專利名稱：被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由度殘疾人用假手指的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殘疾人用假手指，具體涉及一種利用殘指驅(qū)動(dòng)的殘疾人用 假手指。
背景技術(shù)：
功能型假手是可以實(shí)現(xiàn)近似人手運(yùn)動(dòng)的假肢，現(xiàn)在殘疾人用功能型假手大 多數(shù)采用外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式提供動(dòng)力，動(dòng)力源涉及電動(dòng)、氣動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。由 于要將動(dòng)力源集成到假手內(nèi)部，導(dǎo)致假手體積過(guò)大，只適用于全掌殘疾人群， 適用面窄不能滿足需求，應(yīng)用范圍受到限制。目前比較成功的商用功能型假手 要求殘疾人全掌殘疾，甚至對(duì)小臂的殘存長(zhǎng)度也要求不要過(guò)長(zhǎng)。據(jù)調(diào)査顯示 部分手指殘疾在上肢殘疾人患者中也占有相當(dāng)大的比例，其中包括手指基指節(jié) 殘存的患者，但目前現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)這一人群沒(méi)有提供一種比較成熟的利用殘指 驅(qū)動(dòng)的假手指。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)在沒(méi)有適用于手指基指節(jié)殘存患者能夠被動(dòng)驅(qū)動(dòng)兩自 由度殘疾人用的假手指問(wèn)題，進(jìn)而提供一種被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由度殘疾人用假手 指，它可利用殘存的基指節(jié)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)假手指的伸展和側(cè)擺(兩個(gè)自由度)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由度殘疾人用假手指包括連接彈 簧架、基座、上擋絲、基指節(jié)上連桿、基指節(jié)上擋桿、下?lián)踅z、基指節(jié)下連桿、 基指節(jié)下?lián)鯒U、中指節(jié)骨架、中指節(jié)連桿、指尖和若千個(gè)軸；連接彈簧架前端 與基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，基指節(jié)上連桿設(shè)置在基指節(jié)下連桿的上方，基指節(jié)上連桿的 一端與基座通過(guò)第一軸連接，基指節(jié)下連桿的一端與基座通過(guò)第二軸連接，基 指節(jié)上連桿的另一端與基指節(jié)上擋桿的中部固接，基指節(jié)下連桿的另一端與基 指節(jié)下?lián)鯒U的中部固接，基指節(jié)上擋桿的一端與上擋絲的一端固接，基指節(jié)下 擋桿的一端與下?lián)踅z的一端固接，基指節(jié)上擋桿的另一端與中指節(jié)骨架通過(guò)第 三軸連接，基指節(jié)下?lián)鯒U的另一端與中指節(jié)骨架通過(guò)第四軸連接，中指節(jié)骨架 與指尖通過(guò)第五軸連接，中指節(jié)連桿的一端與基指節(jié)上擋桿的另一端通過(guò)第六軸連接，中指節(jié)連桿的另一端與指尖通過(guò)第七軸連接。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明利用殘存的基指節(jié)來(lái)驅(qū)動(dòng)安裝在手掌上 的假手指，采用被動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)了假手指伸展和側(cè)擺兩個(gè)自由度的三維空間 運(yùn)動(dòng)，無(wú)需外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝簡(jiǎn)便快捷、運(yùn)動(dòng)方式擬 人化的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明具有分別對(duì)應(yīng)基指節(jié)關(guān)節(jié)的開合自由度和側(cè)擺兩個(gè)自由 度，可以實(shí)現(xiàn)三維空間內(nèi)的立體抓??；利用連接彈簧架(連接機(jī)構(gòu))將假手指
與手掌相連接(起到固定的作用)，連接簡(jiǎn)便快捷。


圖l為本發(fā)明的主剖視圖，圖2為本發(fā)明的立體圖，圖3為本發(fā)明的機(jī)構(gòu) 原理簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一如圖1 2所示，本實(shí)施方式所述的被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由
