實(shí)用有感覺的假手的制作方法
【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)，用傳感器檢測此關(guān)節(jié)的受力變化，用于控制人工感覺剌激器，向人體輸入人工感覺信號，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，第一級是弱彈性，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)生信號并輸入微處理器，從而控制人工感覺刺激器產(chǎn)生振動(dòng)或電刺激信號輸入人體，產(chǎn)生人工觸覺信號。采用了該結(jié)構(gòu)的實(shí)用有感覺的假手，第二級緩沖裝置使握力經(jīng)緩沖后不會突然增加，對傳感器壓力也逐漸增加，產(chǎn)生握力變化信號輸入微處理器，控制人工感覺刺激器產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)或電刺激信號或視覺信號輸入人體，從而使用者感知握力并更準(zhǔn)確地控制握力大小。
【專利說明】實(shí)用有感覺的假手
【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)用有感覺的假手。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外對假肢的人工感覺仍處于研究階段，沒有成為可實(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，感覺傳感器的信號并未傳輸給人體，是假手自動(dòng)完成的控制過程，不是按人的意圖作出的反應(yīng)。
[0003]研發(fā)假手感覺信號傳輸給人體的實(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)靈敏度就會降低，要達(dá)到較大握力才能起作用。第二個(gè)問題是如果假手感覺傳感器裝在指端，例如德國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)問題是人體接收到人工感覺刺激器傳來的人工感覺信號后，作出判別和反應(yīng)，調(diào)節(jié)控制假肢的肌電信號強(qiáng)度需要一點(diǎn)時(shí)間，沒有像真手那么快，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)用有感覺的假手。
[0005]該實(shí)用有感覺的假手，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，所述的假手還設(shè)置有傳感器和人工感覺刺激器，所述的傳感器檢測所述的柔性關(guān)節(jié)的受力變化，所述的人工感覺剌激器根據(jù)所述的傳感器的檢測值向人體輸入相應(yīng)的假手觸覺和握力信號。
[0006]該實(shí)用有感覺的假手中的柔性關(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度，時(shí)間延長，使用者有時(shí)間判別人工感覺信號，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緩沖裝置，所述的假手指指部抓握開始碰觸物體時(shí)，克服所述的第一級緩沖裝置的彈力，觸發(fā)所述的傳感器產(chǎn)生信號，所述的傳感器通過微處理器控制所述的人工感覺刺激器產(chǎn)生代表觸覺的振動(dòng)、電刺激信號或者視覺信號，所述的振動(dòng)、電刺激信號或者視覺信號通過殘肢皮膚輸入人體。
[0008]該實(shí)用有感覺的假手中的緩沖裝置還包括第二級緩沖裝置，該第二級緩沖裝置的彈性大于所述的第一級緩沖裝置的彈性，所述的第二級緩沖裝置根據(jù)所述的傳感器的檢測值將相應(yīng)的信號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刺激器，所述的人工感覺刺激器將代表假手握力相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)、電刺激信號或者視覺信號通過殘肢皮膚輸入人體。
[0009]該實(shí)用有感覺的假 手中的二級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)用有感覺的假手中的第一級緩沖裝置和所述的第二級緩沖裝置與同一個(gè)傳感器連接；或者，所述的第一級緩沖裝置和所述的第二級緩沖裝置各自與一個(gè)傳感器連接。
[0011]該實(shí)用有感覺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)用有感覺的假手中的第一級緩沖裝置或所述的第二級緩沖裝置的一種設(shè)置于所述的假手；或者，所述的第一級緩沖裝置和所述的第二級緩沖裝置均設(shè)置于所述的假手。
[0013]該實(shí)用有感覺的假手包括多個(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)，用傳感器檢測此關(guān)節(jié)的受力變化，用于控制人工感覺剌激器，向人體輸入人工感覺信號。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，第一級是弱彈性，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)生信號并輸入微處理器，從而控制人工感覺刺激器產(chǎn)生振動(dòng)或電刺激信號輸入人體，產(chǎn)生人工觸覺信號，第二級使握力經(jīng)緩沖后不會突然增加，而是逐漸增加，對傳感器壓力也逐漸增加，產(chǎn)生的握力變化信號輸入微處理器，人工感覺刺激器產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)或電刺激信號輸入人體，從而使用者感知握力并更準(zhǔn)確地控制握力大小，這兩種人工感覺也可用視覺信號輸入人體，包括采用指示燈、光柱、數(shù)字、圖像信號等各種方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的假手結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號說明如下:
[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)說明。
