專利名稱：超短二自由度肌電控制前臂假肢的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及前臂假肢技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及二自由度電控制前臂假肢技術(shù)領(lǐng)域，具體 是指一種超短二自由度肌電控制前臂假肢，包括電動控制和機電控制。
背景技術(shù)：
由于工傷、交通事故、戰(zhàn)爭和地震等各種自然災(zāi)害以及先天性缺陷等各種因素，不可避 免要產(chǎn)生大量上肢缺失者，而上肢缺失者中，前臂缺失者比肘關(guān)節(jié)以上高位截肢者要多許多 倍。目前國內(nèi)外最普遍使用的前臂電動或肌電控制假肢中，絕大部分只有一個自由度(手指 張、握)，是電動控制的，而腕旋轉(zhuǎn)則要使用健側(cè)手板動其被動腕關(guān)節(jié)，其主要原因是國內(nèi)外 肌電控制前臂假肢產(chǎn)品微電機驅(qū)動手指張、握機構(gòu)和微電機驅(qū)動腕旋轉(zhuǎn)機構(gòu)前后串連，腕旋 轉(zhuǎn)機構(gòu)要占較長腕部空間的結(jié)構(gòu)，造成前臂二自由度肌電控制或電動控制假肢太長，其長度 在17至21cm的范圍內(nèi)。對大多數(shù)截肢者來說，安裝后假肢超出了自身健側(cè)上肢長度，使 用不方便，不美觀，因而不適合安裝，而且重量偏重(425-484克)，多數(shù)截肢者安裝后感覺 舉起假肢費力。此瓶頸長期沒有突破，使國內(nèi)外普遍使用的前臂假肢功能受到很大局限。因 此急需一種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，使前臂二自由度肌電控制假肢或由電動假肢的長度和重量縮小到與目 前的一 自由度假肢產(chǎn)品相當(dāng)，才能成為新一代升級換代產(chǎn)品。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種超短二自由度肌電控制前 臂假肢，該前臂假肢設(shè)計新穎、構(gòu)思巧妙，使得長度大大變短、重量減輕，適合人們的需求。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的超短二自由度肌電控制前臂假肢具有如下構(gòu)成 一種超短二自由度肌電控制前臂假肢，包括可旋轉(zhuǎn)的手部，用于與前臂臂筒固定的腕接 口，旋轉(zhuǎn)軸、傳動齒輪，手指張、握驅(qū)動機構(gòu)，腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，控制電路和接口。手指 張、握驅(qū)動機構(gòu)和腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)相互垂直交叉組合安裝在手掌中，兩者由手掌中的控制 電路控制。手掌的旋轉(zhuǎn)軸是固定的，此軸下端部用螺絲與腕接口固定，腕接口用螺端再與套 在此接口上的假肢前臂筒端部固定在一起。此軸與一大齒輪為一體，此大齒輪與腕部旋轉(zhuǎn)機 構(gòu)的輸出齒輪嚙合，從而驅(qū)動手掌旋轉(zhuǎn)。手掌底座下安裝有4個與手掌一起旋轉(zhuǎn)的電刷，固定的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有4個相互絕緣的金屬環(huán)，分別與上述4個電刷之一彈性接觸接觸。4個 電刷引出的4根導(dǎo)線連接手掌內(nèi)的控制電路，分別是電源正極、電源負極和信號地共用線、 第一控制信號線(傳遞伸肌的肌電控制信號)和第二控制信號線(傳遞屈肌的肌電控制信號)。 每個上述金屬環(huán)連接有一根導(dǎo)線一起通向一個4線接口，由此接口通向可充電池正、負極， 伸肌肌電傳感器(或控制開關(guān)1 )、屈肌肌電傳感器(或控制開關(guān)2)。所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu) 與所述旋轉(zhuǎn)軸平行，且在假手掌部縱向靠掌心放置。所述手指張、握驅(qū)動機構(gòu)垂直于所述腕 部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)在假手中橫向靠掌背放置，兩個機構(gòu)全部組合在手掌中，腕部只有與前臂筒 連接的接口 。采用本實用新型，由于本實用新型的所述手指張握驅(qū)動機構(gòu)和所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動機構(gòu)垂直交叉安裝在所述掌部中，共用手掌內(nèi)的空間長度，使前臂假肢占用的空間長度大 為縮短，僅約14.5cm，其中還包括1.5cm與前臂臂筒連接的腕接口。此長度比現(xiàn)有二自由度 肌電控制假肢各種產(chǎn)品的長度17-21cm大大縮短。重量比現(xiàn)有二自由度產(chǎn)品減少近100克左 右，也與現(xiàn)有一自由度假肢相近，安裝后使用者將不會感到不便和費勁，非常適合人們的需 求。


