一種少輸入多模式輸出的假肢手驅動機構的製作方法
2024-03-06 18:13:15 1
一種少輸入多模式輸出的假肢手驅動機構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種少輸入多模式輸出的假肢手驅動機構，該假肢手驅動機構包括底座和傳動系統，該傳動系統包括兩個伺服電機和五組以上的滑輪組單元，其中各個滑輪組單元整體分布在兩個側板之間，由第一至第五組件共同形成對稱形式，其中第一和第五組件和第五組件各自包括第一定滑輪和凸輪；第二和第四組件各自包括第一動滑輪和配套使用的第二定滑輪，並且第一動滑輪可滑動地設置在底板之上；第三組件包括第二動滑輪；此外在這些組件之間相應設置有多個鋼絲繩，以便將驅動傳遞至各個假肢手手指，由此使其發生彎曲動作。通過本發明，能夠僅採用少量電機即可實現多模式輸出，復現人手動態協調規律，並具備結構緊湊、便於操控和抓握動作精確等特點。
【專利說明】一種少輸入多模式輸出的假肢手驅動機構
【技術領域】
[0001]本發明屬於醫療器械【技術領域】，更具體地，涉及一種少輸入多模式輸出的假肢手驅動機構。
【背景技術】
[0002]為了使得假肢手更好地發揮其功能，除了在功能和感覺上儘量模仿人手之外，還應使其外觀和體積上與人手相類似，並具備便於操控等特點。為了達到上述目的，現有技術中已經引進欠驅動技術來減少假肢手所配備的電機數量，以此方式來適當減少假肢手驅動機構的輸入數量。
[0003]例如，國防科技大學研製出一種欠驅動假肢手，其中通過為假肢手的各個手指相應配備電機，並經由鋼絲繩來拉動以完成各種靈活姿勢。然而，該方案仍然需要五個電機的輸入，這種多電機輸入相應會帶來體積增大、重量增加的缺陷，因而難以較好地滿足假肢手輕便和操控便利度等方面的要求。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種少輸入多模式輸出的假肢手裝置驅動機構，其目的在於通過對其關鍵部件的組成及其設置方式進行設計，能夠僅採用少量電機即可實現多模式輸出，復現人手動態協調規律，並具備結構緊湊、便於操控和抓握動作精確等特點。
[0005]為實現上述目的，按照本發明，提供了一種少輸入多模式輸出的假肢手驅動機構，該假肢手驅動機構包括底座、以及安裝在該底座上的傳動系統，其特徵在於:`[0006]所述底座由相互對置的兩個側板、連接在對置側板之間的兩個支撐板和設置在底部的底板共同組成，由此形成用於容納及安裝傳動系統的框架結構；
[0007]所述傳動系統包括兩個伺服電機和五組以上的滑輪組單元，其中伺服電機設置在支撐板外側，並分別通過聯軸器與裝在支撐板之間的兩個第一轉軸各自相連；滑輪組單元彼此並行地設置在兩個支撐板之間，並且對於各個滑輪組單元而言，其整體分布在兩個側板之間，由第一組件、第二組件、第三組件、第四組件和第五組件共同組成並形成對稱設置的形式，其中:
[0008]第一組件和第五組件的結構相同，它們各自包括共同安裝在第一轉軸上並隨之一同轉動的第一定滑輪和凸輪；第二組件和第四組件的結構相同並處於第一組件與第五組件之間，它們各自包括第一動滑輪和配套使用的第二定滑輪，並且第一動滑輪分別通過第一動滑輪支撐塊可滑動地設置在底板之上；第三組件處於第二組件與第四組件之間上方，並包括通過第二動滑輪支撐塊設置的第二動滑輪；此外
[0009]在第一組件與第二組件、第四組件與第五組件之間分別以相同方式套設有第一鋼絲繩，該第一鋼絲繩的一端固定在第一定滑輪上，並在繞過第一動滑輪後，另一端固定在凸輪上；在第二組件與第四組件之間套設有第二鋼絲繩，該第二鋼絲繩的一端固定在第二組件中的第一動滑輪支撐塊上，並在繞過配套使用的第二定滑輪後，繼續繞過第三組件中的第二動滑輪，另一端固定在第四組件中的第一動滑輪支撐塊上；第三鋼絲繩的一端固定在第二動滑輪支撐塊上，另外一端連接至作為驅動對象的各個假肢手手指，由此使其發生彎曲動作。
[0010]作為進一步優選地，在所述第一定滑輪與第一動滑輪之間優選還設置有上導向軸和下導向軸，它們裝在兩個支撐板之間且分別處於上下方位，所述第一鋼絲繩經由這兩個導向軸完成第一組件與第二組件、第四組件與第五組件之間的套設。
[0011]作為進一步優選地，所述第二組件和第四組件中的第一動滑輪支撐塊均可滑動地套設在光杆導軌上，所述光杆導軌由壓塊固定在底板上。
