一種機械傳動的手指假肢的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機械結(jié)構(gòu)運動型手指假肢【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種機械傳動的手指假肢，包括：感受器、指架、近指節(jié)、一級換向輪、近中指節(jié)扭簧、二級換向輪、中指節(jié)、遠指節(jié)、中遠指節(jié)扭簧、形閉式槽凸輪、柔性繩；其連接關(guān)系如下：感受器上的連桿帶滾珠的一端與形閉式槽凸輪滑動配合連接，形閉式槽凸輪與近指節(jié)底部的圓柱狀結(jié)構(gòu)固連一起后，由形閉式槽凸輪與指架活動連接；近指節(jié)、中指節(jié)和遠指節(jié)順序活動連接，并且，近指節(jié)和中指節(jié)、中指節(jié)和遠指節(jié)連接處安裝扭簧；同時，柔性繩的一端固定在近指節(jié)末端的滑輪狀結(jié)構(gòu)上，另一端依次繞過一級換向輪、近中指節(jié)關(guān)節(jié)處的滑輪狀結(jié)構(gòu)、二級換向輪后固定在中遠指節(jié)關(guān)節(jié)處的滑輪狀結(jié)構(gòu)上。
【專利說明】一種機械傳動的手指假肢

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機械結(jié)構(gòu)運動型手指假肢【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種單指的運動結(jié)構(gòu)設(shè) 計。

【背景技術(shù)】
[0002] 對于失去部分手指指節(jié)的殘疾人，尤其對于只殘余指節(jié)根部的殘疾人來說，手指 假肢可以很好地幫助他們實現(xiàn)手指的常用功能。但是目前存在的手指假肢，要么僅具有美 觀的作用，并沒有實用性；要么為電子芯片控制，價格高昂，設(shè)計周期長，不能在廣大的需求 者中間得到普及。
[0003] 現(xiàn)今少數(shù)機械結(jié)構(gòu)手指假肢傳動結(jié)構(gòu)多使用連桿或齒輪齒條傳動，這樣使得手指 假肢過于笨重，運動效果不佳；并且驅(qū)動源多為腕掌關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)，因此殘疾人在使用時驅(qū) 動手指的方式往往與一般用力習(xí)慣不符，對其實現(xiàn)日常功能并不方便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是：提供一種使用純機械結(jié)構(gòu)作為傳動的運動型手指假肢，能夠有 效降低成本并提高設(shè)計效率和生產(chǎn)效率；
[0005] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種機械傳動的手指假肢，它包括：感受器、指架、近指節(jié)、一級換向輪、近中指節(jié) 扭簧、二級換向輪、中指節(jié)、遠指節(jié)、中遠指節(jié)扭簧、形閉式槽凸輪、柔性繩；
[0007] 所述感受器由感受器墊、膜片彈簧、連桿、滾珠組成；
[0008] 其連接關(guān)系如下：感受器固定在指架上，感受器上的連桿與形閉式槽凸輪滑動配 合連接，形閉式槽凸輪與近指節(jié)底部的圓柱狀結(jié)構(gòu)固連一起后，由形閉式槽凸輪與指架活 動連接；近指節(jié)、中指節(jié)和遠指節(jié)順序活動連接，并且，近指節(jié)和中指節(jié)連接處安裝近中指 節(jié)扭簧，中指節(jié)和遠指節(jié)連接處安裝中遠指節(jié)扭簧；同時，一級換向輪固定在指架上，二級 換向輪固定在中指節(jié)上，柔性繩的一端固定在近指節(jié)末端上，另一端依次繞過一級換向輪、 近中指節(jié)關(guān)節(jié)處、二級換向輪后固定在中遠指節(jié)關(guān)節(jié)處上；
[0009] 進一步的，所述近指節(jié)、中指節(jié)、遠指節(jié)的指節(jié)末端均有滑輪狀結(jié)構(gòu)以供柔性繩連 接傳動，并且近指節(jié)、中指節(jié)和遠指節(jié)上均有兩個圓柱形的凸起結(jié)構(gòu)，用來安裝扭簧及支撐 手指假肢外殼；
