CN109481104B - 一种三节连动假肢手指 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种三节连动的假肢手指，包括掌指连接板，掌指轴与掌指连接板的L形拐角处转动连接，掌指轴上、下端分别转动连接上、下掌指板，上掌指板上固定电机减速机，电机减速机的输出轴固定锥齿轮四，锥齿轮四与锥齿轮一啮合，上近端指轴固定锥齿轮一、上近端指板，上近端指轴与上掌指板转动连接，上近端指板与上远端指板铰接，电机减速机的输出轴通过双万向联轴节连接齿轮轴，齿轮轴固定锥齿轮二，锥齿轮二与锥齿轮三啮合，下远端指轴固定锥齿轮三、下远端指板，并且转动连接下近端指板；掌指连接板的L形的一边通过逆平行四连杆机构与下近端指板连接，掌指连接板的L形另一边固定在假肢手的手掌上，实现手指三个指节的运动。

Description

一种三节连动假肢手指
技术领域
本发明涉及一种假肢手指，尤其涉及一种三节连动的假肢手指。
背景技术
手是日常起居生活最重要的器官之一，而目前由于工业化进程的推进、以及车祸、火灾等外伤的影响，我国手部缺失的患者不在手术，随着控制技术、制造技术的发展，安装假肢手是帮助患者恢复生活自理能力的有效手段。
本申请采用了电机减速机驱动齿轮机构，实现近端指节的转动，同时通过电机减速机驱动双万向联轴节机构，同时双万向联轴节的中间传动轴与近端指节同步转动，实现假肢手指远端指节的转动；采用逆平行四连杆机构实现掌指节的同步弯曲；实现三个指关节的运动，使假肢手指更能与健康手指弯曲角度接近，提高使用者的舒适度；假肢手指可以适用与左侧手指或者右侧手指，实现左侧、右侧手指的互换。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种通过电机减速机驱动锥齿轮机构和双万向联轴节，实现三个指关节同步、同向运动的假肢手指。
本发明的目的是这样实现的：一种三节连动的假肢手指，包括掌指连接板1、电机减速机19、锥齿轮一20、万向联轴节一22、锥齿轮二23、锥齿轮三26、万向联轴节二29、锥齿轮四31，所述的掌指连接板1下侧呈L形，掌指轴2与掌指连接板1的L形拐角处转动连接，掌指轴2上、下端分别转动连接上掌指板3、下掌指板12的后端，上掌指板3上固定电机减速机19，电机减速机19的输出轴固定锥齿轮四31和万向联轴节二29的后端，锥齿轮四31与锥齿轮一20啮合，上近端指轴4固定锥齿轮一20、上近端指板5的后端，上近端指轴4与上掌指板3的前端转动连接，上近端指板5的前端通过上远端指轴6与上远端指板7的后端铰接，所述的万向联轴节二29的前端固定中间传动轴28的后端，下近端指板14上设置有中间传动轴28的转动支撑，下近端指板14的后端通过下近端指轴30与下掌指板12的前端铰接，中间传动轴28的前端固定连接万向联轴节一22的后端，万向联轴节一22的前端固定连接齿轮轴24，下远端指板16上设置有齿轮轴24的转动支撑，齿轮轴24固定锥齿轮二23，锥齿轮二23与锥齿轮三26啮合，下远端指轴27固定锥齿轮三26、下远端指板16，并且转动连接下近端指板14的前端，所述的锥齿轮二23 与锥齿轮四31小端相对设置；
所述的上近端指轴4与下近端指轴30同轴设置，上远端指轴6与下远端指轴27同轴设置；
所述的掌指连接板1的L形的一边向右伸出，向右伸出的L形一边的端部与连杆32的后端铰接，连杆32的前端与连杆前销轴33转动连接，连杆前销轴33固定在下近端指板14的后端左侧，所述的掌指连接板1的L形的另一边向后伸出，向后伸出的L形另一边固定在假肢手的手掌上；
所述的上掌指板3与下掌指板12、上近端指板5与下近端指板14、上远端指板7与下远端指板16分别固定连接。
所述的上掌指板3与下掌指板12、上近端指板5与下近端指板14、上远端指板7与下远端指板16分别固定连接的结构为：所述的上掌指板3与下掌指板12的左侧固定连接左掌指连接板10，上掌指板3与下掌指板12的右侧固定连接右掌指连接板13，用以实现上掌指板3与下掌指板12同步、同方向转动，上近端指板5与下近端指板14的左侧固定左近端连接板9，上近端指板5与下近端指板14的右侧固定右近端连接板15，上远端指板7与下远端指板16的左侧固定左远端连接板8，上远端指板7与下远端指板16的右侧固定右远端连接板17。
