一种仿生手拇指装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种仿生手拇指装置，涉及仿生假肢领域，包括拇指单元、换向单元、传动单元、內掌子块、外掌子块、传动绳索；所述拇指单元与所述换向单元的第一端连接，所述换向单元的第二端与所述內掌子块固定连接，所述传动单元与所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述传动绳索贯穿于所述拇指单元、所述换向单元、所述传动单元、所述內掌子块和所述外掌子块。本发明专利技术能够实现屈曲伸展和对掌功能，配合仿生手四指实现抓握、捏取等日常常用动作，且成本低、质量轻和实用性强，从而提高假手的仿人性以及灵巧性，满足实际情况的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生手拇指装置
本专利技术涉及仿生假肢领域，尤其涉及一种仿生手拇指装置。
技术介绍
我国的肢体残疾患者数量庞大。据2006年全国第二次残疾人口抽样调查，残疾人口占总人口的比例为6.34％；其中主要的残疾类别便是肢体残疾，大约有2412万人。人手经过数百万年的进化，具有高度的灵巧性和卓越的操作性能。手是人体最为重要的肢体部位之一，人们的各种日常活动均离不开手。因意外伤害和疾病导致的肢体残缺，不仅影响外表的美观，而且会严重影响患者的生活质量。研究发现，穿戴假手的日常行为中，日常生活的力量抓握占35％、精捏占30％，侧捏占20％，其他动作如食指伸、钩状抓握等也应用较多。因此，研发一款的与人手功能相近的假肢，不仅具有迫切的市场需求，而且具有重大的现实意义。拇指在手的功能中占极其重要的地位，运动功能占整个手功能的18％，对掌运动功能占60％；其中，对掌运动，是指拇指尖的掌面和其他各指的掌面相接触的运动。对掌运动功能是人类在长期的生产过程中进化出的特有能力，使人手能够执行复杂的捏取动作以及使手掌适应具有复杂曲面的被操作对象。拇指的对掌运动是一个多关节、多肌肉的复杂协作运动，主要由拇指的外展、旋前、屈曲即桡偏组成。充分的拇指对掌功能要求拇指有充分的外展，同时产生旋前运动。现有的大部分假手尚未充分实现对掌功能，难以执行复杂的捏取动作。对于肢体残缺患者，若假手的仿人性和灵活性达不到患者心中预想，会严重影响患者穿戴的舒适感，降低假手的使用效率。因此，本领域的技术人员致力于开发一种仿生手拇指装置，能够实现屈曲伸展和对掌功能，且成本低、质量轻和实用性强，从而提高假手的仿人性以及灵巧性，满足实际情况的需要。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何充分实现屈曲伸展和对掌功能，且成本低、质量轻和实用性强，从而提高假手的仿人性以及灵巧性，满足实际情况的需要的一种仿生手拇指装置。为实现上述目的，本专利技术提供了一种仿生手拇指装置，包括拇指单元、换向单元、传动单元、內掌子块、外掌子块、传动绳索；所述拇指单元与所述换向单元的第一端连接，所述换向单元的第二端与所述內掌子块固定连接，所述传动单元与所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述传动绳索贯穿于所述拇指单元、所述换向单元、所述传动单元、所述內掌子块和所述外掌子块。进一步地，所述拇指单元与所述换向单元的第一端铰链连接。进一步地，所述拇指单元包括掌骨关节、中指关节和远指关节；所述掌骨关节的第一端与所述换向单元的第一端连接，所述掌骨关节的第二端与所述中指关节的第一端连接；所述中指关节的第二端与所述远指关节的第一端连接。进一步地，所述掌骨关节的第一端与所述换向单元的第一端通过铰链连接，所述掌骨关节的第二端与所述中指关节的第一端通过铰链连接；所述中指关节的第二端与所述远指关节的第一端通过铰链连接。进一步地，所述拇指单元还包括绕线滑轮和平角弹簧；所述绕线滑轮与所述中指关节铰链连接，所述平角弹簧与所述绕线滑轮同轴，且所述平角弹簧安装于所述绕线滑轮；所述绕线滑轮被配置为改变所述传动绳索在所述拇指单元的走向。进一步地，所述换向单元包括转换体、换向轮和转动柱；所述转换体与所述內掌子块连接，所述换向轮与所述转换体连接，所述转动柱与所述拇指单元连接，所述转动柱和所述换向轮同轴设置。进一步地，所述换向单元还包括复位弹簧和第一滑轮；所述复位弹簧与所述转动柱和所述换向轮同轴线地连接；所述第一滑轮所述內掌子块铰链连接；所述第一滑轮被配置为改变所述传动绳索在所述换向单元的走向。进一步地，所述转换体与所述內掌子块通过铰链连接，所述换向轮与所述转换体通过铰链连接，所述转动柱与所述拇指单元通过铰链连接。进一步地，所述传动单元包括屈曲组件、位姿组件和连接件；所述屈曲组件被配置为通过所述传动绳索使所述拇指单元屈曲或屈曲复位；所述位姿组件被配置为通过所述传动绳索使所述拇指单元对掌或对掌复位；所述连接件连接所述屈曲组件和所述位姿组件；所述屈曲组件和所述位姿组件均与所述内掌子块固定连接。