一种智能仿生假肢手制造技术

本发明专利技术公开了一种智能仿生假肢手，包括手掌组件和手指组件，手指组件中至少包括拇指组件和食指组件，手掌组件包括壳体和驱动装置，壳体内形成一腔室，驱动装置设置于腔室内，手掌组件中还设有与驱动装置电性连接的电路板，驱动装置为直线电机，其与壳体上端连接的手指组件中的各手指形成独立驱动连接；拇指组件包括拇指上关节和拇指下关节，拇指上关节与拇指下关节通过转轴形成旋转连接，拇指上关节的下端呈圆弧状，其圆弧状端面处设有多个锯齿结构，与拇指上关节的圆弧状端面相对应的拇指下关节端面处设有弹性顶起机构，顶起机构与锯齿结构相配合，手动控制拇指上关节的弯曲角度。本发明专利技术实现了假肢手的精准抓捏，适应抓取的物体大小范围更广。体大小范围更广。体大小范围更广。

【技术实现步骤摘要】
一种智能仿生假肢手


[0001]本专利技术涉及仿生手
，具体涉及一种智能仿生假肢手。

技术介绍

[0002]智能假肢手的控制大多采用肌电控制方式，利用微小的肌电电位差信号作为控制和操纵肌电假肢各种功能的初始信号，实现控制假肢手的张开、关闭等动作。
[0003]现有的智能假肢手驱动方式主要采用齿轮复杂的齿轮组传动结构实现手部的各种动作，虽然具有较高的控制精确度，但同时会带有故障率居高不下，重量大、成本高的问题，不利于假肢手的推广应用。
[0004]中国专利文献CN110731839A公开了一种假肢手，其采用无名指、小指和中指采用同一电机驱动，虽然减少了驱动电机的数量，有利于减少手掌的尺寸和重量，但是其电路板设置在旋转腕中，增加了旋转腕的尺寸，进而增加了整个手的高度。同时三个手指共用同一驱动电机，各手指自由度少，不便于对较为精细的物品进行精确抓取，适合抓取的物体范围相对较窄。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的以上不足，本专利技术提供了一种智能仿生假肢手，各手指采用独立控制，通过彼此配合具有较高的抓捏自由度，可以适用于不同大小物体的抓捏，抓捏精准度更高。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种智能仿生假肢手，包括手掌组件和手指组件，所述手指组件中至少包括拇指组件和食指组件，所述手掌组件包括壳体和驱动装置，所述壳体内形成一腔室，所述驱动装置设置于所述腔室内，所述手掌组件中还设有与所述驱动装置电性连接的电路板，所述驱动装置为直线电机，其与所述壳体上端连接的手指组件中的各手指形成独立驱动连接；
[0008]所述拇指组件包括拇指上关节和拇指下关节，所述拇指上关节与所述拇指下关节通过转轴形成旋转连接，所述拇指上关节的下端呈圆弧状，其圆弧状端面处设有多个锯齿结构，与所述拇指上关节的圆弧状端面相对应的所述拇指下关节端面处设有弹性顶起机构，所述顶起机构与所述锯齿结构相配合，手动控制所述拇指上关节的弯曲角度。
[0009]进一步地，所述手指组件为欠驱动结构，包括拇指组件、食指组件、中指组件、小指组件和无名指组件，所述驱动装置包括第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机和第五直线电机，所述的第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机和第五直线电机分别与所述的拇指组件、食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件形成一一对应驱动连接，各所述直线电机对应驱动所述食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件进行弯曲和伸展动作。
[0010]优选地，所述的拇指组件、食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件的指尖部位分别套装有橡胶指套。
[0011]更进一步地，所述拇指组件的橡胶指套表面和所述食指组件的橡胶指套表面分别设有耐磨纹理。
[0012]所述拇指上关节下端设有三个及以上个锯齿结构，所述拇指下关节的端部成型一凹槽；所述顶起机构包括带有凸起的固定块和弹簧，所述固定块设置于所述凹槽中，且可沿所述凹槽的内壁前后滑动，所述弹簧设置于所述凹槽底部与所述固定块之间；推动所述拇指上关节沿着所述转轴旋转时，所述弹簧受到挤压，所述固定块上的凸起从相邻的两所述锯齿结构之间滑出，所述弹簧逐渐复位，所述固定块上的凸起滑入另一相邻的两所述锯齿结构之间。
[0013]所述手掌组件的壳体背部设有控制面板，所述控制面板与所述电路板电性连接，用于控制所述手指组件的抓取模式。
