實(shí)用有感覺(jué)的假手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實(shí)用有感覺(jué)的假手，在假手指根部增加一個(gè)緩沖柔性關(guān)節(jié)，用傳感器檢測(cè)此關(guān)節(jié)的受力變化，用于控制人工感覺(jué)剌激器，向人體輸入人工感覺(jué)信號(hào)，此緩沖關(guān)節(jié)采用彈簧或其他彈性元件使關(guān)節(jié)具有柔性，且分為二級(jí)，第一級(jí)是弱彈性，輕微力便可克服此彈力，使柔性關(guān)節(jié)微動(dòng)，碰觸傳感器產(chǎn)生信號(hào)并輸入微處理器，從而控制人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生振動(dòng)或電刺激信號(hào)輸入人體，產(chǎn)生人工觸覺(jué)信號(hào)。采用了該結(jié)構(gòu)的實(shí)用有感覺(jué)的假手，第二級(jí)緩沖裝置使握力經(jīng)緩沖后不會(huì)突然增加，對(duì)傳感器壓力也逐漸增加，產(chǎn)生握力變化信號(hào)輸入微處理器，控制人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)或電刺激信號(hào)或視覺(jué)信號(hào)輸入人體，從而使用者感知握力并更準(zhǔn)確地控制握力大小。
【專利說(shuō)明】實(shí)用有感覺(jué)的假手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及假肢【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及電假肢【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種實(shí)用有感覺(jué)的假手。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)假肢的人工感覺(jué)仍處于研究階段，沒(méi)有成為可實(shí)用的產(chǎn)品，現(xiàn)有的裝有感應(yīng)裝置的假手產(chǎn)品，由傳感器獲得的信息不傳給人體，而是進(jìn)入假肢的控制電路，例如德國(guó)OTTO BOCK公司的假手產(chǎn)品8E38、8E39的拇指端傳感器SUVA，當(dāng)假手抓握的物體滑動(dòng)，傳感器產(chǎn)生的信號(hào)傳到控制電路，控制電路使假手指自動(dòng)迅速握緊，直到滑動(dòng)消失，感覺(jué)傳感器的信號(hào)并未傳輸給人體，是假手自動(dòng)完成的控制過(guò)程，不是按人的意圖作出的反應(yīng)。
[0003]研發(fā)假手感覺(jué)信號(hào)傳輸給人體的實(shí)用假肢產(chǎn)品有許多困難，其中主要包括以下三個(gè)方面:一個(gè)困難是假手感覺(jué)傳感器難以安裝在仿真手套產(chǎn)品上，安裝在仿真手套內(nèi)靈敏度就會(huì)降低，要達(dá)到較大握力才能起作用。第二個(gè)問(wèn)題是如果假手感覺(jué)傳感器裝在指端，例如德國(guó)0TT0B0CK公司的假手產(chǎn)品8E38、8E39的拇指端傳感器SUVA，持物時(shí)物體接觸假手指的其他部份就不起作用，而安裝許多傳感器又難以在產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)，雖然已在進(jìn)行關(guān)于具有高密度高靈敏傳感器的人造皮膚的研究，但目前還未達(dá)到可用于假肢產(chǎn)品的程度。第三個(gè)問(wèn)題是人體接收到人工感覺(jué)刺激器傳來(lái)的人工感覺(jué)信號(hào)后，作出判別和反應(yīng)，調(diào)節(jié)控制假肢的肌電信號(hào)強(qiáng)度需要一點(diǎn)時(shí)間，沒(méi)有像真手那么快，但又不能使假手未握到東西時(shí)握緊速度設(shè)置得太慢。因此，需要發(fā)明一種創(chuàng)新的方案，解決以上三種困難，研發(fā)成可實(shí)用的產(chǎn)品O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種使用者可以感知假手指接觸物體和握力大小，更精確控制握力的實(shí)用有感覺(jué)的假手。
[0005]該實(shí)用有感覺(jué)的假手，其主要特點(diǎn)是，包括假手指指部和假手指根部，所述的假手指根部和所述的假手指指部之間設(shè)置有柔性關(guān)節(jié)，所述的柔性關(guān)節(jié)用于進(jìn)行緩沖和假手人工感覺(jué)，所述的假手還設(shè)置有傳感器和人工感覺(jué)刺激器，所述的傳感器檢測(cè)所述的柔性關(guān)節(jié)的受力變化，所述的人工感覺(jué)剌激器根據(jù)所述的傳感器的檢測(cè)值向人體輸入相應(yīng)的假手觸覺(jué)和握力信號(hào)。