进一步地，所述屈曲组件包括屈曲舵机、屈曲舵轮和屈曲舵盘；所述屈曲舵轮与所述屈曲舵盘固定连接，所述屈曲舵盘与所述屈曲舵机固定连接，所述屈曲舵机还与所述內掌子块固定连接；所述位姿组件包括位姿舵机、位姿舵盘、位姿舵轮；所述位姿舵轮与所述位姿舵盘固定连接，所述位姿舵盘与所述位姿舵机固定连接，所述位姿舵机与所述內掌子块固定连接。相对于现有技术，本专利技术设置两个舵机作为动力源，配合传动绳索和换相单元，解耦位姿控制与屈曲控制，经过拇指单元实现假手拇指的屈曲伸展和对掌运动；配合仿生手四指实现抓握、捏取等日常常用动作，提高假手的灵活性和仿人性，并同时改善残疾患者穿戴假手的舒适度，提高假手的使用率。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的仿生手拇指装置总体结构图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的拇指单元总体示意图；图3是图2所示拇指单元A-A阶梯剖面示意图；图4是本专利技术的一个较佳实施例的换向单元总体示意图；图5是图4所示换向单元B-B剖面示意图；图6是本专利技术的一个较佳实施例的传动单元总体示意图；图7是本专利技术的一个较佳实施例的仿生手拇指装置的位姿绳索走线示意图；图8是本专利技术的一个较佳实施例的內掌子块总体结构示意图。附图标记说明：1000-拇指单元，1001-绕线滑轮，1002-第二压线轴承，1003-第三正线槽，1004-第二弹簧槽，1005-第二正线槽，1006-第一弹簧槽，1007-第一返线槽，1008-第一压线轴承，1009-第一正线槽，1010-掌骨关节，1011-拇指绳索，1012-中指关节，1013-线柱，1014-远指关节，1015-第三返线槽，1016-第二返线槽，1017-复位槽，1018-线端；2000-换向单元，2001-转换体，2002-换向轮，2003-转动柱，2004-过度沟，2005-线钩，2006-弧形槽，2007-半月环，2008-复位弹簧，2009-顶孔，2010-通线孔，2011-线尾，2012-尾孔，2013-屈曲绳索，2014-第一滑轮，2015-线头；3000-传动单元，3001-直角弹簧，3002-屈曲舵机，3003-屈曲舵轮，3004-屈曲舵盘，3005-位姿舵机，3006-位姿舵盘，3007-位姿舵轮，3008-连接件，3009-摆轮，3010-位姿绳索；4000-内掌子块，4001-尾柱，4002-顶座，4003-第一支柱，4005-第二支柱，4004第三支柱，4006-挡块；5000-外掌子块。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生手拇指装置，其特征在于，包括拇指单元、换向单元、传动单元、內掌子块、外掌子块、传动绳索；所述拇指单元与所述换向单元的第一端连接，所述换向单元的第二端与所述內掌子块固定连接，所述传动单元与所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述传动绳索贯穿于所述拇指单元、所述换向单元、所述传动单元、所述內掌子块和所述外掌子块。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生手拇指装置，其特征在于，包括拇指单元、换向单元、传动单元、內掌子块、外掌子块、传动绳索；所述拇指单元与所述换向单元的第一端连接，所述换向单元的第二端与所述內掌子块固定连接，所述传动单元与所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述內掌子块和所述外掌子块固定连接，所述传动绳索贯穿于所述拇指单元、所述换向单元、所述传动单元、所述內掌子块和所述外掌子块。


2.如权利要求1所述的仿生手拇指装置，其特征在于，所述拇指单元与所述换向单元的第一端铰链连接。


3.如权利要求1所述的仿生手拇指装置，其特征在于，所述拇指单元包括掌骨关节、中指关节和远指关节；所述掌骨关节的第一端与所述换向单元的第一端连接，所述掌骨关节的第二端与所述中指关节的第一端连接；所述中指关节的第二端与所述远指关节的第一端连接。


4.如权利要求3所述的仿生手拇指装置，其特征在于，所述掌骨关节的第一端与所述换向单元的第一端通过铰链连接，所述掌骨关节的第二端与所述中指关节的第一端通过铰链连接；所述中指关节的第二端与所述远指关节的第一端通过铰链连接。


5.如权利要求3所述的仿生手拇指装置，其特征在于，所述拇指单元还包括绕线滑轮和平角弹簧；所述绕线滑轮与所述中指关节铰链连接，所述平角弹簧与所述绕线滑轮同轴，且所述平角弹簧安装于所述绕线滑轮；所述绕线滑轮被配置为改变所述传动绳索在所述拇指单元的走向。


6.如权利要求1所述的仿生手拇指装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石萍，方开心，许朋，孟巧玲，喻洪流，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31