CN111513898B - 一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，属于医疗装备领域。该假肢手通过假肢手本体、手指传动模块、指间传动模块和拇指驱动模块的结构设计，由一个第一电机同时控制四指实现弯曲和伸展运动，并且利用阻尼转轴限制电机和丝杆之间的传动力矩，配合伸缩组件的伸缩特性，一方面可防止电机输出的力矩过大对假肢手结构产生机械性损坏；另一方面可实现假肢手的自适应抓握功能。当某一个或多个手指运动受阻时，相应的阻尼转轴自身两端发生相对转动，不会导致第一电机被机械锁死，第一电机仍能正常转动并继续驱动剩余手指运动，实现对物体的自适应包络抓握运动。本发明还能有效解决假肢手体积或质量过大、控制系统复杂与操作精度不高等问题。

Description

一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手

技术领域

本发明属于医疗装备领域，更具体地，涉及一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手。

背景技术

自人类出现至今，双手一直都是人类进化过程中不可或缺的一部分，它们在人类的生产生活中发挥着极其重要的作用，而且灵巧的双手也是人类作为高等灵长类动物区别于其他低等动物最主要的特征之一。人手的重要特征在于其具有极强的灵巧性，可以为人类完成各种复杂的任务，而双手的损伤或缺失会给人们的生活带来极大的不便。无论是在国内还是国外，手部截肢患者都存在着大量的病例，而且随着时间的推移，手部截肢患者的数量也在逐年增加。因此，研制出功能拟人、外观拟人以及使用方便的假肢手具有极其重要的科研意义和社会价值。

目前的假肢手普遍存在一些问题，如功能单一、运动不拟人、控制系统复杂以及体积或质量过大等情况。在中国发明专利CN201310335089.2中提出了一种欠驱动假肢手，该手虽然在一定程度上可以解决体积或质量过大的问题，但整个假肢手结构复杂，控制系统复杂，导致整个假肢操控精度不高。在中国发明专利CN201410559465.0中提出的一种欠驱动假肢手，可以在一定程度上复现人手丰富的抓取功能，同时具有结构紧凑、体积和重量进一步降低等特点，但是手掌部分传动机构复杂，占用体积较大，导致整个假肢手体积依旧较大，患者携带不便。这两种欠驱动假肢手虽然一定程度上解决了体积或质量过大的问题，但对于患者的实际使用而言，其体积或质量以及操控精度与操作灵巧性等还需做出较大的改进与提升。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，其目的在于，通过手指传动机构、指间驱动机构和拇指驱动机构的结构改进，采用单个电机控制假肢手四个手指的弯曲和伸展运动，而拇指则由另一个电机单独控制，来完成对多种物体的抓取任务。本发明在复现人手抓握功能的同时，具备自适应的抓取功能，可根据抓取物形态自适应调整抓握状态，实现对抓取物拟人的包络抓握，能有效解决假肢手体积或质量过大、控制系统复杂与操作精度不高等问题，同时具备自适应的抓取功能。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，包括假肢手本体、手指传动模块、指间传动模块和拇指驱动模块；

假肢手本体包括手掌及五个手指，每个手指分别由各自的第一驱动绳拉动弯曲、第二驱动绳拉动伸展；

指间传动模块设置在手掌的内部，包括指间驱动机构、指间传动机构和指间比例传动机构，其中：

指间驱动机构包括第一电机和固定在第一电机输出轴上的第一驱动齿轮，第一电机固定于手掌上；

指间传动机构包括分布于第一电机两侧的第一指间传动机构和第二指间传动机构；第一指间传动机构包括第一丝杆螺母、第一光杆、第一滑块，以及沿掌根到掌指端方向顺次连接的第一传动齿轮、第一阻尼转轴、第一丝杆连接件和第一丝杆；第一丝杆螺母设于第一丝杆上，第一滑块固定于第一丝杆螺母上且沿第一光杆滑动；

第二指间传动机构包括第二丝杆螺母、第二光杆、第二滑块，以及沿掌根到掌指端方向顺次连接的第二传动齿轮、第二阻尼转轴、第二丝杆连接件和第二丝杆；第二丝杆螺母设于第二丝杆上，第二滑块固定于第二丝杆螺母上且沿第二光杆滑动；

