一種新型人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工手的傳動機(jī)構(gòu)，具體地說，涉及一種新型人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外學(xué)者對肌電控制假手方面研宄很多，并取得了一定的成果，其典型代表為德國OttoBack公司，其研制的SUVA肌電假手是單自由度三手指假手sll，其控制系統(tǒng)包括兩路EMG信號處理部分，激勵系統(tǒng)和位置控制系統(tǒng)；日本Kobe大學(xué)KnezoAkazwaa等人研制了一種新型肌電控制仿生Kobe手，能模仿人手的神經(jīng)肌肉控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，使肌電手通過手指運動的位置控制系統(tǒng)、力反饋和可變增益來響應(yīng)神經(jīng)肌肉控制系統(tǒng)發(fā)出的指令(A.Cranny, D.P.J.Cotton, P.H.Chappell, S.P.Beeby, N.M.White.厚膜力滑動傳感器假手.Sensors and Actuators.A 123 - 124 (2005) 162 - 171:R.G.E.Clement, K.E.Bugler, C.ff.0liver.仿生假手:對現(xiàn)有技術(shù)的回顧和未來的展望.The surgeon9(2011)336-340) ο國內(nèi)的研宄，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)的實時控制假手(“基于DSP的三自由度肌電假手實時控制方法”，航空學(xué)報，2007，28 (5):1257-1261);清華大學(xué)的自適應(yīng)能力的自動切換增力機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)采用離合器來實現(xiàn)切換速度的功能，但其存在兩個明顯的不足，首先離合器的彈簧不好確定，彈力較大撥叉不容易撥動滾柱，反之不能保證足夠的壓緊力，從而引起動作遲緩甚至動作失?。黄浯螡L柱與外圈的接觸過程存在剛性沖擊，產(chǎn)生了振動和噪聲，對使用者而言沒有達(dá)到理想的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服其假手傳動可靠性較差、反應(yīng)時間較長、動作遲緩的問題，本發(fā)明提出一種新型人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括行星輪機(jī)構(gòu)、切換機(jī)構(gòu)、人工手、不完全齒輪、蝸輪、蝸桿、手夾，其特點是:所述行星輪機(jī)構(gòu)包括雙聯(lián)行星齒輪、小傳動比行星齒輪機(jī)構(gòu)、第一輸出軸、輸入軸、第二太陽輪、行星輪、第一太陽輪、第一內(nèi)齒輪、行星架、電動機(jī)、第一雙聯(lián)齒輪、第二雙聯(lián)齒輪、高速套筒、低速套筒，電動機(jī)與第一輸出軸通過聯(lián)軸器連接，第一輸出軸與小傳動比行星齒輪機(jī)構(gòu)的第二太陽輪配合，帶動行星輪轉(zhuǎn)動，第一太陽輪與輸入軸固連，第一內(nèi)齒輪固定在人工手殼體上，輸入軸與高速套筒固連，行星架與低速套筒固連，且與輸入軸連接，第一太陽輪帶動行星架轉(zhuǎn)動，雙聯(lián)行星齒輪的第二雙聯(lián)齒輪與第一太陽輪嚙合，雙聯(lián)行星齒輪的第一雙聯(lián)齒輪與第一內(nèi)齒輪嚙合；小傳動比行星齒輪機(jī)構(gòu)與手夾固連；
[0005]所述切換機(jī)構(gòu)包括切換器A、切換器B、銷柱A、銷柱B、摩擦塊、彈簧、外套筒、滾輪、弧形推桿、導(dǎo)向柱、扭簧、套筒凹齒槽、撥叉、第二輸出軸，切換器A與切換器B結(jié)構(gòu)相同，切換器A的外套筒與高速套筒固連，切換器B的外套筒與低速套筒固連，第二輸出軸與滾輪通過軸孔配合固連；摩擦塊由多個扇形塊組成，摩擦塊固連在滾輪的滑行槽內(nèi)，彈簧安裝在滾輪上定位孔內(nèi)，彈簧另一端連接在摩擦塊上，導(dǎo)向柱固定在滾輪上，撥叉通過銷柱B與滾輪連接，撥叉兩端有U型槽與導(dǎo)向柱配合，導(dǎo)向柱在在U型槽內(nèi)滑動；扭簧一端與輸出軸固連，另一端與銷柱B連接，弧形推桿一端與滾輪上的銷柱A連接，且與摩擦塊底端的銷柱連接成轉(zhuǎn)動副，弧形推桿另一端的滾輪與撥叉的拱形工作面接觸，在彈簧與弧形推桿的作用下摩擦塊沿滑行槽上下滑動，摩擦塊的凸形齒與外套筒的套筒凹齒槽配合，切換器A接合，摩擦塊的凸形齒與外套筒的套筒凹齒槽分離，切換器B脫開；切換機(jī)構(gòu)通過第二輸出軸與蝸桿、蝸輪和不完全齒輪配合，帶動人工手開合。
[0006]所述摩擦塊采用橡膠材料，摩擦系數(shù)為0.7?0.9。
[0007]有益效果