所述的掌指连接板1、连杆32、下掌指板12、下近端指板14形成逆平行四连杆机构。
所述的锥齿轮一20、锥齿轮二23、锥齿轮三26、锥齿轮四31齿数相同。
锥齿轮二23与锥齿轮三26的小端相对设置，锥齿轮四31与锥齿轮一20的小端相对设置。
所述的下近端指板14上设置有中间传动轴28的转动支撑的结构为：中间传动轴28转动安装在中间轴支撑座21的上端，中间轴支撑座21下端固定在下近端指板14上。
下远端指板16上设置有齿轮轴24的转动支撑的结构为：齿轮轴24的前端转动安装在齿轮轴支撑座25的上端，齿轮轴支撑座25的下端固定在下远端指板16上。
所述的掌指连接板1的L形的一边与L形的另一边的夹角为100-120度之间。
所述的万向联轴节二29中间十字轴的几何中心与上近端指轴4的轴线重合、万向联轴节一22 中间十字轴的几何中心与上远端指轴6的轴线重合。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1.采用了电机减速机驱动齿轮机构，实现近端指节的转动，同时通过电机减速机驱动双万向联轴节机构，同时双万向联轴节的中间传动轴与近端指节同步转动，实现假肢手指远端指节的转动；
2.采用电机减速机驱动逆平行四连杆机构实现掌指节的同步弯曲；
3.实现三个指关节的运动，使假肢手指更能与健康手指弯曲角度接近，提高使用者的舒适度；
4.假肢手指可以适用与左侧手指或者右侧手指，实现左侧、右侧手指的互换。
附图说明
图1是三节连动假肢手指的总体结构示意图一。
图2是三节连动假肢手指的总体结构示意图二。
图3是三节连动假肢手指的传动结构示意图。
图4是三节连动假肢手指的锥齿轮和联轴节部分传动的结构示意图。
图5是移除电机减速机后的远端指节与掌指节连杆传动的结构示意图。
附图标记:1-掌指连接板、2-掌指轴、3-上掌指板、4-上近端指轴、5-上近端指板、6-上远端指轴、7-上远端指板、8-左远端连接板、9-左近端连接板、10-左掌指连接板、11-连杆后销轴、12-下掌指板、13-右掌指连接板、14-下近端指板、15-右近端连接板、16-下远端指板、17-右远端连接板、18-电机座、19-电机减速机、20-锥齿轮一、21-中间轴支撑座、22-万向联轴节一、23-锥齿轮二、24-齿轮轴、25-齿轮轴支撑座、26-锥齿轮三、27-下远端指轴、28-中间传动轴、29-万向联轴节二、30-下近端指轴、31-锥齿轮四、32-连杆、33-连杆前销轴。
具体实施方式
结合图1～5，本发明的一种三节连动的假肢手指，包括掌指连接板1、掌指轴2、上掌指板3、上近端指轴4、上近端指板5、上远端指轴6、上远端指板7、左远端连接板8、左近端连接板9、左掌指连接板10、连杆后销轴11、下掌指板12、右掌指连接板13、下近端指板14、右近端连接板15、下远端指板16、右远端连接板17、电机座18、电机减速机19、锥齿轮一20、中间轴支撑座21、万向联轴节一22、锥齿轮二23、齿轮轴24、齿轮轴支撑座25、锥齿轮三26、下远端指轴27、中间传动轴28、万向联轴节二29、下近端指轴30、锥齿轮四31、连杆32、连杆前销轴33，本申请按照健康人右手的手指的前后、左右方向定义本申请的前后、左右方向，以便描述本申请，所述的掌指连接板1下侧呈L形，掌指轴2与掌指连接板1的L形拐角处转动连接，掌指轴2向上穿出掌指连接板1后转动连接上掌指板3的后端，掌指轴2向下穿出掌指连接板1后转动连接下掌指板12的后端，上掌指板3上固定电机座18，电机座18固定电机减速机19，电机减速机19的输出轴固定锥齿轮四31，电机减速机19的输出轴向前穿过锥齿轮四31后固定连接万向联轴节二29的后端，所述的锥齿轮四31与锥齿轮一20啮合，锥齿轮四31与锥齿轮一20的小端相对设置，锥齿轮一20固定上近端指轴4的下端，上近端指轴4上端与上掌指板3转动连接，上近端指轴4的中部与上近端指板5的后端固定连接，