[0006]該實(shí)用有感覺(jué)的假手中的柔性關(guān)節(jié)設(shè)置有緩沖裝置，握物時(shí)形成緩沖，使手指接觸物體到握緊逐漸過(guò)度，時(shí)間延長(zhǎng)，使用者有時(shí)間判別人工感覺(jué)信號(hào)，并作出反應(yīng)，因此克服了反應(yīng)時(shí)間不夠的困難，由于柔性關(guān)節(jié)在指根部，傳感器離柔性關(guān)節(jié)軸很近，根據(jù)杠桿原理，傳感器受力是指部受力的許多倍，所以靈敏度很高，因此克股了靈敏度低和只有指端才有傳感器這兩個(gè)困難。
[0007]所述的緩沖裝置包括第一級(jí)緩沖裝置，所述的假手指指部抓握開(kāi)始碰觸物體時(shí)，克服所述的第一級(jí)緩沖裝置的彈力，觸發(fā)所述的傳感器產(chǎn)生信號(hào)，所述的傳感器通過(guò)微處理器控制所述的人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生代表觸覺(jué)的振動(dòng)、電刺激信號(hào)或者視覺(jué)信號(hào)，所述的振動(dòng)、電刺激信號(hào)或者視覺(jué)信號(hào)通過(guò)殘肢皮膚輸入人體。
[0008]該實(shí)用有感覺(jué)的假手中的緩沖裝置還包括第二級(jí)緩沖裝置，該第二級(jí)緩沖裝置的彈性大于所述的第一級(jí)緩沖裝置的彈性，所述的第二級(jí)緩沖裝置根據(jù)所述的傳感器的檢測(cè)值將相應(yīng)的信號(hào)輸入所述的微處理器，所述的微處理器控制所述的人工感覺(jué)刺激器，所述的人工感覺(jué)刺激器將代表假手握力相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)、電刺激信號(hào)或者視覺(jué)信號(hào)通過(guò)殘肢皮膚輸入人體。
[0009]該實(shí)用有感覺(jué)的假 手中的二級(jí)緩沖裝置包括傳感器，所述的傳感器與所述的假手指根部固定，所述的傳感器與所述的微處理器連接。
[0010]該實(shí)用有感覺(jué)的假手中的第一級(jí)緩沖裝置和所述的第二級(jí)緩沖裝置與同一個(gè)傳感器連接；或者，所述的第一級(jí)緩沖裝置和所述的第二級(jí)緩沖裝置各自與一個(gè)傳感器連接。
[0011]該實(shí)用有感覺(jué)的假手中的緩沖部件為彈簧、拉簧、壓簧、扭簧、發(fā)條、橡筋、氣壓或者是液壓緩沖裝置。
[0012]該實(shí)用有感覺(jué)的假手中的第一級(jí)緩沖裝置或所述的第二級(jí)緩沖裝置的一種設(shè)置于所述的假手；或者，所述的第一級(jí)緩沖裝置和所述的第二級(jí)緩沖裝置均設(shè)置于所述的假手。
[0013]該實(shí)用有感覺(jué)的假手包括多個(gè)手指，所述的柔性關(guān)節(jié)設(shè)置于一個(gè)手指上，或者所述的柔性關(guān)節(jié)設(shè)置于多個(gè)假手指上。
[0014]采用了該結(jié)構(gòu)的實(shí)用有感覺(jué)的假手，在假手指根部增加一個(gè)緩沖柔性關(guān)節(jié)，用傳感器檢測(cè)此關(guān)節(jié)的受力變化，用于控制人工感覺(jué)剌激器，向人體輸入人工感覺(jué)信號(hào)。此緩沖關(guān)節(jié)采用彈簧或其他彈性元件使關(guān)節(jié)具有柔性，且分為二級(jí)，第一級(jí)是弱彈性，輕微力便可克服此彈力，使柔性關(guān)節(jié)微動(dòng)，碰觸傳感器產(chǎn)生信號(hào)并輸入微處理器，從而控制人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生振動(dòng)或電刺激信號(hào)輸入人體，產(chǎn)生人工觸覺(jué)信號(hào)，第二級(jí)使握力經(jīng)緩沖后不會(huì)突然增加，而是逐漸增加，對(duì)傳感器壓力也逐漸增加，產(chǎn)生的握力變化信號(hào)輸入微處理器，人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)或電刺激信號(hào)輸入人體，從而使用者感知握力并更準(zhǔn)確地控制握力大小，這兩種人工感覺(jué)也可用視覺(jué)信號(hào)輸入人體，包括采用指示燈、光柱、數(shù)字、圖像信號(hào)等各種方式。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的假手結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下:
[0017]I假手指指部
[0018]2柔性關(guān)節(jié)
[0019]3假手指根部
[0020]4 拉簧
[0021]5壓力傳感器
[0022]6 活塞
[0023]7 壓簧[0024]8假手指關(guān)節(jié)
[0025]9微處理器
[0026]10驅(qū)動(dòng)電路
[0027]11人工感覺(jué)刺激器
[0028]12殘肢皮膚