[0014]所述壳体的下端还固定一旋转腕，所述旋转腕包括圆筒形支座和旋转体，所述圆筒形支座的两端开口，所述旋转体设置于所述圆筒形支座的一端开口位置，且与所述圆筒形支座的内侧面形成相对旋转连接；所述旋转体的中部设有电滑环，所述电滑环与所述电路板之间通过连接导线电性连接。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]A.本专利技术在壳体中设置了与手掌组件上的各个手指组件一一对应形成独立驱动连接的驱动装置，驱动装置采用线性电机，使每根手指组件都能产生快速的独立响应，具有人手指的真实抓捏等功能，同时在拇指组件上还设置了被动控制拇指上关节弯曲角度的结构，使拇指组件可以产生更多位置的自由度，与其它手指组件配合形成了多种抓取角度和抓取力度模式，适应抓捏的物体尺寸范围更广。
[0017]B.本专利技术中的拇指组件、食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件分别对应一个直线电机，其中的食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件均采用欠驱动结构，直线电机驱动四根手指完成伸展和弯曲抓捏动作，第一直线电机驱动拇指组件做直线伸缩动作时，配合可以被动弯曲的拇指组件，可以实现四个手指中的一个或几个与拇指组件形成配合，通过在控制面板上进行操作，采用控制不同手指的驱动模式，可以实现2指捏取、3指捏取、5指抓取，并可以做不同的手势等，操作更加灵活，实现更多自由度的物体抓捏动作。
[0018]C.本专利技术在各个手指组件的指尖部位分别套装橡胶指套，防滑效果好，使抓取更容易，尤其是在拇指指尖和食指指尖的橡胶套表面做出纹理结构，增大了与接触物体的摩擦力，更容易做到精准抓取物体。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术所提供的假肢手整体结构示意图；
[0021]图2是图1所示手掌组件剖开后的示意图；
[0022]图3是图1所示的手掌组件的背部示意图；
[0023]图4是图1所示的食指组件与驱动装置的连接结构示意图；
[0024]图5是图1所示的拇指组件中拇指下关节剖开后的结构示意图；
[0025]图6是图1所示的旋转腕剖视图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
手掌组件
[0028]11
‑
壳体
[0029]12
‑
驱动装置
[0030]121
‑
第一直线电机，122
‑
第二直线电机，123
‑
第三直线电机
[0031]124
‑
第四直线电机，125
‑
第五直线电机
[0032]13
‑
电路板，14
‑
控制面板，141
‑
模式切换按钮
[0033]2‑
手指组件
[0034]21
‑
拇指组件
[0035]211
‑
拇指上关节，2111
‑
锯齿结构
[0036]212
‑
拇指下关节
[0037]2121
‑
顶起机构，21211
‑
固定块，21212
‑
弹簧
[0038]2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能仿生假肢手，包括手掌组件(1)和手指组件(2)，所述手指组件(2)中至少包括拇指组件(21)和食指组件(22)，所述手掌组件(1)包括壳体(11)和驱动装置(12)，所述壳体(11)内形成一腔室，所述驱动装置(12)设置于所述腔室内，其特征在于，所述手掌组件(1)中还设有与所述驱动装置(12)电性连接的电路板(13)，所述驱动装置(13)为直线电机，其与所述壳体(11)上端连接的手指组件(2)中的各手指形成独立驱动连接；所述拇指组件(21)包括拇指上关节(211)和拇指下关节(212)，所述拇指上关节(211)与所述拇指下关节(212)通过转轴(213)形成旋转连接，所述拇指上关节(211)的下端呈圆弧状，其圆弧状端面处设有多个锯齿结构(2111)，与所述拇指上关节(211)的圆弧状端面相对应的所述拇指下关节(212)端面处设有弹性顶起机构(2121)，所述顶起机构(2121)与所述锯齿结构(2111)相配合，手动控制所述拇指上关节(211)的弯曲角度。2.根据权利要求1所述的智能仿生假肢手，其特征在于，所述手指组件(2)为欠驱动结构，其包括拇指组件(21)、食指组件(22)、中指组件(23)、无名指组件(24)和小指组件(25)，所述驱动装置(12)包括第一直线电机(121)、第二直线电机(122)、第三直线电机(123)、第四直线电机(124)和第五直线电机(125)，所述的第一直线电机(121)、第二直线电机(122)、第三直线电机(123)、第四直线电机(124)和第五直线电机(125)分别与所述的拇指组件(21)、食指组件(22)、中指组件(23)、无名指组件(24)和小指组件(25)形成一一对应驱动连接，各所述直线电机对应驱动所述食指组件(22)、中指组件(23)、无名指组件(24)和小指组件(25)进行弯曲和伸展动作。3.根据权利要求2所述的智能仿生假肢手，其特征在于，所述的拇指组件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野，胡宾宾，李加良，朱金营，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：