第一丝杆、第二丝杆、第一光杆、第二光杆相互平行且均固定于手掌上；

比例传动机构包括伸缩组件以及四个第三滑轮；伸缩组件上设有四个呈直线排布的固定点，一一对应固定拇指以外其余四个手指各自的第一驱动绳，或一一对应固定拇指以外其余四个手指各自的第二驱动绳，任意相邻的两个固定点之间的距离可伸缩；伸缩组件通过两个销钉分别枢接在第一滑块和第二滑块上；四个第三滑轮靠近掌根设置，且与拇指以外其余四个手指一一对应；拇指以外其余四个手指各自的驱动绳绕经对应的第三滑轮后，被第三滑轮分为第一驱动绳和第二驱动绳；

拇指由拇指驱动模块独立驱动，拇指驱动模块包括固定于手掌上的第二电机和固定在第二电机输出轴上的拇指弯曲滑轮；拇指的驱动绳绕经拇指弯曲滑轮后，被拇指弯曲滑轮分为第一驱动绳和第二驱动绳。

进一步地，五个手指分为拇指、食指、中指、无名指和小指，均分别包括掌指关节组件、近指关节组件、中指节与远指节，其中：

掌指关节组件包括掌指节、掌指关节旋转轴、以掌指关节旋转轴为旋转轴的第一滑轮；

近指关节组件包括近指节、近指关节旋转轴、以近指关节旋转轴为旋转轴的第二滑轮；掌指关节旋转轴连接掌指节和近指节，近指关节旋转轴连接近指节和中指节；远指节与中指节相连呈一预设的弯曲角度；

五个手指内部各设有一个手指传动模块，手指传动模块包括第一驱动绳、第二驱动绳，以及依次串联的第一张紧绳、近指节耦合弹簧和第二张紧绳；

第一驱动绳和第二驱动绳采用对拉布置；第一驱动绳和第二驱动绳一端固定于中指节末端或远指节上，另一端均先后绕第二滑轮、第一滑轮各一周后，引入手掌；

第一张紧绳和第二张紧绳分别缠绕在掌指关节旋转轴和近指关节旋转轴上。

进一步地，手掌的近掌根位置设有第一安装板，四个第三滑轮固定在第一安装板上；

伸缩组件为剪式比例机构，包括第一传动销钉、第二传动销钉、第三传动销钉、第四传动销钉、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆和第八连杆；

第一连杆、第四连杆、第五连杆和第八连杆顺次枢接；第二连杆、第三连杆、第六连杆和第七连杆顺次枢接；第一连杆和第二连杆通过第一传动销钉枢接；第七连杆和第八连杆通过第四传动销钉枢接；第三连杆和第四连杆交叉并在交叉点通过第二传动销钉枢接；第五连杆和第六连杆交叉并在交叉点通过第三传动销钉枢接；

第一传动销钉～第四传动销钉即所述的四个固定点，并且第一传动销钉～第四传动销钉中的两个分别固定在第一滑块和第二滑块上，以使剪式比例机构分别与第一滑块和第二滑块枢接。

进一步地，拇指驱动模块还包括驱动绳导向件、拇指支撑件、拇指侧摆阻尼转轴以及与拇指侧摆阻尼转轴连接的拇指连接件；驱动绳导向件、拇指支撑件固定在第一安装板上；拇指侧摆阻尼转轴一端与拇指支撑件固定，另一端与拇指连接件固定；拇指安装于拇指连接件上。

进一步地，第一传动销钉～第四传动销钉分别使用卡簧限制在各自对应枢接的连杆上。

进一步地，第一滑块和第二滑块内分别装有对应与第一光杆、第二光杆配合的直线轴承。

进一步地，各个手指的掌指节与中指节上均分别装有定位销钉，用于防止手指朝反方向弯曲，以及限制各指节向手心最大弯曲角度为90度。

总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有的技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、本发明的假肢手中的指间传动模块由一个第一电机同时控制四指实现弯曲和伸展运动，更少的电机可进一步简化手掌结构，使假肢手的体积与质量得到进一步的降低；

并且，传动机构中采用的阻尼转轴，可限制电机和丝杆之间的传动力矩，当转动力矩大于阻尼转轴内部的阻力时，阻尼转轴自身两端发生相对转动进行卸力；一方面可防止电机输出的力矩过大对假肢手结构产生机械性损坏；另一方面可实现假肢手的自适应抓握功能，当某一个或多个手指运动受阻时，相应的阻尼转轴自身两端发生相对转动，不会导致第一电机被机械锁死，第一电机仍能正常转动并继续驱动剩余手指运动，实现对物体的自适应包络抓握运动；