上近端指板5的前端通过上远端指轴6与上远端指板7的后端铰接，所述的万向联轴节二29的前端固定中间传动轴28的后端，中间传动轴28转动安装在中间轴支撑座21的上端，中间轴支撑座21下端固定在下近端指板14上，下近端指板14的后端通过下近端指轴30与下掌指板12的前端铰接，中间传动轴28的前端固定连接万向联轴节一22的后端，万向联轴节一22的前端固定连接齿轮轴24的后端，齿轮轴24的前端转动安装在齿轮轴支撑座25的上端，齿轮轴支撑座25的下端固定在下远端指板16上，齿轮轴24的中部固定锥齿轮二23，锥齿轮二23与锥齿轮三26啮合，锥齿轮二23与锥齿轮三26的小端相对设置，锥齿轮三26固定在下远端指轴27的上端，下远端指轴27的中部固定下远端指板16的后端，下远端指轴27的下端转动连接下近端指板14的前端。
所述的上近端指轴4与下近端指轴30同轴设置，上远端指轴6与下远端指轴27同轴设置。
所述的掌指连接板1的L形的一边向右伸出，向右伸出的L形一边的端部通过连杆后销轴11与连杆32的后端铰接，连杆32的前端与连杆前销轴33的上端转动连接，连杆前销轴33下端固定在下近端指板14的后端左侧。
所述的掌指连接板1、连杆32、下掌指板12、下近端指板14形成逆平行四连杆机构。
所述的掌指连接板1的L形的另一边向后伸出，向后伸出的L形另一边固定在假肢手的手掌上。
所述的锥齿轮一20、锥齿轮二23、锥齿轮三26、锥齿轮四31齿数相同。
所述的万向联轴节一22、万向联轴节二29为十字轴式结构，采用十字轴铰接两侧的连接端，所述的万向联轴节二29中间十字轴的几何中心与上近端指轴4的轴线重合、万向联轴节一22 中间十字轴的几何中心与上远端指轴6的轴线重合。
所述的上掌指板3与下掌指板12的左侧固定连接左掌指连接板10，上掌指板3与下掌指板12的右侧固定连接右掌指连接板13，用以实现上掌指板3与下掌指板12同步、同方向转动，上近端指板5与下近端指板14的左侧固定左近端连接板9，上近端指板5与下近端指板14的右侧固定右近端连接板15，上远端指板7与下远端指板16的左侧固定左远端连接板8，上远端指板7与下远端指板16的右侧固定右远端连接板17。
当控制手指弯曲时，控制电机减速机19通电，电机减速机19带动锥齿轮四31转动，锥齿轮一20转动，带动上近端指板5转动，电机减速机19同时带动万向联轴节二29转动，万向联轴节二29带动中间传动轴28转动，中间传动轴28带动万向联轴节一22转动，万向联轴节一22带动齿轮轴24转动，齿轮轴24上固定的锥齿轮二23转动，锥齿轮三26转动，下远端指板16转动，另外，由于上掌指板3与下掌指板12的左侧固定连接左掌指连接板10，上掌指板3与下掌指板12的右侧固定连接右掌指连接板13，上近端指板5与下近端指板14的左侧固定左近端连接板9，上近端指板5与下近端指板14的右侧固定右近端连接板15，上远端指板7与下远端指板16的左侧固定左远端连接板8，上远端指板7与下远端指板16的右侧固定右远端连接板17，上近端指板5转动，下近端指板14转动，掌指连接板1、连杆32、下掌指板12、下近端指板14形成逆平行四连杆机构，且掌指连接板1的L形一边固定在假肢手的手掌上，所以下掌指板12转动，且与下近端指板14同向转动，实现假肢手指的弯曲，使用过程中电机减速机19的转动角度向掌心方向转动时，即手指弯曲时，电机减速机19 转动角度，使万向联轴节一22、万向联轴节二29的前、后端的轴间角最大不超过45度，上掌指板3、上近端指板5、上远端指板7相互转动角度在45度范围内能够满足日常生活所需，提高万向联轴节一22、万向联轴节二29的传动效率和使用寿命，控制电机减速机19反向转动，实现上掌指板3、上近端指板5、上远端指板7的展开运动。

Claims (7)

