一種少輸入多模式輸出的假肢手驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種少輸入多模式輸出的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，該假肢手驅(qū)動機構(gòu)包括底座和傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)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(cè)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，并且第一動滑輪可滑動地設(shè)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(yīng)設(shè)置有多個鋼絲繩，以便將驅(qū)動傳遞至各個假肢手手指，由此使其發(fā)生彎曲動作。通過本發(fā)明，能夠僅采用少量電機即可實現(xiàn)多模式輸出，復(fù)現(xiàn)人手動態(tài)協(xié)調(diào)規(guī)律，并具備結(jié)構(gòu)緊湊、便于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(qū)動機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種少輸入多模式輸出的假肢手驅(qū)動機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使得假肢手更好地發(fā)揮其功能，除了在功能和感覺上盡量模仿人手之外，還應(yīng)使其外觀和體積上與人手相類似，并具備便于操控等特點。為了達到上述目的，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)引進欠驅(qū)動技術(shù)來減少假肢手所配備的電機數(shù)量，以此方式來適當減少假肢手驅(qū)動機構(gòu)的輸入數(shù)量。
[0003]例如，國防科技大學(xué)研制出一種欠驅(qū)動假肢手，其中通過為假肢手的各個手指相應(yīng)配備電機，并經(jīng)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(yīng)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(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種少輸入多模式輸出的假肢手裝置驅(qū)動機構(gòu)，其目的在于通過對其關(guān)鍵部件的組成及其設(shè)置方式進行設(shè)計，能夠僅采用少量電機即可實現(xiàn)多模式輸出，復(fù)現(xiàn)人手動態(tài)協(xié)調(diào)規(guī)律，并具備結(jié)構(gòu)緊湊、便于操控和抓握動作精確等特點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種少輸入多模式輸出的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，該假肢手驅(qū)動機構(gòu)包括底座、以及安裝在該底座上的傳動系統(tǒng)，其特征在于:`[0006]所述底座由相互對置的兩個側(cè)板、連接在對置側(cè)板之間的兩個支撐板和設(shè)置在底部的底板共同組成，由此形成用于容納及安裝傳動系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)；
[0007]所述傳動系統(tǒng)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(shè)置在支撐板外側(cè)，并分別通過聯(lián)軸器與裝在支撐板之間的兩個第一轉(zhuǎn)軸各自相連；滑輪組單元彼此并行地設(shè)置在兩個支撐板之間，并且對于各個滑輪組單元而言，其整體分布在兩個側(cè)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并形成對稱設(shè)置的形式，其中:
[0008]第一組件和第五組件的結(jié)構(gòu)相同，它們各自包括共同安裝在第一轉(zhuǎn)軸上并隨之一同轉(zhuǎn)動的第一定滑輪和凸輪；第二組件和第四組件的結(jié)構(gòu)相同并處于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，并且第一動滑輪分別通過第一動滑輪支撐塊可滑動地設(shè)置在底板之上；第三組件處于第二組件與第四組件之間上方，并包括通過第二動滑輪支撐塊設(shè)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(shè)有第一鋼絲繩，該第一鋼絲繩的一端固定在第一定滑輪上，并在繞過第一動滑輪后，另一端固定在凸輪上；在第二組件與第四組件之間套設(shè)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，并在繞過配套使用的第二定滑輪后，繼續(xù)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(qū)動對象的各個假肢手手指，由此使其發(fā)生彎曲動作。
[0010]作為進一步優(yōu)選地，在所述第一定滑輪與第一動滑輪之間優(yōu)選還設(shè)置有上導(dǎo)向軸和下導(dǎo)向軸，它們裝在兩個支撐板之間且分別處于上下方位，所述第一鋼絲繩經(jīng)由這兩個導(dǎo)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(shè)。
[0011]作為進一步優(yōu)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(shè)在光桿導(dǎo)軌上，所述光桿導(dǎo)軌由壓塊固定在底板上。
[0012]作為進一步優(yōu)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(zhuǎn)軸上，所述第二轉(zhuǎn)軸裝在支撐板之間并與所述第一轉(zhuǎn)軸彼此平行。
[0013]作為進一步優(yōu)選地，所述第三組件中的第二動滑輪支撐塊吊在豎直設(shè)置的彈簧上。
[0014]作為進一步優(yōu)選地，對于所述第一組件和第五組件而言，其中的凸輪的半徑優(yōu)選按照以下公式來設(shè)定，并且第一定滑輪的半徑被設(shè)定對應(yīng)等于凸輪的基圓半徑:
【權(quán)利要求】
1.一種少輸入多模式輸出的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，該假肢手驅(qū)動機構(gòu)包括底座、以及安裝在該底座上的傳動系統(tǒng)，其特征在于: 所述底座由相互對置的兩個側(cè)板(1-1)、連接在對置側(cè)板之間的兩個支撐板(1-5)和設(shè)置在底部的底板(1-9)共同組成，由此形成用于容納及安裝傳動系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)； 所述傳動系統(tǒng)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(shè)置在支撐板(1-5)外側(cè)，并分別通過聯(lián)軸器(5)與裝在支撐板(1-5)之間的兩個第一轉(zhuǎn)軸(1-4)各自相連；滑輪組單元彼此并行地設(shè)置在兩個支撐板(1-5)之間，并且對于各個滑輪組單元而言，其整體分布在兩個側(cè)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并形成對稱設(shè)置的形式，其中: 第一組件和第五組件的結(jié)構(gòu)相同，它們各自包括共同安裝在第一轉(zhuǎn)軸(1-4)上并隨之一同轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)相同并處于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)，并且第一動滑輪(1-11)分別通過第一動滑輪支撐塊(1-10)可滑動地設(shè)置在底板(1-9)之上；第三組件處于第二組件與第四組件之間上方，并包括通過第二動滑輪支撐塊(1-16)設(shè)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(shè)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，并在繞過第一動滑輪(1-11)后，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(shè)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，并在繞過配套使用的第二定滑輪(1-13)后，繼續(xù)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(qū)動對象的各個假肢手手指，由此使其發(fā)生彎曲動作。
2.如權(quán)利要求1所述的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，在所述第一定滑輪(1-2)與第一動滑輪(1-11)之間優(yōu)選還設(shè)置有上導(dǎo)向軸(1-6)和下導(dǎo)向軸(1-7)，它們裝在兩個支撐板(1-5)之間且分別處于上下方位，所述第一鋼絲繩(1-20)經(jīng)由這兩個導(dǎo)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(shè)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，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(shè)在光桿導(dǎo)軌(1-8)上，所述光桿導(dǎo)軌(1-8)由壓塊(1-12)固定在底板(1-9)上。
4.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，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(zhuǎn)軸(1-14)上，所述第二轉(zhuǎn)軸(1-14)裝在支撐板(1-5)之間并與所述第一轉(zhuǎn)軸(1-4)彼此平行。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，所述第三組件中的第二動滑輪支撐塊(1-16)吊在豎直設(shè)置的彈簧(1-17)上。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，對于所述第一組件和第五組件而言，其中的凸輪(1-3)的半徑優(yōu)選按照以下公式來設(shè)定，并且第一定滑輪(1-2)的半徑被設(shè)定對應(yīng)等于凸輪的基圓半徑:
7.如權(quán)利要求6所述的假肢手驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，所述傳動系統(tǒng)的滑輪組單元的數(shù)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(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】熊蔡華, 陳文斌, 張喬飛, 毛镠 申請人:華中科技大學(xué)