度殘疾人用假手指包括連接彈簧架l、基座2、上擋絲4、基指節(jié)上連桿5、基 指節(jié)上擋桿6、下?lián)踅z22、基指節(jié)下連桿21、基指節(jié)下?lián)鯒U20、中指節(jié)骨架 10、中指節(jié)連桿15、指尖12和若干個(gè)軸；連接彈簧架1前端與基座2轉(zhuǎn)動(dòng)連 接，基指節(jié)上連桿5設(shè)置在基指節(jié)下連桿21的上方，基指節(jié)上連桿5的一端 與基座2通過(guò)第一軸3連接，基指節(jié)下連桿21的一端與基座2通過(guò)第二軸23 連接，基指節(jié)上連桿5的另一端與基指節(jié)上擋桿6的中部固接，基指節(jié)下連桿 21的另一端與基指節(jié)下?lián)鯒U20的中部固接，基指節(jié)上擋桿6的一端與上擋絲 4的一端固接，基指節(jié)下?lián)鯒U20的一端與下?lián)踅z22的一端固接，基指節(jié)上擋 桿6的另一端與中指節(jié)骨架10通過(guò)第三軸19連接，基指節(jié)下?lián)鯒U20的另一 端與中指節(jié)骨架10通過(guò)第四軸8連接，中指節(jié)骨架10與指尖12通過(guò)第五軸 14連接，中指節(jié)連桿15的一端與基指節(jié)上擋桿6的另一端通過(guò)第六軸16連 接，中指節(jié)連桿15的另一端與指尖12通過(guò)第七軸13連接。
假手指運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上擋絲4、下?lián)踅z22所包絡(luò)空間與基指節(jié)殘指(輪廓 形狀)相似，假手指運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上擋絲4、下?lián)踅z22不會(huì)壓迫基指節(jié)殘指。 假手指的側(cè)擺、張開、合攏都為被動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，即利用殘疾人患者基指節(jié)殘指 驅(qū)動(dòng)。連接彈簧架1可實(shí)現(xiàn)方便快速地將假手指安裝在手掌上。
上擋絲4、上基指節(jié)連桿5和上基指節(jié)擋桿6固聯(lián)為一個(gè)剛性構(gòu)件(基指
4節(jié)上擋板)，下?lián)踅z22、下基指節(jié)連桿21和下基指節(jié)擋桿20固聯(lián)為一個(gè)剛性 構(gòu)件(基指節(jié)下?lián)醢?，基指節(jié)上擋板通過(guò)第一軸3和第三軸19分別與基座2 和中指節(jié)骨架10相連，基指節(jié)下?lián)醢逋ㄟ^(guò)第二軸23和第四軸8分別與基座2 和中指節(jié)骨架10相連；基座2、基指節(jié)上擋板、基指節(jié)下?lián)醢?、中指?jié)骨架 IO構(gòu)成了基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)，基指節(jié)上擋板、中指節(jié)連桿15、中指節(jié)骨 架10和指尖12構(gòu)成了中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)；基指節(jié)上擋板將基指節(jié)運(yùn)動(dòng)與 中指節(jié)運(yùn)動(dòng)耦合，保證基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)與中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)角度固定。
所述假手指的上擋絲與下?lián)踅z在假手指開合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中包絡(luò)出一個(gè)固定 的并與基指節(jié)形狀及大小基本相似的空間，殘指的基指節(jié)外包一層lmm左右的 軟材料，并安裝到由上擋絲和下?lián)踅z包絡(luò)形成的空間內(nèi)，假手指基指節(jié)空間四 連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)基座與鋼絲相聯(lián)，利用殘指基指節(jié)的側(cè)擺運(yùn)動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)假手指繞 連接彈簧架周向擺動(dòng)；假手指的空間耦合運(yùn)動(dòng)是通過(guò)基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)和 中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)的耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)為近似1: 1 (基指節(jié) 轉(zhuǎn)動(dòng)角度與中指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的比)傳動(dòng)。中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了中指節(jié) 轉(zhuǎn)動(dòng)90度、指尖轉(zhuǎn)動(dòng)75度，基指節(jié)殘指通過(guò)上擋絲和下?lián)踅z帶動(dòng)假手指的基 指節(jié)進(jìn)行開合運(yùn)動(dòng)，假手指基指節(jié)的運(yùn)動(dòng)通過(guò)基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)耦合到中 指節(jié)和指尖，實(shí)現(xiàn)仿人手指的運(yùn)動(dòng)。
