3尺寸的拇指装饰层31， 其剖面结构如图4所示， 手指装饰层41和拇指 装饰层31的外表面均为圆弧形状。 假肢手手指4和拇指3上有通孔， 假肢手手指装饰层41及 拇指装饰层31为分体结构， 靠螺钉60连接固定。 当假肢手安装到手套内时起到填充的作用。 0。

23、045 也可以在不改变假肢手手指的情况下， 只改变假肢手装饰层来适应不同的手套尺 寸， 这样只改变假肢手手指装饰层就可以形成不同型号的假肢手。 0046 其中的手指4包括通过第一转轴5同轴设置的食指和中指， 或者食指、 中指与无名 指和小指的组合。 因此， 本发明所示结构不仅适用于3个手指(包括拇指)的假肢手， 同样适 用于5个手指(包括拇指)的假肢手。 0047 驱动电机11通过肌电信号控制旋转， 带动蜗杆12、 蜗轮13旋转， 蜗轮13与小齿轮14 在同一根轴上， 蜗轮13旋转带动小齿轮14旋转， 再带动驱动齿轮8旋转， 驱动齿轮8与假肢手 手指4连接， 驱动齿轮8转动会带动假肢手手指4转。

24、动， 再通过手指4与拇指3间的连杆7带动， 实现拇指3的转动， 从而实现手指的开合。 0048 蜗杆12、 蜗轮13， 小齿轮14、 驱动齿轮8， 为二级减速， 蜗杆12、 蜗轮13减速比大且可 以实现自锁， 防止假肢手抓取物品时反转， 使抓取物体更加牢固。 0049 如图3所示， 驱动齿轮8顺时针绕第一转轴5旋转时， 手指张开， 通过连杆7、 销钉70 的带动， 拇指3绕第二转轴6实现张开。 同理， 驱动齿轮8逆时针旋转时， 手指与拇指同时进行 闭合,结构简单， 避免了采用换向齿轮的繁琐结构。 0050 显然， 上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例， 而并非对实施方式的限定。 对 于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明的保护范围之中。 说 明 书 4/4 页 6 CN 109330751 A 6 图1 说 明 书 附 图 1/3 页 7 CN 109330751 A 7 图2 图3 说 明 书 附 图 2/3 页 8 CN 109330751 A 8 图4 说 明 书 附 图 3/3 页 9 CN 109330751 A 9 。