圖1是本實用新型的一具體實施例的立體示意圖。
圖2是圖1所示的具體實施例的局部剖視和各部件連接示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。 請參閱圖1 圖2所示，本實用新型的超短二自由度肌電控制前臂假肢，包括手部，用于 與前臂筒固定的腕接口 5,腕軸17,手指張、握驅(qū)動機構(gòu)l,腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2，控制電路 6,電路接口 16,以及固定齒輪4。所述控制電路6位于所述假手掌部中，所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 機構(gòu)2包括輸出齒輪3，所述手部固定在底座11上。所述腕軸17固定在所述腕接口 5上。 所述固定齒輪4與腕軸17是一整體。所述手指張、握驅(qū)動機構(gòu)1和所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2 安裝在掌部中。所述輸出齒輪3嚙合所述固定齒輪4。所述底座11底部下表面上固定設(shè)置4 個電刷13、 14、 20和21。在所述腕軸17上，位于所述腕"接口5內(nèi)，-沒置有4個相互絕^^的 金屬環(huán)19。各所述電刷13、 14、 20和21分別彈性接觸一所述金屬環(huán)19的各個環(huán)，所述4 個金屬環(huán)各有一根導(dǎo)線組成四股線15連接所迷電路接口 16, 4個所述電刷13、 14、 20和21 分別連接電源正極7、電源負極和電路地公共線8、第一控制信號線9和第二控制信號線10,一起通向所述控制電路6。所述控制電路6分別連接所述手指張握驅(qū)動機構(gòu)1和所述腕部旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2的微電機。從而所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2的輸出齒輪3轉(zhuǎn)動時使手部圍繞固定 齒輪4的旋轉(zhuǎn)軸17旋轉(zhuǎn)。
所述手指張、握驅(qū)動機構(gòu)1和所迷腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2相互垂直交叉安裝在所述掌部中。 在本實用新型的具體實施例中，所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2與所述旋轉(zhuǎn)軸17軸向平行放置 在所述掌部中靠近所述掌部的掌心，所述手指張、握驅(qū)動機構(gòu)1垂直于所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機 構(gòu)2放置在所述掌部中靠近所述掌部的掌背。也就是說，所述手指張、握驅(qū)動機構(gòu)l是橫向 靠手背安裝，所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2是縱向靠手心安裝。
在本實用新型的一具體實施例中，所述手指張握驅(qū)動機構(gòu)1包括驅(qū)動手指張、握的第一 微電機和與其連接的第一減速器，所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2包括驅(qū)動腕部雙向旋轉(zhuǎn)的第二微 電機和與其連接的第二減速器，所述輸出齒輪3固定在所述第二減速器的輸出軸上。 在本實用新型的具體實施例中，所述旋轉(zhuǎn)軸17與所述旋轉(zhuǎn)齒輪4一體成型。 本實用新型安裝時，將前臂臂筒套接在腕接口 5上，用螺絲將前臂臂筒固定在腕接口 5 上即可。
本實用新型可用肌電信號控制，也可用開關(guān)控制。使用時，需要進行手指張、握時，用 開關(guān)或通過肌電信號經(jīng)控制電路控制手指張、握驅(qū)動機構(gòu)1動作，從而實現(xiàn)手指的張握；需 要旋轉(zhuǎn)腕部時，用開關(guān)或通過肌電信號經(jīng)控制電路控制腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2動作，帶動輸出 齒輪3旋轉(zhuǎn)，因為輸出齒輪3與旋轉(zhuǎn)齒輪4嚙合，從而帶動手部圍繞旋轉(zhuǎn)齒輪4的旋轉(zhuǎn)軸17 旋轉(zhuǎn)。其控制方式與控制切換現(xiàn)有產(chǎn)品相同。