而由于伸缩组件的伸缩特性，在某个或某些手指运动受阻而其余手指继续运动的过程中，伸缩组件可以被拉长而倾斜，避免导致第一电机被机械锁死或驱动绳被卡住。

2、本发明在手指内以滑轮为主要构成部件，手指内传动机构采用钢丝绳以及弹簧作为传动介质，同时进一步减少手指组成原件，使手指能精确有效的完成弯曲、伸直动作；尤其是采用双关节的设计，进一步降低了手指结构的复杂程度，使假肢手指的体积与质量进一步降低，同时，远指关节采用预设弯曲角度也能保证手指实现拟人的抓握运动，实现对多种物体的有效包络抓握。

3、本发明优选的剪式比例机构在具有伸缩功能的同时，相比于传统的伸缩杆，还能够以更薄的结构实现更为稳定的同步传动，在节约空间实现紧凑化设计的同时，兼具良好的稳定性；此外，还可保证四个销钉始终处于一条直线上，实现四个点的定比例传动。

4、本发明的假肢手中，拇指的侧摆运动利用阻尼转轴的阻尼特性，通过被抓握物体的阻碍作用或其他外力作用被动实现，在阻尼转轴的作用下可使拇指保持在任一摆角处，改变拇指指向以适应不同形状尺寸物体的抓取，扩大了假肢手的抓握范围，增强了假肢手的抓握能力。

5、卡簧可有效防止销钉在拉动驱动绳过程中发生脱落现象。

6、直线轴承可有效减小滑块移动过程中与光杆产生的滑动摩擦力大小。

7、定位销钉可发挥机械限位的作用，一方面防止手指朝反方向弯曲，另一方面确保各指节可向手心最大弯曲90度，确保手指的运动范围。

附图说明

图1是按照本发明所构建的假肢手装置的整体结构示意图；

图2是图1中所示两关节欠驱动手指的结构正视图；

图3是图1中所示两关节欠驱动手指的结构剖视图；

图4是图1中所示手指传动机构的整体结构正视图；

图5是图1中所示手指传动机构的整体结构轴测图；

图6是图4中比例传动机构的比例传动原理图，其中：v₁、v₂是第一电机转动产生的两个输入；I₁～I₄是通过比例传动获得的四个输出，对应于拇指以外的其余四个手指；

是四个驱动绳拉动四个第一滑轮产生的掌指关节旋转角度。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-1.小指，1-2.无名指，1-3.中指，1-4.食指，1-5.手掌，1-6.拇指，2-1.掌指节，2-2.掌指关节旋转轴，2-3.近指节，2-4.近指关节旋转轴，2-5.中指节，2-6.远指节，2-7.第二张紧绳，2-8.近指节耦合弹簧，2-9.第一张紧绳，2-10.定位销钉，3-1.第一滑轮，3-2.滚动轴承，3-3.第一驱动绳，3-4.第二滑轮，3-5.第二驱动绳，4-1.第二传动销钉，4-2.第三连杆，4-3.第一丝杆螺母，4-4.第一压板，4-5.第四连杆，4-6.第五连杆，4-7.第三传动销钉，4-8.丝杆螺母压板，4-9.第六连杆，4-10.第二丝杆螺母，4-11.第二滑块，4-12.第七连杆，4-13.第四传动销钉，4-14.第二电机，4-15.第八连杆，4-16.第二丝杆，4-17.第二光杆，4-18.第二阻尼转轴，4-19.第二丝杆连接件，4-20.第一电机，4-21.第三滑轮，4-22.第一阻尼转轴，4-23.第一丝杆连接件，4-24.第一光杆，4-25.第一丝杆，4-26.第一连杆，4-27.第一传动销钉，4-28.第二连杆，4-29.第一滑块，5-1.第二安装板，5-2.拇指侧摆阻尼转轴，5-3.拇指连接件，5-4.拇指支撑件，5-5.拇指弯曲滑轮，5-6.驱动绳导向件，5-7.第二传动齿轮，5-8.第一驱动齿轮，5-9.假肢手安装连接板，5-10.第一传动齿轮，5-11.光杆压板，5-12.第一安装板，5-13.手掌基板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明优选实施例的具备自适应抓握功能的欠驱动假肢手的整体结构示意图。如图1所示，该假肢手主要包括假肢手本体、手指传动模块、指间传动模块和拇指驱动模块，其中主要通过对其关键组件如手指内传动机构、指间驱动模块和拇指驱动模块的结构进行改进设计，以便能够采用两个动力源来精确控制假肢手的5个手指共10个自由度，完成对多种物体的自适应包络抓取操作功能。

