CN106880426B

CN106880426B - 一种假肢机械手

Info

Publication number: CN106880426B
Application number: CN201710215193.6A
Authority: CN
Inventors: 王金鹏; 罗卓荆; 张洪洋; 徐小龙
Original assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Current assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Priority date: 2017-04-02
Filing date: 2017-04-02
Publication date: 2018-05-29
Anticipated expiration: 2037-04-02
Also published as: CN106880426A

Abstract

本发明提供一种假肢机械手，包括外壳、颈部孔、伺服电机A、电缸A、电缸B、固定块、铰支座A、机械臂、机械手，其特征在于：所述的外壳为长方形结构，外壳顶部中间位置设有一个颈部孔，外壳两侧各设有一个伺服电机A，伺服电机A的电机轴端部安装有一个圆盘，圆盘的外侧设有两个固定块和两个铰支座A，每个固定块上安装有一个电缸A，每个铰支座A上铰接安装有一个电缸B；电缸A和电缸B前端通过四个销轴与机械臂的套筒铰接；本发明通过设置外壳作为机械臂的载体，可以为双臂截肢的患者提供两个操作灵活的机械臂。

Description

一种假肢机械手

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种假肢机械手。

背景技术

对于一些双臂高位截肢的患者来说，不能用手抓取物体会给他们的生活带来很大的麻烦和痛苦，现有的一些机械臂操作灵活，机械手也不能调节大小，因此需要一种可以灵活操作的机械手。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种假肢机械手，本发明通过设置外壳作为机械臂的载体，可以为双臂截肢的患者提供两个操作灵活的机械臂；通过设置三个电缸C和球铰连杆构成并联机构可以控制机械手全方位摆动，使机械手更加灵活。

本发明所使用的技术方案是：一种假肢机械手，包括外壳、颈部孔、伺服电机A、电缸A、电缸B、固定块、铰支座A、机械臂、机械手，其特征在于：所述的外壳为长方形结构，外壳顶部中间位置设有一个颈部孔，外壳两侧各设有一个伺服电机A，伺服电机A的电机轴端部安装有一个圆盘，圆盘的外侧设有两个固定块和两个铰支座A，每个固定块上安装有一个电缸A，每个铰支座A上铰接安装有一个电缸B；电缸A和电缸B前端通过四个销轴与机械臂的套筒铰接，所述的机械臂包括套筒、从动齿轮、后圆盘、复位弹簧A、电缸C、球铰连杆、伺服电机B、主动齿轮、电缸D、前圆盘、伺服电机C、推动块、销轴、安装块，所述的套筒的外侧设有一个矩形槽，矩形槽前部设有一个安装块，安装块后部安装有一个电缸D，电缸D的端部安装有推动块，推动块位于矩形槽中，推动块的内侧设有一个滑槽，安装块前端安装有一个伺服电机B，伺服电机B的电机轴端部安装有主动齿轮；所述的从动齿轮滑动安装在套筒内部，主动齿轮和从动齿轮啮合，从动齿轮的后部设有一个凸缘，凸缘卡在推动块的滑槽中，通过电缸D控制从动齿轮前后移动，通过伺服电机B带动从动齿轮转动，从动齿轮前端安装有一个后圆盘，后圆盘中心位置设有一个球铰支座，后圆盘前端设有一个前圆盘，前圆盘后部也设有一个球铰支座，前圆盘和后圆盘之间通过球铰连杆连接，球铰连杆外围交叉均布三个复位弹簧A和三个电缸C，复位弹簧A两端和前圆盘、后圆盘之间固定连接，电缸C两端和前圆盘、后圆盘之间通过球铰连接，前圆盘前端设有伺服电机C，伺服电机C前端设有机械手，所述的机械手包括导轨、电缸E、滑块A、手指单元、转动关节B、铰支座D，所述的手指单元包括转动支架、铰支座B、电缸F、摆动架、复位弹簧B、滑块B、档杆、电缸G、铰支座C，所述的导轨安装在伺服电机C的电机轴前端，导轨上滑动安装有两个滑块A，滑块A通过安装在导轨上的电缸E驱动，每个滑块A前端安装有一个铰支座D，铰支座D与转动支架一端通过转动关节A连接，转动支架上下两端各转动连接有一个摆动架，摆动架上设有一个滑槽，滑槽中滑动安装着两个滑块B，两个滑块B通过一个电缸G连接，每个滑块B上端部都与一个档杆一端铰接，两个档杆的另一端铰接在一起，每个滑块B的外侧还连接着一个复位弹簧B，复位弹簧B的外端部与摆动架的外端部连接，摆动架的外部固定安装有一个铰支座C，转动支架外侧固定安装有两个铰支座B，所述的电缸F一端与铰支座C铰接，另一端与铰支座B连接，转动支架外端部通过转动关节B与另一个手指单元的转动支架连接。