[0030]該實(shí)用有感覺的假手，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檢測柔性關(guān)節(jié)2的受力變化，并控制人工感覺刺激器11，通過殘肢皮膚12向人體輸送人工感覺信號，假手指指部I和假手指根部3之間設(shè)置有兩級緩沖裝置。
[0031]第一級緩沖裝置為拉簧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)，第一級緩沖裝置彈性很弱，弱于第二級緩沖裝置，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，所獲得的信號通過微處理器控制控制人工感覺剌激器11，產(chǎn)生觸覺信號剌激殘肢皮膚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)置有第二級緩沖裝置，且第二級緩沖裝置根據(jù)傳感器的檢測值將相應(yīng)的信號輸入微處理器9，微處理器9控制人工感覺刺激器11，人工感覺刺激器11將代表假手握力相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)、電刺激信號或者視覺信號通過殘肢皮膚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的下端對應(yīng)于所述的壓力傳感器5，第二級緩沖彈簧7的彈性較強(qiáng)，隨著握力增加，傳感器檢出的信號產(chǎn)生相應(yīng)變化，通過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，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，使用者有時(shí)間通過調(diào)節(jié)肌電控制信號或其他控制信號，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，而壓簧完全伸長時(shí)，活塞正好伸出到極限位置。
[0035]微處理器9通過驅(qū)動(dòng)電路10與人工感覺刺激器11相連接，且微處理器9與壓力傳感器5相連接，人工感覺刺激器11與殘肢皮膚12相接觸；傳感器5將信號發(fā)送至微處理器9，微處理器9對信號進(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)人工感覺刺激器11，人工感覺刺激器11對殘肢皮膚12發(fā)送振動(dòng)信號、電刺激信號或者視覺信號。
[0036]第一級緩沖裝置和第二級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]第一級緩沖裝置或第二級緩沖裝置中的一種設(shè)置于所述的假手；或者，第一級緩沖裝置和第二級緩沖裝置均設(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)，用傳感器檢測此關(guān)節(jié)的受力變化，用于控制人工感覺剌激器，向人體輸入人工感覺信號。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，第一級是弱彈性，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)生信號并輸入微處理器，從而控制人工感覺刺激器產(chǎn)生振動(dòng)或電刺激信號輸入人體，產(chǎn)生人工觸覺信號，第二級使握力經(jīng)緩沖后不會突然增加，而是逐漸增加，對傳感器壓力也逐漸增加，產(chǎn)生的握力變化信號輸入微處理器，人工感覺刺激器產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)或電刺激信號輸入人體，從而使用者感知握力并更準(zhǔn)確地控制握力大小，這兩種人工感覺也可用視覺信號輸入人體，包括采用指示燈、光柱、數(shù)字、圖像信號等各種方式。
[0040]在此說明書中，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，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。·
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)用有感覺的假手，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，所述的假手還設(shè)置有傳感器和人工感覺刺激器，所述的柔性關(guān)節(jié)的傳感器用于檢測該柔性關(guān)節(jié)的受力變化，所述的人工感覺剌激器根據(jù)所述的傳感器的檢測值向人體輸入相應(yīng)的假手觸覺和握力信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)用有感覺的假手，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)克服所述的第一級緩沖裝置的彈力時(shí)，觸發(fā)所述的傳感器產(chǎn)生信號，所述的傳感器通過微處理器控制所述的人工感覺刺激器產(chǎn)生代表觸覺的振動(dòng)或者電刺激信號，所述的振動(dòng)、電刺激信號或者視覺信號通過殘肢皮膚輸入人體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)用有感覺的假手，其特征在于，所述的緩沖裝置包括第二級緩沖裝置，所述的第二級緩沖裝置根據(jù)所述的傳感器的檢測值將相應(yīng)的信號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刺激器，所述的人工感覺刺激器將代表假手握力相應(yīng)強(qiáng)度的振動(dòng)、電刺激信號或者視覺信號通過殘肢皮膚輸入人體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)用有感覺的假手，其特征在于，所述的第一級緩沖裝置和所述的第二級緩沖裝置與同一個(gè)傳感器連接；或者，所述的第一級緩沖裝置和所述的第二級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)用有感覺的假手，其特征在于，所述的第一級緩沖裝置或所述的第二級緩沖裝置中的一種設(shè)置于所述的假手；或者，所述的第一級緩沖裝置和所述的第二級緩沖裝置均設(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】A61F2/54GK103720528SQ201410039964
【公開日】2014年4月16日 申請日期: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 申請人:上?？粕僦邢薰?br>