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了能更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下一種實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]該實(shí)用有感覺(jué)的假手，包括假手指指部I和其下方的假手指根部3，假手指指部I與假手指根部3通過(guò)柔性關(guān)節(jié)2相互連接，假手指指部I繞柔性關(guān)節(jié)2相對(duì)于假手指根部3在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓力傳感器5檢測(cè)柔性關(guān)節(jié)2的受力變化，并控制人工感覺(jué)刺激器11，通過(guò)殘肢皮膚12向人體輸送人工感覺(jué)信號(hào)，假手指指部I和假手指根部3之間設(shè)置有兩級(jí)緩沖裝置。
[0031]第一級(jí)緩沖裝置為拉簧4，拉簧4的一端固定嵌設(shè)于假手指指部I內(nèi)，拉簧4的另一端固定嵌設(shè)于假手指根部3內(nèi)，第一級(jí)緩沖裝置彈性很弱，弱于第二級(jí)緩沖裝置，假手指指部I未碰觸物體時(shí)，使所述的柔性關(guān)節(jié)2保持屈位，從而使裝在假指部I下面的活塞6端部不與裝在假指根部3上面的傳感器5接觸，當(dāng)假手抓握時(shí)碰到物體，假指部I受力使此關(guān)節(jié)2微動(dòng)，很小的力便可使活塞6端部與裝在假指根部3上面的壓力傳感器5接觸，觸發(fā)壓力傳感器5產(chǎn)生信號(hào)，所獲得的信號(hào)通過(guò)微處理器控制控制人工感覺(jué)剌激器11，產(chǎn)生觸覺(jué)信號(hào)剌激殘肢皮膚12， 靈敏度很高。
[0032]假手指指部I和假手指根部3之間還可以設(shè)置有第二級(jí)緩沖裝置，且第二級(jí)緩沖裝置根據(jù)傳感器的檢測(cè)值將相應(yīng)的信號(hào)輸入微處理器9，微處理器9控制人工感覺(jué)刺激器11，人工感覺(jué)刺激器11將代表假手握力相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)、電刺激信號(hào)或者視覺(jué)信號(hào)通過(guò)殘肢皮膚12輸入人體。
[0033]在假手指根部3上面有壓力傳感器5，假手指指部I設(shè)置有活塞6和活塞腔，活塞可在活塞腔內(nèi)活動(dòng)，活塞6的端部上面在活塞腔內(nèi)有一壓簧7，所述的活塞6的下端對(duì)應(yīng)于所述的壓力傳感器5，第二級(jí)緩沖彈簧7的彈性較強(qiáng)，隨著握力增加，傳感器檢出的信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)變化，通過(guò)微處理器控制刺激器同步增加刺激強(qiáng)度，形成人工握力感覺(jué)，由于此關(guān)節(jié)形成了緩沖，在同樣手指運(yùn)動(dòng)速度的條件下，手指接觸物體后到達(dá)到最大握力的時(shí)間變長(zhǎng)，使用者有時(shí)間通過(guò)調(diào)節(jié)肌電控制信號(hào)或其他控制信號(hào)，根據(jù)需要控制假手握力。
[0034]活塞腔還設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)，所述的活塞無(wú)論向上或向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)設(shè)定位置時(shí)，由所述的限位結(jié)構(gòu)限位。所述彈簧的彈力設(shè)置為活塞壓入到極限位置時(shí)，假手指達(dá)到最大握力，而壓簧完全伸長(zhǎng)時(shí)，活塞正好伸出到極限位置。
[0035]微處理器9通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路10與人工感覺(jué)刺激器11相連接，且微處理器9與壓力傳感器5相連接，人工感覺(jué)刺激器11與殘肢皮膚12相接觸；傳感器5將信號(hào)發(fā)送至微處理器9，微處理器9對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后控制驅(qū)動(dòng)電路10，驅(qū)動(dòng)電路10驅(qū)動(dòng)人工感覺(jué)刺激器11，人工感覺(jué)刺激器11對(duì)殘肢皮膚12發(fā)送振動(dòng)信號(hào)、電刺激信號(hào)或者視覺(jué)信號(hào)。
[0036]第一級(jí)緩沖裝置和第二級(jí)緩沖裝置既可以共用一個(gè)傳感器，也可以各自連接一個(gè)傳感器。[0037]第一級(jí)緩沖裝置或第二級(jí)緩沖裝置中的一種設(shè)置于所述的假手；或者，第一級(jí)緩沖裝置和第二級(jí)緩沖裝置均設(shè)置于假手。
[0038]假手包括多個(gè)假手指，假設(shè)和人體結(jié)構(gòu)一樣，一個(gè)假手包括五個(gè)手指，那么柔性關(guān)節(jié)2設(shè)置于一個(gè)假手指上，或者，柔性關(guān)節(jié)2設(shè)置于多個(gè)假手指上，也就是說(shuō)不一定是所有的手指均設(shè)置有這樣的柔性關(guān)節(jié)2。