[0010] 所述近指節(jié)底部的圓柱狀結(jié)構(gòu)部分與形閉式槽凸輪為一體式結(jié)構(gòu)；
[0011] 所述感受器中的感受器墊為圓形的蓋狀結(jié)構(gòu)；膜片彈簧套裝在感受器墊上，且膜 片彈簧的外圓錐面與感受器墊的內(nèi)圓周面緊密貼合，連桿的一端固定在膜片彈簧的中心位 置，另一端與滾珠活動連接；
[0012] 所述連桿使感受器墊所在平面與形閉式槽凸輪所在平面互相垂直；
[0013] 所述近中指節(jié)扭簧和所述中遠指節(jié)扭簧均為V字形扭簧，其中，扭簧的轉(zhuǎn)數(shù)和扭 轉(zhuǎn)角度由殘疾人的用力習(xí)慣和指節(jié)間的夾角而定。
[0014] 工作原理：感受器墊與殘余斷指接觸，當(dāng)殘余斷指擠壓感受器墊的時候，膜片彈簧 同時受到擠壓后壓縮，由連桿將膜片彈簧產(chǎn)生的位移傳遞給形閉式槽凸輪，形閉式槽凸輪 將連桿的平動轉(zhuǎn)化為近指節(jié)的定軸轉(zhuǎn)動，近指節(jié)的定軸轉(zhuǎn)動通過柔性繩、一級換向輪、二級 換向輪、各指節(jié)關(guān)節(jié)處的滑輪狀結(jié)構(gòu)組成的繩輪傳動結(jié)構(gòu)傳遞到中指節(jié)、遠指節(jié)，實現(xiàn)三指 節(jié)聯(lián)動；當(dāng)擠壓力消失時，膜片彈簧歸位，帶動近指節(jié)逆向偏轉(zhuǎn)歸位，繩輪結(jié)構(gòu)失去作用，由 扭簧帶動中指節(jié)和遠指節(jié)歸位，回到手指假肢的基本姿態(tài)，如此便實現(xiàn)了殘指內(nèi)彎后整根 假肢手指的三指節(jié)同步彎曲。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：
[0016] (1)本發(fā)明使用了線動傳動機構(gòu)，不僅質(zhì)量輕巧，可嵌進手指假肢內(nèi)，貼合了輕量 化設(shè)計理念，同時還能完成各指節(jié)的聯(lián)動轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)三段指節(jié)的同步彎曲，以模仿手指的彎 曲動作；
[0017] (2)本發(fā)明的各指節(jié)關(guān)節(jié)間增加扭簧，可實現(xiàn)運動后的歸位和保持手指假肢的基 本姿態(tài)，無需增加附加復(fù)位裝置，使手指假肢結(jié)構(gòu)更加簡潔，減輕了重量；
[0018] (3)本發(fā)明的繩輪結(jié)構(gòu)，可使手指假肢不僅具有美觀作用，還能使其具有實用價 值，能夠完成單指彎曲運動，并且，在多指的配合下即可實現(xiàn)捏、夾、握等日常常用功能；
[0019] (4)本發(fā)明運用了純機械傳動結(jié)構(gòu)，無需外動力輔助，更加可靠，更加便利；
[0020] (5)本發(fā)明將驅(qū)動與傳動分離，驅(qū)動上使用符合人體用力習(xí)慣的機械感應(yīng)裝置，傳 動上使用線性傳動的繩輪傳動結(jié)構(gòu)，這樣整個運動結(jié)構(gòu)既做到了模塊化可分步設(shè)計，提高 設(shè)計效率，又使得整個運動結(jié)構(gòu)大大輕量化，并且能夠做到驅(qū)動方式符合殘疾人用力習(xí)慣 和實現(xiàn)所需功能；
[0021] (6)本發(fā)明使用膜片彈簧，利用其特殊的彈性曲線可以恰好符合一般人的用力習(xí) 慣；
[0022] (7)本發(fā)明的各指節(jié)長度可以按照殘疾人的需求定做，由各指節(jié)長度變動對整體 單指運動軌跡產(chǎn)生的影響，又可以通過調(diào)整換向輪的尺寸來微調(diào)，以再次達到理想的運動 彎曲效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為手指假肢單指骨架結(jié)構(gòu)軸測圖；
[0024] 圖2為手指假肢單指骨架結(jié)構(gòu)主視圖；
[0025] 圖3為手指假肢單指骨架結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0026] 圖4為手指假肢單指骨架結(jié)構(gòu)左視圖；