具體實(shí)施方式
二如圖1 2所示，本實(shí)施方式所述殘疾人用假手指還包 括中指節(jié)關(guān)節(jié)蓋板7和指尖關(guān)節(jié)蓋板11，中指節(jié)關(guān)節(jié)蓋板7設(shè)置在中指節(jié)骨 架10—端上，指尖關(guān)節(jié)蓋板11設(shè)置在中指節(jié)骨架10另一端上。中指節(jié)關(guān)節(jié) 蓋板7和指尖關(guān)節(jié)蓋板11在運(yùn)動(dòng)中保持了手指關(guān)節(jié)的外形。使假手指的外觀 更形象逼真。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三如圖1 2所示，本實(shí)施方式所述殘疾人用假手指還包 括中指節(jié)上蓋板9和中指節(jié)指肚18，中指節(jié)上蓋板9設(shè)置在中指節(jié)骨架10的 上部，中指節(jié)指肚18設(shè)置在中指節(jié)骨架10的下部。中指節(jié)上蓋板9和中指節(jié) 指肚18構(gòu)成中指節(jié)外形，使假手指的外觀更形象逼真。其它組成及連接關(guān)系 與具體實(shí)施方式
一或二相同。
工作原理本發(fā)明的連接彈簧架1貼合形狀與手掌外形相似，利用連接彈簧架的彈性
將假手指(本發(fā)明)連接到手掌上(如圖1所示，B-l為手掌部分，B-2為殘 存的基指節(jié))，基指節(jié)殘指(殘存的基指節(jié))位于上擋絲4和下?lián)踅z22包絡(luò)的 空間內(nèi)，基座2與連接彈簧架1軸向固定、周向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)側(cè)擺自由度。本發(fā) 明有如下幾種運(yùn)動(dòng)方式側(cè)擺運(yùn)動(dòng)基指節(jié)殘指?jìng)?cè)向擺動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)假手指繞連 接彈簧架1周向轉(zhuǎn)動(dòng)；合攏運(yùn)動(dòng)基指節(jié)殘指繞基指節(jié)關(guān)節(jié)由平張向下轉(zhuǎn)動(dòng) 90度，殘指帶動(dòng)下?lián)踅z22繞第二軸23轉(zhuǎn)動(dòng)90，基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 的同時(shí)驅(qū)動(dòng)中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，基指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)90度，中指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)90 度，指尖轉(zhuǎn)動(dòng)75度；張開運(yùn)動(dòng)基指節(jié)殘指繞基指節(jié)關(guān)節(jié)由與手掌呈90度角 轉(zhuǎn)為平張狀態(tài)，殘指帶動(dòng)上擋絲4繞軸3轉(zhuǎn)動(dòng)-90度，基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)的同時(shí)驅(qū)動(dòng)中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，基指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)-90度，中指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng) -90度，指尖轉(zhuǎn)動(dòng)-75度(參見圖1 2)。本發(fā)明通過(guò)基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu) 和中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)耦合實(shí)現(xiàn)了假手指伸展運(yùn)動(dòng)，如圖3 所示，第一連桿25安裝在基架24(相當(dāng)于連接彈簧架1)上，第一連桿25(相 當(dāng)于基座2)、第二連桿26 (相當(dāng)于基指節(jié)下連桿21)、第三連桿27 (相當(dāng)于 基指節(jié)上連桿5)、第四連桿28組成基指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)，第五連桿29、第 六連桿30 (相當(dāng)于中指節(jié)骨架IO)、第七連桿31 (中指節(jié)連桿15)、第八連桿 32組成中指節(jié)空間四連桿機(jī)構(gòu)，第九連桿32相當(dāng)于指尖12;通過(guò)將第二連桿 27與第四連桿29固接以及第三連桿28與第五連桿30的固接來(lái)實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè) 四連桿機(jī)構(gòu)的耦合。