具体而言，参见图1、图2和图3，假肢手本体由手掌1-5和具有相同结构的拇指1-6、食指1-4、中指1-3、无名指1-2以及小指1-1组成。各个手指分别包括掌指关节组件、近指关节组件、中指节2-5与远指节2-6四部分。

对于掌指关节组件而言，它包括掌指节2-1、横向设置在该掌指节近中心位置的掌指关节旋转轴2-2、沿着手指轴向方向居中设置在该掌指关节旋转轴2-2上的第一滑轮3-1。近指关节组件包括近指节2-3、横向设置在该近指节2-3远端位置的近指关节旋转轴2-4以及沿着手指轴向方向居中设置在近指关节旋转轴上的第二滑轮3-4。近指节2-3呈圆柱体结构，分别连接掌指节和近指节；中指节2-5呈立方体结构，远指节2-6呈仿人手指头形状，两者相连整体呈弯折设计，折角代替简化省略的人手掌指远端指骨关节角，表示人手指远端指骨关节呈一定弯曲角度，便于实现拟人的包络抓握运动。掌指关节旋转轴2-2和近指关节旋转轴2-4两端由轴承固定，两者可绕轴承旋转；近指节2-3和中指节2-5可绕旋转轴进行弯折运动。

掌指关节旋转轴2-2连接掌指节2-1和近指节2-3，近指关节旋转轴2-4连接近指节2-3和中指节2-5，保证某个指节相对相邻指节能够旋转；作为本实施例的优选，各关节处的滑轮均居中对称布置。

作为本发明的进一步优选，所述手指内传动机构分别设置在上述五个手指的内部，并对称布置在手指两侧，各自包括缠绕在上述第一滑轮3-1和第二滑轮3-4上对称布置的第一驱动绳3-3和第二驱动绳3-5、对称布置在手指两侧且位于掌指节和近指节之间的分别缠绕在掌指节2-1和中指节2-5一端圆柱结构上的第一张紧绳2-9和第二张紧绳2-7以及设置在第一滑轮3-1与第二滑轮3-4之间连接上述两张紧绳的近指节耦合弹簧2-8。第一张紧绳2-9缠绕在掌指节2-1一端圆柱结构上，一端与近指节耦合弹簧2-8相连，另一端固定在掌指节2-1上；第二张紧绳2-7缠绕在中指节2-5一端圆柱结构上，一端与近指节耦合弹簧2-8相连，另一端固定在中指节2-5上；两驱动绳3-3和3-5采用对拉的方式，分别驱动手指进行弯曲和伸展运动。

掌指节和近指节的耦合运动通过手指内部两侧第一张紧绳2-9、第二张紧绳2-7和近指节耦合弹簧2-8实现。具体过程为，当拉动第一驱动绳3-3时，掌指节2-1和近指节2-3同时弯曲，此时由于第一张紧绳2-9、第二张紧绳2-7和近指节耦合弹簧2-8组合连接掌指节2-1和中指节2-5，因此掌指关节和近指关节的弯曲角度受上述第一张紧绳2-9、第二张紧绳2-7缠绕的指节上的圆柱结构半径大小影响，弯曲角度比例与圆柱结构半径比例相关。复位过程通过拉动第二驱动绳3-5实现，各关节运动关系和上述传动关系相似。中指节2-5与远指节2-6连接，呈固定弯折角度，表示假肢手指远指关节角呈固定弯折角度，简化了手指结构，降低了手指体积与质量，同时并不会降低抓握稳定性，反而由于减少了传动环节使得抓握稳定性得到提升。