进一步地，所述的转动关节A和转动关节B通过步进电机控制其转动。

本发明有益效果：

1.本发明通过设置外壳作为机械臂的载体，可以为双臂截肢的患者提供两个操作灵活的机械臂。

2.通过设置三个电缸C和球铰连杆构成并联机构可以控制机械手全方位摆动，使机械手更加灵活。

3.本发明的机械手的手指单元可以根据抓取的物体的大小和高度来调整档杆的高度和摆动架的角度，保证了可靠抓取物体。

附图说明

图1为本发明的整体机构示意图。

图2为本发明的机械臂结构示意图。

图3为本发明的机械手结构示意图。

图4为本发明的推动块安装示意图。

附图标号：1-外壳；2-颈部孔；3-伺服电机A；4-电缸A；5-电缸B；6-固定块；7-铰支座A；8-机械臂；801-套筒；802-从动齿轮；803-后圆盘；804-复位弹簧A；805-电缸C；806-球铰连杆；807-伺服电机B；808-主动齿轮；809-电缸D；810-前圆盘；811-伺服电机C；812-推动块；813-销轴；814-安装块；9-机械手；901-导轨；902-电缸E；903-滑块A；904-转动关节A；905-转动支架；906-铰支座B；907-电缸F；908-摆动架；909-转动关节B；910-复位弹簧B；911-滑块B；912-档杆；913-电缸G；914-铰支座C；915-铰支座D。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1、图2、图3、图4所示，一种假肢机械手9，包括外壳1、颈部孔2、伺服电机A3、电缸A4、电缸B5、固定块6、铰支座A7、机械臂8、机械手9，其特征在于：所述的外壳1为长方形结构，外壳1顶部中间位置设有一个颈部孔2，外壳1两侧各设有一个伺服电机A3，伺服电机A3的电机轴端部安装有一个圆盘，圆盘的外侧设有两个固定块6和两个铰支座A7，每个固定块6上安装有一个电缸A4，每个铰支座A7上铰接安装有一个电缸B5；电缸A4和电缸B5前端通过四个销轴813与机械臂8的套筒801铰接，所述的机械臂8包括套筒801、从动齿轮802、后圆盘803、复位弹簧A804、电缸C805、球铰连杆806、伺服电机B807、主动齿轮808、电缸D809、前圆盘810、伺服电机C811、推动块812、销轴813、安装块814，所述的套筒801的外侧设有一个矩形槽，矩形槽前部设有一个安装块814，安装块814后部安装有一个电缸D809，电缸D809的端部安装有推动块812，推动块812位于矩形槽中，推动块812的内侧设有一个滑槽，安装块814前端安装有一个伺服电机B807，伺服电机B807的电机轴端部安装有主动齿轮808；所述的从动齿轮802滑动安装在套筒801内部，主动齿轮808和从动齿轮802啮合，从动齿轮802的后部设有一个凸缘，凸缘卡在推动块812的滑槽中，通过电缸D809控制从动齿轮802前后移动，通过伺服电机B807带动从动齿轮802转动，从动齿轮802前端安装有一个后圆盘803，后圆盘803中心位置设有一个球铰支座，后圆盘803前端设有一个前圆盘810，前圆盘810后部也设有一个球铰支座，前圆盘810和后圆盘803之间通过球铰连杆806连接，球铰连杆806外围交叉均布三个复位弹簧A804和三个电缸C805，复位弹簧A804两端和前圆盘810、后圆盘803之间固定连接，电缸C805两端和前圆盘810、后圆盘803之间通过球铰连接，前圆盘810前端设有伺服电机C811，伺服电机C811前端设有机械手9，所述的机械手9包括导轨901、电缸E902、滑块A903、手指单元、转动关节B909、铰支座D915，所述的手指单元包括转动支架905、铰支座B906、电缸F907、摆动架908、复位弹簧B910、滑块B911、档杆912、电缸G913、铰支座C914，所述的导轨901安装在伺服电机C811的电机轴前端，导轨901上滑动安装有两个滑块A903，滑块A903通过安装在导轨901上的电缸E902驱动，每个滑块A903前端安装有一个铰支座D915，铰支座D915与转动支架905一端通过转动关节A904连接，转动支架905上下两端各转动连接有一个摆动架908，摆动架908上设有一个滑槽，滑槽中滑动安装着两个滑块B911，两个滑块B911通过一个电缸G913连接，每个滑块B911上端部都与一个档杆912一端铰接，两个档杆912的另一端铰接在一起，每个滑块B911的外侧还连接着一个复位弹簧B910，复位弹簧B910的外端部与摆动架908的外端部连接，摆动架908的外部固定安装有一个铰支座C914，转动支架905外侧固定安装有两个铰支座B906，所述的电缸F907一端与铰支座C914铰接，另一端与铰支座B906连接，转动支架905外端部通过转动关节B909与另一个手指单元的转动支架905连接。