[0039]采用了該結(jié)構(gòu)的實(shí)用有感覺(jué)的假手，在假手指根部增加一個(gè)緩沖柔性關(guān)節(jié)，用傳感器檢測(cè)此關(guān)節(jié)的受力變化，用于控制人工感覺(jué)剌激器，向人體輸入人工感覺(jué)信號(hào)。此緩沖關(guān)節(jié)采用彈簧或其他彈性元件使關(guān)節(jié)具有柔性，且分為二級(jí)，第一級(jí)是弱彈性，輕微力便可克服此彈力，使柔性關(guān)節(jié)微動(dòng)，碰觸傳感器產(chǎn)生信號(hào)并輸入微處理器，從而控制人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生振動(dòng)或電刺激信號(hào)輸入人體，產(chǎn)生人工觸覺(jué)信號(hào)，第二級(jí)使握力經(jīng)緩沖后不會(huì)突然增加，而是逐漸增加，對(duì)傳感器壓力也逐漸增加，產(chǎn)生的握力變化信號(hào)輸入微處理器，人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)或電刺激信號(hào)輸入人體，從而使用者感知握力并更準(zhǔn)確地控制握力大小，這兩種人工感覺(jué)也可用視覺(jué)信號(hào)輸入人體，包括采用指示燈、光柱、數(shù)字、圖像信號(hào)等各種方式。
[0040]在此說(shuō)明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)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發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的?！?br> 【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)用有感覺(jué)的假手，其特征在于，包括假手指指部和假手指根部，所述的假手指根部和所述的假手指指部之間設(shè)置有柔性關(guān)節(jié)，所述的柔性關(guān)節(jié)用于進(jìn)行緩沖和產(chǎn)生假手人工感覺(jué)，所述的假手還設(shè)置有傳感器和人工感覺(jué)刺激器，所述的柔性關(guān)節(jié)的傳感器用于檢測(cè)該柔性關(guān)節(jié)的受力變化，所述的人工感覺(jué)剌激器根據(jù)所述的傳感器的檢測(cè)值向人體輸入相應(yīng)的假手觸覺(jué)和握力信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)用有感覺(jué)的假手，其特征在于，所述的柔性關(guān)節(jié)設(shè)置有緩沖裝置，所述的緩沖裝置包括第一級(jí)緩沖裝置，所述的假手指指部抓握物體時(shí)克服所述的第一級(jí)緩沖裝置的彈力時(shí)，觸發(fā)所述的傳感器產(chǎn)生信號(hào)，所述的傳感器通過(guò)微處理器控制所述的人工感覺(jué)刺激器產(chǎn)生代表觸覺(jué)的振動(dòng)或者電刺激信號(hào)，所述的振動(dòng)、電刺激信號(hào)或者視覺(jué)信號(hào)通過(guò)殘肢皮膚輸入人體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)用有感覺(jué)的假手，其特征在于，所述的緩沖裝置包括第二級(jí)緩沖裝置，所述的第二級(jí)緩沖裝置根據(jù)所述的傳感器的檢測(cè)值將相應(yīng)的信號(hào)輸入所述的微處理器，所述的微處理器控制所述的人工感覺(jué)刺激器，所述的人工感覺(jué)刺激器將代表假手握力相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)、電刺激信號(hào)或者視覺(jué)信號(hào)通過(guò)殘肢皮膚輸入人體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)用有感覺(jué)的假手，其特征在于，所述的第一級(jí)緩沖裝置和所述的第二級(jí)緩沖裝置與同一個(gè)傳感器連接；或者，所述的第一級(jí)緩沖裝置和所述的第二級(jí)緩沖裝置各自與一個(gè)傳感器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)用有感覺(jué)的假手，其特征在于，所述的緩沖裝置為彈簧、拉簧、壓簧、扭簧、發(fā)條、橡筋、氣壓或者是液壓緩沖裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)用有感覺(jué)的假手，其特征在于，所述的第一級(jí)緩沖裝置或所述的第二級(jí)緩沖裝置中的一種設(shè)置于所述的假手；或者，所述的第一級(jí)緩沖裝置和所述的第二級(jí)緩沖裝置均設(shè)置于所述的假手。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)用有感覺(jué)的假手，其特征在于，其特征在于，所述的假手包括多個(gè)手指，所述的柔性關(guān)節(jié)設(shè)置于一個(gè)手指上，或者所述的柔性關(guān)節(jié)設(shè)置于多個(gè)手指上。
【文檔編號(hào)】A61F2/54GK103720528SQ201410039964
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】羅永昭, 姚峰 申請(qǐng)人:上海科生假肢有限公司