此外，如图2所示，对于所述假肢手指，各个手指掌指节2-1与中指节2-5上装有定位销钉2-10，可发挥机械限位的作用，一方面防止手指朝反方向弯曲，另一方面确保各指节可向手心最大弯曲90度，确保手指的运动范围；优选地，可在掌指关节旋转轴2-2和近指关节旋转轴2-4上各设置一个具有90度圆弧槽的挡板与定位销钉2-10配合，两个挡板可以一体成型进一步提高手指强度。

作为本发明的关键发明点之所在，参见图4和图5，所述指间传动模块设置在所述手掌的内部，主要包括指间驱动模块、指间传动模块和指间运动分配模块三部分。

指间驱动模块包括第一电机4-20和固定在第一电机轴上的第一驱动齿轮5-8，第一电机4-20固定在安装板5-12上。指间传动模块分为第一指间传动机构和第二指间传动机构两部分，对称布置在第一电机的两侧。第一指间传动机构包括第一传动齿轮5-10、第一阻尼转轴4-22、第一阻尼转轴与丝杆连接件4-23、第一丝杆4-25、第一丝杆螺母4-3、第一光杆4-24以及第一滑块4-29。第二指间传动机构与第一指间传动机构对称布置；上述丝杆以及光杆均通过第一安装板5-12和第二安装板5-1固定安装在手掌1-5上，阻尼转轴两端分别与相应的丝杆和传动齿轮连接。

比例传动机构的核心部件为伸缩组件，可以采用传统的伸缩杆构造来进行设计。优选地，本实施例提供了一种剪式比例机构来实现伸缩功能。本实施例的比例传动机构主要包括第一传动销钉4-27、第二传动销钉4-1、第三传动销钉4-7、第四传动销钉4-13、第一连杆4-26、第二连杆4-28、第三连杆4-2、第四连杆4-5、第五连杆4-6、第六连杆4-9、第七连杆4-12、第八连杆4-15、固定在第一安装板5-12上具有相同结构的四个第三滑轮4-21。八个连杆交叉连接组成剪式比例机构，各个传动销钉一端分别与上述所述食指、中指、无名指和小指的驱动绳相连，由此驱动各手指执行弯曲运动，另一端分别作为相应连杆的枢接杆，并且第一传动销钉4-27与第四传动销钉4-13分别与第一滑块4-29和第二滑块4-11固结。

对于上述第一指间传动机构，第一丝杆螺母4-3套在第一丝杆4-25上，并嵌入第一滑块4-29一端的凹槽内，通过第一压板4-4固定，第一滑块4-29内嵌入直线轴承，并套在第一光杆4-24上，可在第一光杆4-24上来回滑动；第二指间传动机构与第一指间传动机构结构相同，对称布置在第一电机4-20的另一侧。

具体的，通过以上设计，当第一电机4-20运行时，通过第一驱动齿轮5-8输出驱动力矩，驱动第一传动齿轮5-10和第二传动齿轮5-7转动，然后通过第一阻尼转轴4-22和第二阻尼转轴4-18，传递到第一丝杆4-25和第二丝杆4-16上，带动两个丝杆转动，两个丝杆的转动分别驱动第一丝杆螺母4-3和第二丝杆螺母4-10作上下直线运动。

由于第一丝杆螺母4-3和第二丝杆螺母4-10分别与第一滑块4-29和第二滑块4-11固结，导致两个滑块和两个丝杆螺母共同作上下直线运动；由于第一传动销钉4-27与第四传动销钉4-13分别固结在上述两滑块上，而四个传动销钉又均为八根连杆(4-26、4-28、4-2、4-5、4-6、4-9、4-12、4-15)组成的剪式比例机构的枢接轴，这导致所有传动销钉可以跟着两滑块分别作上下直线运动，从而上下拉动各手指的驱动绳，驱动各手指实现弯曲或伸展运动，且各传动销钉的运动呈固定比例，如图6所示。由于第一驱动绳3-3和第二驱动绳3-5各绕第一滑轮3-1一周，在第一滑轮3-1上产生的输入力和输出力是共线的，故而图6中代表四个输出力的粗线与对应四个滑轮上代表驱动绳的细线是共线的。采用这种走线方式形成的驱动绳对拉布置，产生的驱动力最为稳定，驱动绳位移更易于精确控制。

优选地，本实施例中在各个手指的指根位置与手掌之间采用套管进行过渡，各个手指的第一驱动绳3-3和第二驱动绳3-5均穿过各自对应的套管，从而对过渡区间内的路径长度进行固定，并对驱动绳进行保护，避免工作过程中受到外界或者相互之间的干扰。