进一步地，所述的转动关节A904和转动关节B909通过步进电机控制其转动。

本发明工作原理：本发明在使用时首先将外壳1套在使用者身上，并将头部穿过颈部孔2，通过伺服电机A3驱动其外侧的圆盘转动，通过电缸A4和电缸B5联动控制机械臂8的位置和摆动角度，通过主动齿轮808带动从动齿轮802转动，通过三个电缸C805联动可以控制前圆盘810全方位摆动，通过伺服电机C811控制机械手9转动，机械手9上的电缸E902控制滑块A903滑动，可以改变两组手指单元之间的距离，转动关节A904和转动关节B909控制手指单元的张开角度，电缸G913控制两个滑块B911之间的距离，两个滑块B911控制两个档杆912的的撑开高度，电缸F907可以控制摆动架908摆动。

Claims

1.一种假肢机械手（9），包括外壳（1）、颈部孔（2）、伺服电机A（3）、电缸A（4）、电缸B（5）、固定块（6）、铰支座A（7）、机械臂（8）、机械手（9），其特征在于：所述的外壳（1）为长方形结构，外壳（1）顶部中间位置设有一个颈部孔（2），外壳（1）两侧各设有一个伺服电机A（3），伺服电机A（3）的电机轴端部安装有一个圆盘，圆盘的外侧设有两个固定块（6）和两个铰支座A（7），每个固定块（6）上安装有一个电缸A（4），每个铰支座A（17）上铰接安装有一个电缸B（5）；每个电缸A（4）和每个电缸B（5）前端均通过一个销轴（813）与机械臂（8）的套筒（801）铰接，所述的机械臂（8）包括套筒（801）、从动齿轮（802）、后圆盘（803）、复位弹簧A（804）、电缸C（805）、球铰连杆（806）、伺服电机B（807）、主动齿轮（808）、电缸D（809）、前圆盘（810）、伺服电机C（811）、推动块（812）、销轴（813）、安装块（814），所述的套筒（801）的外侧设有一个矩形槽，矩形槽前部设有一个安装块（814），安装块（814）后部安装有一个电缸D（809），电缸D（809）的端部安装有推动块（812），推动块（812）位于矩形槽中，推动块（812）的内侧设有一个滑槽，安装块（814）前端安装有一个伺服电机B（807），伺服电机B（807）的电机轴端部安装有主动齿轮（808）；所述的从动齿轮（802）滑动安装在套筒（801）内部，主动齿轮（808）和从动齿轮（802）啮合，从动齿轮（802）的后部设有一个凸缘，凸缘卡在推动块（812）的滑槽中，通过电缸D（809）控制从动齿轮（802）前后移动，通过伺服电机B（807）带动从动齿轮（802）转动，从动齿轮（802）前端安装有一个后圆盘（803），后圆盘（803）中心位置设有一个球铰支座，后圆盘（803）前端设有一个前圆盘（810），前圆盘（810）后部也设有一个球铰支座，前圆盘（810）和后圆盘（803）之间通过球铰连杆（806）连接，球铰连杆（806）外围交叉均布三个复位弹簧A（804）和三个电缸C（805），复位弹簧A（804）两端和前圆盘（810）、后圆盘（803）之间固定连接，电缸C（805）两端和前圆盘（810）、后圆盘（803）之间通过球铰连接，前圆盘（810）前端设有伺服电机C（811），伺服电机C（811）前端设有机械手（9），所述的机械手（9）包括导轨（901）、电缸E（902）、滑块A（903）、手指单元、转动关节B（909）、铰支座D（915），所述的手指单元包括转动支架（905）、铰支座B（906）、电缸F（907）、摆动架（908）、复位弹簧B（910）、滑块B（911）、档杆（912）、电缸G（913）、铰支座C（914），所述的导轨（901）安装在伺服电机C（811）的电机轴前端，导轨（901）上滑动安装有两个滑块A（903），滑块A（903）通过安装在导轨（901）上的电缸E（902）驱动，每个滑块A（903）前端安装有一个铰支座D（915），铰支座D（915）与转动支架（905）一端通过转动关节A（904）连接，转动支架（905）上下两端各转动连接有一个摆动架（908），摆动架（908）上设有一个滑槽，滑槽中滑动安装着两个滑块B（911），两个滑块B（911）通过一个电缸G（913）连接，每个滑块B（911）上端部都与一个档杆（912）一端铰接，两个档杆（912）的另一端铰接在一起，每个滑块B（911）的外侧还连接着一个复位弹簧B（910），复位弹簧B（910）的外端部与摆动架（908）的外端部连接，摆动架（908）的外部固定安装有一个铰支座C（914），转动支架（905）外侧固定安装有两个铰支座B（906），所述的电缸F（907）一端与铰支座C（914）铰接，另一端与铰支座B（906）连接，转动支架（905）外端部通过转动关节B（909）与另一个手指单元的转动支架（905）连接。

2.根据权利要求1所述的一种假肢机械手，其特征在于：所述的转动关节A（904）和转动关节B（909）通过步进电机控制其转动。