1.一种三节连动的假肢手指，包括掌指连接板(1)、电机减速机(19)、锥齿轮一(20)、万向联轴节一(22)、锥齿轮二(23)、锥齿轮三(26)、万向联轴节二(29)、锥齿轮四(31)，其特征在于：所述的掌指连接板(1)下侧呈L形，掌指轴(2)与掌指连接板(1)的L形拐角处转动连接，掌指轴(2)上、下端分别转动连接上掌指板(3)、下掌指板(12)的后端，上掌指板(3)上固定电机减速机(19)，电机减速机(19)的输出轴固定锥齿轮四(31)和万向联轴节二(29)的后端，锥齿轮四(31)与锥齿轮一(20)啮合，上近端指轴(4)固定锥齿轮一(20)、上近端指板(5)的后端，上近端指轴(4)与上掌指板(3)的前端转动连接，上近端指板(5)的前端通过上远端指轴(6)与上远端指板(7)的后端铰接，所述的万向联轴节二(29)的前端固定中间传动轴(28)的后端，下近端指板(14)上设置有中间传动轴(28)的转动支撑，下近端指板(14)的后端通过下近端指轴(30)与下掌指板(12)的前端铰接，中间传动轴(28)的前端固定连接万向联轴节一(22)的后端，万向联轴节一(22)的前端固定连接齿轮轴(24)，下远端指板(16)上设置有齿轮轴(24)的转动支撑，齿轮轴(24)固定锥齿轮二(23)，锥齿轮二(23)与锥齿轮三(26)啮合，下远端指轴(27)固定锥齿轮三(26)、下远端指板(16)，并且转动连接下近端指板(14)的前端；
所述的上近端指轴(4)与下近端指轴(30)同轴设置，上远端指轴(6)与下远端指轴(27)同轴设置；
所述的掌指连接板(1)的L形的一边向右伸出，向右伸出的L形一边的端部与连杆(32)的后端铰接，连杆(32)的前端与连杆前销轴(33)转动连接，连杆前销轴(33)固定在下近端指板(14)的后端左侧，所述的掌指连接板(1)的L形的另一边向后伸出，向后伸出的L形另一边固定在假肢手的手掌上；
所述的上掌指板(3)与下掌指板(12)、上近端指板(5)与下近端指板(14)、上远端指板(7)与下远端指板(16)分别固定连接；
所述的上掌指板(3)与下掌指板(12)、上近端指板(5)与下近端指板(14)、上远端指板(7)与下远端指板(16)分别固定连接的结构为：所述的上掌指板(3)与下掌指板(12)的左侧固定连接左掌指连接板(10)，上掌指板(3)与下掌指板(12)的右侧固定连接右掌指连接板(13)，用以实现上掌指板(3)与下掌指板(12)同步、同方向转动，上近端指板(5)与下近端指板(14)的左侧固定左近端连接板(9)，上近端指板(5)与下近端指板(14)的右侧固定右近端连接板(15)，上远端指板(7)与下远端指板(16)的左侧固定左远端连接板(8)，上远端指板(7)与下远端指板(16)的右侧固定右远端连接板(17)；
所述的掌指连接板(1)、连杆(32)、下掌指板(12)、下近端指板(14)形成逆平行四连杆机构。
2.根据权利要求1所述的三节连动的假肢手指，其特征在于：所述的锥齿轮一(20)、锥齿轮二(23)、锥齿轮三(26)、锥齿轮四(31)齿数相同。
3.根据权利要求1所述的三节连动的假肢手指，其特征在于：锥齿轮二(23)与锥齿轮三(26)的小端相对设置，锥齿轮四(31)与锥齿轮一(20)的小端相对设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的三节连动的假肢手指，其特征在于：所述的下近端指板(14)上设置有中间传动轴(28)的转动支撑的结构为：中间传动轴(28)转动安装在中间轴支撑座(21)的上端，中间轴支撑座(21)下端固定在下近端指板(14)上。
5.根据权利要求1-3任一项所述的三节连动的假肢手指，其特征在于：下远端指板(16)上设置有齿轮轴(24)的转动支撑的结构为：齿轮轴(24)的前端转动安装在齿轮轴支撑座(25)的上端，齿轮轴支撑座(25)的下端固定在下远端指板(16)上。
6.根据权利要求1-3任一项所述的三节连动的假肢手指，其特征在于：所述的掌指连接板(1)的L形的一边与L形的另一边的夹角为100-120度。
7.根据权利要求1-3任一项所述的三节连动的假肢手指，其特征在于：所述的万向联轴节二(29)中间十字轴的几何中心与上近端指轴(4)的轴线重合、万向联轴节一(22) 中间十字轴的几何中心与上远端指轴(6)的轴线重合。
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