【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仿生假肢，具体涉及一种六杆式的腕离断假肢及设计方法。
技术介绍
1、由于交通事故、身体疾病、自然灾害及意外工伤等种种原因，上肢截肢患者的数量在逐年增高。上肢截瘫患者面临着进食困难、穿衣不便、身体平衡和支撑功能减弱、就业受限等诸多困难，甚至给患者心理及生理乃至家庭社会带来沉重负担。
2、目前常见的腕离断假肢多为装饰性假肢或动力假肢。其中，装饰性腕离断假肢腕关节处不能活动，对日常生活活动的帮助较小。而动力性腕离断假肢需配置电机等动力装置，结构复杂，重量重。
3、同时腕离断假肢病人中有不少患者同时存在肘关节屈曲等功能障碍，目前腕离断假肢较少具有同时耦合肘腕关节功能障碍，辅助患者日常生活活动。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种六杆式的腕离断假肢及设计方法，用于解决上述技术问题。
2、第一方面，提供了一种六杆式的腕离断假肢，包括：上臂套、前臂套、第一杆件、第二杆件、第三杆件、第四杆件及执行件；
3、所述上臂套的一侧和所述前臂套转动连接，所述第一杆件的一端与所述上臂套连接，且另一端与所述第二杆件转动连接；
4、所述第二杆件的中部与所述前臂套连接，且另一端与所述第三杆件转动连接；
5、所述第四杆件安装于所述前臂套上，且所述第四杆件的一端与所述第三杆件的自由端转动连接，所述第四杆件远离所述第三杆件的一端与所述执行件连接。
6、进一步的，所述上臂套和前臂套的外侧均开设有第一调
7、进一步的，所述第一调节孔等间距设置有多个。
8、进一步的，所述前臂套靠近所述第四杆件的外侧还开设有第二调节孔，所述第四杆件的一侧安装有第二安装轴，所述第二安装轴与所述第二调节孔连接。
9、进一步的，所述第四杆件远离所述第三杆件的一端开设有卡槽，所述执行件的一端安装于所述卡槽内。
10、进一步的，所述执行件可以为勺子、叉子或取物钩任意一种。
11、第二方面，提供了一种六杆式的腕离断假肢设计方法，基于前文中任意一项所述的一种六杆式的腕离断假肢，包括以下步骤：
12、步骤s01、构建六杆机构运动简图，计算自由度，并建立六杆机构数学模型；
13、步骤s02、拆解六杆机构为两套四杆机构，并进行分析；
14、步骤s03、建立患者肘关节屈曲角度变化值，六杆机构各构件杆长及执行件模拟的腕关节屈曲角度之间的数学关系；
15、步骤s04、分析上臂套和前臂套的第一调节孔位置变化对六杆机构杆长及执行件模拟的腕关节屈曲角度的数学关系。
16、进一步的，自由度的计算公式，包括：
17、f＝3n-2pl-ph
18、其中，f为自由度，n为活动构件数，pl为低副数，ph为高副数。
19、进一步的，在步骤s03中的数学关系，包括：
20、
21、∠dcb＝∠acb+∠acd
22、
23、θ(t)＝∠ceg-∠feg
24、其中，ab、bc、cd、ad、ec、ef、gf、cg为腕离断假肢六杆机构拆解四杆机构1、2简图中各杆件长度，为肘关节屈曲角度，θ为腕离断假肢的腕关节屈曲角度，∠acb、∠acd、∠ceg、∠feg及∠dcb为腕离断假肢六杆机构拆解四杆机构中计算过渡的结构角，为给定肘关节初始屈曲角度为，ω为肘关节屈曲角速度为，t为经过时间。
25、进一步的，在步骤s04中的数学关系，包括：
26、
27、∠dcb＝∠acb+∠acd
28、
29、θ(t)＝∠ceg-∠feg
30、其中，δx为上臂套中第一调节孔参数，δy为前臂套中第一调节孔参数。
31、采用上述技术方案的专利技术，具有如下优点：
32、本专利技术特别针对肘关节屈曲受限及腕关节离断功能障碍患者，可根据腕离断患者的肘关节屈曲情况，实时个性化适配，耦合患者肘关节残余屈曲运动，实现假肢模拟腕关节屈曲运动。在设计分析方法上，将六杆机构拆分为两套四杆机构组合，分析两组四杆机构相互耦合关系，从而建立患者肘关节屈曲角度。
33、六杆机构各构件杆长及执行件模拟的腕关节屈曲角度之间的数学关系，并在此基础上分析上臂套和前臂套中第一调节孔位置变化对腕离断假肢中六杆机构杆长变化与执行件模拟的腕关节屈曲角度的影响，最终实现六杆式的腕离断假肢的腕关节运动与患者残余肘关节屈曲运动的耦合关系的设计与分析，提高患者在日常生活活动使用假肢的便利性和实用性。
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1.一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，包括：上臂套、前臂套、第一杆件、第二杆件、第三杆件、第四杆件及执行件；
2.根据权利要求1所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述上臂套和前臂套的外侧均开设有第一调节孔，所述第一杆件和第二杆件的一侧均安装有第一安装轴，所述第一安装轴与所述第一调节孔连接。
3.根据权利要求2所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述第一调节孔等间距设置有多个。
4.根据权利要求2所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述前臂套靠近所述第四杆件的外侧还开设有第二调节孔，所述第四杆件的一侧安装有第二安装轴，所述第二安装轴与所述第二调节孔连接。
5.根据权利要求1所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述第四杆件远离所述第三杆件的一端开设有卡槽，所述执行件的一端安装于所述卡槽内。
6.根据权利要求5所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述执行件可以为勺子、叉子或取物钩任意一种。
7.一种六杆式的腕离断假肢设计方法，其特征在于，基于权利要求1至6中任意一项所述的一种六杆式
8.根据权利要求7所述的一种六杆式的腕离断假肢设计方法，其特征在于，自由度的计算公式，包括：
9.根据权利要求8所述的一种六杆式的腕离断假肢设计方法，其特征在于，在步骤S03中的数学关系，包括：
10.根据权利要求9所述的一种六杆式的腕离断假肢设计方法，其特征在于，在步骤S04中的数学关系，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，包括：上臂套、前臂套、第一杆件、第二杆件、第三杆件、第四杆件及执行件；
2.根据权利要求1所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述上臂套和前臂套的外侧均开设有第一调节孔，所述第一杆件和第二杆件的一侧均安装有第一安装轴，所述第一安装轴与所述第一调节孔连接。
3.根据权利要求2所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述第一调节孔等间距设置有多个。
4.根据权利要求2所述的一种六杆式的腕离断假肢，其特征在于，所述前臂套靠近所述第四杆件的外侧还开设有第二调节孔，所述第四杆件的一侧安装有第二安装轴，所述第二安装轴与所述第二调节孔连接。
5.根据权利要求1所述的一种六杆式的腕离断假肢，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹帅东，李羽彤，林永辉，代佼艳，
申请(专利权)人：重庆电子科技职业大学，
类型：发明
国别省市：
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