[0027] 圖5為手指假肢的感受器結(jié)構(gòu)軸測圖；
[0028] 圖6為中指節(jié)的軸測圖；
[0029] 圖7為遠指節(jié)的軸測圖；
[0030] 圖8為手指假肢繩輪傳動結(jié)構(gòu)的傳動示意圖；
[0031] 圖9為完整手指假肢軸測圖；
[0032] 其中，1-指架、2-近指節(jié)、3- -級換向輪、4-近中指節(jié)扭簧、5-二級換向輪、6-中 指節(jié)、7-遠指節(jié)、8-中遠指節(jié)扭簧、9-形閉式槽凸輪、10-感受器墊、11-膜片彈簧、12-連 桿、13-柔性繩。

【具體實施方式】
[0033] 參見附圖1、2、3、4, 一種機械傳動的手指假肢，它包括：感受器、指架1、近指節(jié)2、 一級換向輪3、近中指節(jié)扭簧4、二級換向輪5、中指節(jié)6、遠指節(jié)7、中遠指節(jié)扭簧8、形閉式 槽凸輪9、柔性繩13 ;
[0034] 所述近指節(jié)（2)底部的圓柱狀結(jié)構(gòu)部分與形閉式槽凸輪（9)為一體式結(jié)構(gòu)；
[0035] 參見附圖5,所述感受器由感受器墊10、膜片彈簧11、連桿12、滾珠組成，感受器墊 10為圓形的蓋狀結(jié)構(gòu)；膜片彈簧11套裝在感受器墊10上，且膜片彈簧11的外圓錐面與感 受器墊10的內(nèi)圓周面緊密貼合，連桿12的一端固定在膜片彈簧11的中心位置，另一端與 滾珠活動連接；
[0036] 所述連桿12進行四次彎折角為90°的彎折，兩端的兩個彎折角所在平面互相平 行，其余兩個彎折角所在平面均與兩端的兩個彎折角所在平面垂直；
[0037] 參見附圖6、7,所述近指節(jié)2、中指節(jié)6、遠指節(jié)7的指節(jié)末端均有滑輪狀結(jié)構(gòu)以供 柔性繩13連接傳動，并且近指節(jié)2、中指節(jié)6和遠指節(jié)7上均有兩個圓柱形的凸起結(jié)構(gòu)，用 來安裝扭簧及支撐手指假肢外殼；
[0038] 所述近中指節(jié)扭簧（4)和所述中遠指節(jié)扭簧（8)均為V字形扭簧，其中，扭簧的轉(zhuǎn) 數(shù)和扭轉(zhuǎn)角度由殘疾人的用力習(xí)慣和指節(jié)間的夾角而定；
[0039] 其連接關(guān)系如下：感受器由膜片彈簧11通過螺釘固定在指架1上，感受器上的連 桿12帶滾珠的一端與形閉式槽凸輪9滑動配合連接，且連桿12使感受器墊10所在平面與 形閉式槽凸輪9所在平面互相垂直，形閉式槽凸輪9與近指節(jié)2底部的圓柱狀結(jié)構(gòu)固連一 起后，形閉式槽凸輪9由螺栓、螺母組成的鉸鏈結(jié)構(gòu)指架1活動連接；近指節(jié)2、中指節(jié)6和 遠指節(jié)7通過雙頭螺栓、螺母順序活動連接，并且，近中指節(jié)扭簧4中部套裝在連接近指節(jié)2 和中指節(jié)6的雙頭螺栓上，近中指節(jié)扭簧4兩側(cè)分別卡在近指節(jié)2和中指節(jié)6上的圓柱形 的凸起結(jié)構(gòu)上，中遠指節(jié)扭簧8中部套裝在連接中指節(jié)6和遠指節(jié)7的雙頭螺栓上，中遠指 節(jié)扭簧8兩側(cè)分別卡在中指節(jié)6和遠指節(jié)7上的圓柱形的凸起結(jié)構(gòu)上；近中指節(jié)扭簧4和 中遠指節(jié)扭簧8均能實現(xiàn)運動后的歸位和保持手指假肢的堅直的基本姿態(tài)；同時，一級換 向輪3由螺栓、螺母固定在指架1上，二級換向輪5由螺釘固定在中指節(jié)6的空腔內(nèi)，柔性 繩13的一端固定在近指節(jié)2末端的滑輪狀結(jié)構(gòu)上，另一端依次繞過一級換向輪3、近中指節(jié) 關(guān)節(jié)處的滑輪狀結(jié)構(gòu)、二級換向輪5后固定在中遠指節(jié)關(guān)節(jié)處的滑輪狀結(jié)構(gòu)上。