本實用新型長度為14.5cm,其中還包括L5cm與前臂臂筒連接的腕接口 5,重量為350 克，與現(xiàn)有一自由度假肢的長度和重量相近，從而突破了目前國內(nèi)外二自由度肌電控制前臂 假肢長度過長，重量偏大，不能普及的瓶頸，以創(chuàng)新結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了其長度和重量與一自由度肌 電控制前臂假肢相當(dāng)，可成為新 一代升級換代產(chǎn)品。
綜上，本實用新型的超短二自由度肌電控制前臂假肢設(shè)計新穎、構(gòu)思巧妙，使得長度大 大變短、重量減輕，適合人們的需求。
在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認為是說明性 的而非限制性的。
權(quán)利要求1. 一種超短二自由度肌電控制前臂假肢，其特征在于，包括可旋轉(zhuǎn)的手部，用于與前臂臂筒固定的腕接口，旋轉(zhuǎn)軸、傳動齒輪，手指張、握驅(qū)動機構(gòu)，腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，控制電路和接口；手指張、握驅(qū)動機構(gòu)和腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)相互垂直交叉組合安裝在手掌中，兩者由手掌中的控制電路控制；手掌的旋轉(zhuǎn)軸是固定的，且與腕接口和假肢前臂筒端部固定在一起；此軸與一大齒輪為一體，此大齒輪與腕部旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的輸出齒輪嚙合，從而驅(qū)動手掌旋轉(zhuǎn)；手掌底座下安裝有4個與手掌一起旋轉(zhuǎn)的電刷，固定的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有4個相互絕緣的金屬環(huán)，分別與上述4個電刷之一彈性接觸接觸；4個電刷引出的4根導(dǎo)線連接手掌內(nèi)的控制電路，分別是電源正極、電源負極和信號地共用線、第一控制信號線和第二控制信號線，該第一控制信號線傳遞伸肌的肌電控制信號，該第二控制信號線傳遞屈肌的肌電控制信號；每個上述金屬環(huán)連接有一根導(dǎo)線一起通向一個4線接口，由此接口通向可充電池正、負極，伸肌肌電傳感器或控制開關(guān)(1)、屈肌肌電傳感器或控制開關(guān)(2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超短二自由度肌電控制前臂假肢，其特征在于，所述手指張、 握驅(qū)動機構(gòu)和所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)相互垂直交叉安裝在假手掌部中；所述腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機 構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)軸平行，且在假手掌部縱向靠掌心放置；所述手指張、握驅(qū)動機構(gòu)垂直于所述 腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)在假手中橫向靠掌背放置，兩個機構(gòu)全部組合在手掌中，腕部只有與前臂 筒連4妄的接口。
專利摘要本實用新型涉及一種超短二自由度肌電控制前臂假肢，手指張握驅(qū)動機構(gòu)和腕部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)相互垂直交叉組合安裝在手掌中，兩者由手掌中的控制電路控制，手掌下的底座下安裝有4個電刷，用于與前臂臂筒固定的腕接口上固定有旋轉(zhuǎn)軸，其插入底座中，旋轉(zhuǎn)齒輪位于底座中套接固定在旋轉(zhuǎn)軸上，底座和腕接口之間的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有4個相互絕緣的金屬環(huán)，其分別彈性接觸4個電刷之一，4個電刷分別通過電源正極、電源負極、第一控制信號線和第二控制信號線連接控制電路，每個所述金屬環(huán)通過一導(dǎo)線連接插座。本實用新型設(shè)計新穎、構(gòu)思巧妙，使前臂二自由度肌電控制假肢長度和重量縮減到與現(xiàn)有前臂一自由度肌電控制假肢產(chǎn)品相當(dāng)，可適用于絕大部份前臂截肢者。
文檔編號A61F2/72GK201230915SQ200820150810
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者羅永昭, 顧春櫻 申請人:上海科生假肢有限公司