[0008]本發(fā)明提出的新型人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)，采用雙聯(lián)行星輪傳動，在滿足傳動比要求的前提下最大限度的縮小體積，減小占用空間；同時增大了嚙合重合度，提高了效率，減少了噪音。采用由切換器A和切換器B組成的切換機(jī)構(gòu)，首先，切換器的摩擦塊頂端采用分散的七個扇形塊來保證由于制造，安裝和使用過程中的磨損后仍然能夠與套筒完全配合，實現(xiàn)了較高的可靠性；其次扇形塊頂端的齒形凸起采用特制橡膠材料在增大與套筒凹齒槽的摩擦系數(shù)的同時，摩擦系數(shù)為0.7?0.9，也由于其自身可塑性使其完全貼合齒形凹槽增大了摩擦受力面積，提高了摩擦效率；最后使用橡膠材料，減輕構(gòu)件的重量、減小了接觸時的振動與沖擊，降低了噪聲；從而實現(xiàn)了較好的柔性傳動的功能。采用的弧形推桿很好的融合了杠桿原理，采用較小的力就可推動摩擦塊，并使其與套筒緊密結(jié)合具有很好的作用效果，提高了反應(yīng)靈敏度和反應(yīng)效率；其次弧形端通過使用小滾輪與撥叉的工作面接觸，用滾動代替滑動，減小了接觸面的摩擦力，提高了效率。使得傳動機(jī)構(gòu)連續(xù)、可靠、敏捷、效率高。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種新型人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0010]圖1為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的切換器A剖面圖。
[0012]圖3為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的切換器B剖面圖。
[0013]圖4為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的切換器示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明的摩擦塊凸形齒與外套筒內(nèi)凹齒槽分離示意圖。
[0015]圖6為本發(fā)明的摩擦塊凸形齒與外套筒內(nèi)凹齒槽接合示意圖。
[0016]圖7為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的切換器A接合示意圖。
[0017]圖8為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的切換器B脫開示意圖。
[0018]圖9為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的切換器A脫開示意圖。
[0019]圖10為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的切換器B接合示意圖。
[0020]圖11為本發(fā)明人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)的傳動示意圖。
[0021]圖中:
[0022]1.人工手2.不完全齒輪3.蝸輪4.蝸桿5.螺釘6.撥叉7.高速套筒8.低速套筒9.第一內(nèi)齒輪10.第一雙聯(lián)齒輪11.第二雙聯(lián)齒輪12.行星架13.第一太陽輪14.手夾15.電動機(jī)16.螺栓17.限位環(huán)18.第二內(nèi)齒輪19.行星輪20.鍵A 21.第二太陽輪22.螺孔23.鍵24.套筒凹齒槽25.摩擦塊26.銷柱A 27.銷柱B 28.扭簧29.彈簧30.滑行槽31.軸孔32.U型槽33.導(dǎo)向柱34.弧形推桿35.外套筒36.滾輪37.第一輸出軸38.輸入軸39.小傳動比行星齒輪機(jī)構(gòu)40.雙聯(lián)行星齒輪41.切換器A42.切換器B43.第二輸出軸
【具體實施方式】
[0023]本實施例是一種新型人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)。
[0024]參閱圖1?圖11，人工手柔性傳動操縱機(jī)構(gòu)由行星輪機(jī)構(gòu)、切換機(jī)構(gòu)、人工手、手夾組成。通過大腦產(chǎn)生的肌電控制信號傳遞給電動機(jī)的控制電路，控制電路輸出控制信號給電動機(jī)后，電動機(jī)開始工作，通過輸出軸將轉(zhuǎn)速輸出到行星輪機(jī)構(gòu)。行星輪機(jī)構(gòu)包括雙聯(lián)行星齒輪40、小傳動比行星齒輪機(jī)構(gòu)39、第一輸出軸37、輸入軸38、第二太陽輪21、行星輪19、第一太陽輪13、第一內(nèi)齒輪9、行星架12、電動機(jī)15、第一雙聯(lián)齒輪10、第二雙聯(lián)齒輪
11、高速套筒7、低速套筒8 ;電動機(jī)15與第一輸出軸37通過聯(lián)軸器連接，第一輸出軸37與小傳動比行星齒輪機(jī)