[0040] 工作原理：感受器墊10與殘余斷指接觸，當(dāng)殘余斷指擠壓感受器墊10的時候，膜 片彈簧11同時受到擠壓后壓縮，由連桿12將膜片彈簧11產(chǎn)生的位移傳遞給形閉式槽凸輪 9,形閉式槽凸輪9將連桿12的平動轉(zhuǎn)化為近指節(jié)2的定軸轉(zhuǎn)動，近指節(jié)2的定軸轉(zhuǎn)動通過 柔性繩13、一級換向輪3、二級換向輪5、各指節(jié)關(guān)節(jié)處的滑輪狀結(jié)構(gòu)組成的繩輪傳動結(jié)構(gòu) 傳遞到中指節(jié)6、遠指節(jié)7,實現(xiàn)三指節(jié)聯(lián)動；當(dāng)擠壓力消失時，膜片彈簧11歸位，帶動近指 節(jié)2逆向偏轉(zhuǎn)歸位，繩輪結(jié)構(gòu)失去作用，由扭簧帶動中指節(jié)6和遠指節(jié)7歸位，回到手指假 肢的基本姿態(tài)，如此便實現(xiàn)了殘指內(nèi)彎后整根假肢手指的三指節(jié)同步彎曲。
[0041] 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種機械傳動的手指假肢，其特征在于，包括：感受器、指架（1)、近指節(jié)（2)、一級換 向輪（3)、近中指節(jié)扭簧（4)、二級換向輪（5)、中指節(jié)（6)、遠指節(jié)（7)、中遠指節(jié)扭簧（8)、 形閉式槽凸輪（9)、柔性繩（13); 所述感受器由感受器墊（10)、膜片彈簧（11)、連桿（12)、滾珠組成； 其連接關(guān)系如下：感受器固定在指架（1)上，感受器上的連桿（12)與形閉式槽凸輪 (9)滑動配合連接，形閉式槽凸輪（9)與近指節(jié)（2)底部的圓柱狀結(jié)構(gòu)固連一起后，由形閉 式槽凸輪（9)與指架（1)活動連接；近指節(jié)（2)、中指節(jié)（6)和遠指節(jié)（7)順序活動連接， 并且，近指節(jié)（2)和中指節(jié)（6)連接處安裝近中指節(jié)扭簧（4)，中指節(jié)（6)和遠指節(jié)（7)連 接處安裝中遠指節(jié)扭簧（8);同時，一級換向輪（3)固定在指架（1)上，二級換向輪（5)固 定在中指節(jié)（6)上，柔性繩（13)的一端固定在近指節(jié)末端上，另一端依次繞過一級換向輪 (3)、近中指節(jié)關(guān)節(jié)處、二級換向輪（5)后固定在中遠指節(jié)關(guān)節(jié)處上。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種機械傳動的手指假肢，其特征在于，所述近指節(jié)（2)、中 指節(jié)（6)、遠指節(jié)（7)的指節(jié)末端均有滑輪狀結(jié)構(gòu)以供柔性繩（13)連接傳動，并且近指節(jié) (2)、中指節(jié)（6)和遠指節(jié)（7)上均有兩個圓柱形的凸起結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種機械傳動的手指假肢，其特征在于，所述近指節(jié)（2)底部的 圓柱狀結(jié)構(gòu)部分與形閉式槽凸輪（9)為一體式結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種機械傳動的手指假肢，其特征在于，所述感受器中的感受 器墊（10)為圓形的蓋狀結(jié)構(gòu)；膜片彈簧（11)套裝在感受器墊（10)上，且膜片彈簧（11)的 外圓錐面與感受器墊（10)的內(nèi)圓周面緊密貼合，連桿（12)的一端固定在膜片彈簧（11)的 中心位置，另一端與滾珠活動連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種機械傳動的手指假肢，其特征在于，所述連桿（12)使感受 器墊（10)所在平面與形閉式槽凸輪（9)所在平面互相垂直。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種機械傳動的手指假肢，其特征在于，所述近中指節(jié)扭簧（4) 和所述中遠指節(jié)扭簧（8)均為V字形扭簧。
【文檔編號】A61F2/54GK104146800SQ201410426283
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】蘇偉, 李忠新, 王露萱, 蘇江舟, 柯志芳 申請人:北京理工大學(xué)