[0012]作為進一步優選地，所述第二組件和第四組件中的第二定滑輪均通過套筒安裝在第二轉軸上，所述第二轉軸裝在支撐板之間並與所述第一轉軸彼此平行。
[0013]作為進一步優選地，所述第三組件中的第二動滑輪支撐塊吊在豎直設置的彈簧上。
[0014]作為進一步優選地，對於所述第一組件和第五組件而言，其中的凸輪的半徑優選按照以下公式來設定，並且第一定滑輪的半徑被設定對應等於凸輪的基圓半徑:
【權利要求】
1.一種少輸入多模式輸出的假肢手驅動機構，該假肢手驅動機構包括底座、以及安裝在該底座上的傳動系統，其特徵在於: 所述底座由相互對置的兩個側板(1-1)、連接在對置側板之間的兩個支撐板(1-5)和設置在底部的底板(1-9)共同組成，由此形成用於容納及安裝傳動系統的框架結構； 所述傳動系統包括兩個伺服電機和五組以上的滑輪組單元，其中伺服電機設置在支撐板(1-5)外側，並分別通過聯軸器(5)與裝在支撐板(1-5)之間的兩個第一轉軸(1-4)各自相連；滑輪組單元彼此並行地設置在兩個支撐板(1-5)之間，並且對於各個滑輪組單元而言，其整體分布在兩個側板(1-1)之間，由第一組件、第二組件、第三組件、第四組件和第五組件共同組成並形成對稱設置的形式，其中: 第一組件和第五組件的結構相同，它們各自包括共同安裝在第一轉軸(1-4)上並隨之一同轉動的第一定滑輪(1-2)和凸輪(1-3);第二組件和第四組件的結構相同並處於第一組件與第五組件之間，它們各自包括第一動滑輪(1-11)和配套使用的第二定滑輪(1-13)，並且第一動滑輪(1-11)分別通過第一動滑輪支撐塊(1-10)可滑動地設置在底板(1-9)之上；第三組件處於第二組件與第四組件之間上方，並包括通過第二動滑輪支撐塊(1-16)設置的第二動滑輪(1-15);此外 在第一組件與第二組件、第四組件與第五組件之間分別以相同方式套設有第一鋼絲繩(1-20)，該第一鋼絲繩的一端固定在第一定滑輪(1-2)上，並在繞過第一動滑輪(1-11)後，另一端固定在凸輪(1-3)上；在第二組件與第四組件之間套設有第二鋼絲繩(1-21)，該第二鋼絲繩的一端固定在第 二組件中的第一動滑輪支撐塊(1-10)上，並在繞過配套使用的第二定滑輪(1-13)後，繼續繞過第三組件中的第二動滑輪(1-15)，另一端固定在第四組件中的第一動滑輪支撐塊(1-10)上；第三鋼絲繩(1-22)的一端固定在第二動滑輪支撐塊(1-16)上，另外一端連接至作為驅動對象的各個假肢手手指，由此使其發生彎曲動作。
2.如權利要求1所述的假肢手驅動機構，其特徵在於，在所述第一定滑輪(1-2)與第一動滑輪(1-11)之間優選還設置有上導向軸(1-6)和下導向軸(1-7)，它們裝在兩個支撐板(1-5)之間且分別處於上下方位，所述第一鋼絲繩(1-20)經由這兩個導向軸完成第一組件與第二組件、第四組件與第五組件之間的套設。
3.如權利要求1或2所述的假肢手驅動機構，其特徵在於，所述第二組件和第四組件中的第一動滑輪支撐塊(1-10)均可滑動地套設在光杆導軌(1-8)上，所述光杆導軌(1-8)由壓塊(1-12)固定在底板(1-9)上。
4.如權利要求1-3任意一項所述的假肢手驅動機構，其特徵在於，所述第二組件和第四組件中的第二定滑輪(1-13)均通過套筒安裝在第二轉軸(1-14)上，所述第二轉軸(1-14)裝在支撐板(1-5)之間並與所述第一轉軸(1-4)彼此平行。
5.如權利要求1-4任意一項所述的假肢手驅動機構，其特徵在於，所述第三組件中的第二動滑輪支撐塊(1-16)吊在豎直設置的彈簧(1-17)上。
6.如權利要求1-5任意一項所述的假肢手驅動機構，其特徵在於，對於所述第一組件和第五組件而言，其中的凸輪(1-3)的半徑優選按照以下公式來設定，並且第一定滑輪(1-2)的半徑被設定對應等於凸輪的基圓半徑:
7.如權利要求6所述的假肢手驅動機構，其特徵在於，所述傳動系統的滑輪組單元的數量為5至11個。`
【文檔編號】A61F2/70GK103876866SQ201310337880
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2013年8月6日
【發明者】熊蔡華, 陳文斌, 張喬飛, 毛鏐 申請人:華中科技大學