權(quán)利要求
1、一種被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由度殘疾人用假手指，其特征在于所述殘疾人用假手指包括連接彈簧架(1)、基座(2)、上擋絲(4)、基指節(jié)上連桿(5)、基指節(jié)上擋桿(6)、下?lián)踅z(22)、基指節(jié)下連桿(21)、基指節(jié)下?lián)鯒U(20)、中指節(jié)骨架(10)、中指節(jié)連桿(15)、指尖(12)和若干個(gè)軸；連接彈簧架(1)前端與基座(2)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，基指節(jié)上連桿(5)設(shè)置在基指節(jié)下連桿(21)的上方，基指節(jié)上連桿(5)的一端與基座(2)通過(guò)第一軸(3)連接，基指節(jié)下連桿(21)的一端與基座(2)通過(guò)第二軸(23)連接，基指節(jié)上連桿(5)的另一端與基指節(jié)上擋桿(6)的中部固接，基指節(jié)下連桿(21)的另一端與基指節(jié)下?lián)鯒U(20)的中部固接，基指節(jié)上擋桿(6)的一端與上擋絲(4)的一端固接，基指節(jié)下?lián)鯒U(20)的一端與下?lián)踅z(22)的一端固接，基指節(jié)上擋桿(6)的另一端與中指節(jié)骨架(10)通過(guò)第三軸(19)連接，基指節(jié)下?lián)鯒U(20)的另一端與中指節(jié)骨架(10)通過(guò)第四軸(8)連接，中指節(jié)骨架(10)與指尖(12)通過(guò)第五軸(14)連接，中指節(jié)連桿(15)的一端與基指節(jié)上擋桿(6)的另一端通過(guò)第六軸(16)連接，中指節(jié)連桿(15)的另一端與指尖(12)通過(guò)第七軸(13)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由度殘疾人用假手指，其特征 在于所述殘疾人用假手指還包括中指節(jié)關(guān)節(jié)蓋板(7)和指尖關(guān)節(jié)蓋板(11)， 中指節(jié)關(guān)節(jié)蓋板(7)設(shè)置在中指節(jié)骨架(10) —端上，指尖關(guān)節(jié)蓋板(11) 設(shè)置在中指節(jié)骨架(10)另一端上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由度殘疾人用假手指，其 特征在于所述殘疾人用假手指還包括中指節(jié)上蓋板(9)和中指節(jié)指肚(18)， 中指節(jié)上蓋板(9)設(shè)置在中指節(jié)骨架(10)的上部，中指節(jié)指肚(18)設(shè)置 在中指節(jié)骨架(10)的下部。
全文摘要
被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型兩自由度殘疾人用假手指，它涉及一種殘疾人用假手指。本發(fā)明解決了現(xiàn)在沒(méi)有適用于手指基指節(jié)殘存患者能夠被動(dòng)驅(qū)動(dòng)兩自由度殘疾人用的假手指問(wèn)題。連接彈簧架前端與基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，基指節(jié)上連桿的一端與基座連接，基指節(jié)下連桿的一端與基座連接，基指節(jié)上連桿的另一端與基指節(jié)上擋桿的中部固接，基指節(jié)下連桿的另一端與基指節(jié)下?lián)鯒U的中部固接，基指節(jié)上擋桿的一端與上擋絲的一端固接，基指節(jié)下?lián)鯒U的一端與下?lián)踅z的一端固接，基指節(jié)上擋桿的另一端與中指節(jié)骨架連接，基指節(jié)下?lián)鯒U的另一端與中指節(jié)骨架連接。本發(fā)明采用被動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)了假手指伸展和側(cè)擺兩個(gè)自由度的三維空間運(yùn)動(dòng)，無(wú)需外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)；安裝簡(jiǎn)便快捷，運(yùn)動(dòng)方式擬人化。
文檔編號(hào)A61F2/54GK101496750SQ20091007135
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月24日
發(fā)明者宏 劉, 劉伊威, 力 姜, 楊會(huì)生, 趙京東 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)