当一侧滑块运动受阻时，会导致阻尼转轴的转矩超过额定传动力矩，克服阻尼作用而使阻尼转轴两端产生相对滑动，可防止第一电机4-20被机械锁死，第一电机4-20可继续驱动另一侧滑块运动；利用这一原理，可实现假肢手的自适应包络抓握功能，具体的，当拇指以外的其余四个手指中的某个或某些手指运动受阻时，剩余手指可继续运动，直到两侧滑块同时受阻(即四个手指全部受阻)，实现包络抓握。基于上述原理，实际上四个传动销钉中的任意两个都可以用来分别固结在两个滑块上。但是，本实施例将小指1-1和食指1-4对应的传动销钉固结在两个滑块上最符合人手抓握的习惯性动作，即小指或食指最先接触被抓握的物体，或者同时抓握。

作为本发明的另一关键改进之处，所述拇指驱动模块同样设置在所述手掌的内部，主要包括固定在安装板5-12上的第二电机4-14、固定在电机轴上的拇指弯曲滑轮5-5、固定在安装板5-12上的驱动绳导向件5-6、固定在安装板5-12上的拇指支撑件5-4、拇指侧摆阻尼转轴5-2以及与拇指侧摆阻尼转轴连接的拇指连接件5-3；上述拇指侧摆阻尼转轴5-2一端与拇指支撑件5-4相连，另一端与拇指连接件5-3相连；上述拇指连接件5-3另一端与拇指相连；拇指弯曲滑轮5-5上对称缠绕拇指驱动线，用来驱动拇指实现弯曲运动；拇指可绕阻尼转轴5-1中轴线摆动，可在任意摆角处停留；所述假肢手拇指侧摆运动通过阻尼转轴5-1被动实现。优选地，本实施例中的拇指支撑件5-4还开设有让位槽对拇指连接件5-3进行让位，从而进一步节约空间，使得结构更紧凑。

综上所述，通过绳索拉伸来驱动手指进行弯曲和伸展运动，这样可以通过一个输入完成多个自由度的变化，再加上采用一个第一电机4-20提供四个输出，此方式仅采用一个电机完成了四个手指的驱动，同时通过阻尼转轴和比例传动机构的作用，使得假肢手只需要一个电机依旧可以完成自适应的包络抓握功能，对复杂物体也具备了一定的形状自适应能力，并且便于控制，非常适用于医疗器械领域。而拇指的运动通过一个第二电机单独驱动，侧摆运动通过被动实现，进一步简化了假肢手的结构；同时拇指侧摆角度的可控性(即能够通过阻尼转轴的作用实现任意角度下的自定位)进一步增大了假肢手的抓握范围，增强了假肢手的抓握能力。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，包括假肢手本体、手指传动模块、指间传动模块和拇指驱动模块，其特征在于：

假肢手本体包括手掌(1-5)及五个手指，每个手指分别由各自的第一驱动绳(3-3)拉动弯曲、第二驱动绳(3-5)拉动伸展；

指间传动模块设置在手掌(1-5)的内部，包括指间驱动机构、指间传动机构和指间比例传动机构，其中：

指间驱动机构包括第一电机(4-20)和固定在第一电机(4-20)输出轴上的第一驱动齿轮(5-8)，第一电机(4-20)固定于手掌(1-5)上；

指间传动机构包括分布于第一电机(4-20)两侧的第一指间传动机构和第二指间传动机构；第一指间传动机构包括第一丝杆螺母(4-3)、第一光杆(4-24)、第一滑块(4-29)，以及沿掌根到掌指端方向顺次连接的第一传动齿轮(5-10)、第一阻尼转轴(4-22)、第一丝杆连接件(4-23)和第一丝杆(4-25)；第一丝杆螺母(4-3)设于第一丝杆(4-25)上，第一滑块(4-29)固定于第一丝杆螺母(4-3)上且沿第一光杆(4-24)滑动；

第二指间传动机构包括第二丝杆螺母(4-10)、第二光杆(4-17)、第二滑块(4-11)，以及沿掌根到掌指端方向顺次连接的第二传动齿轮(5-7)、第二阻尼转轴(4-18)、第二丝杆连接件(4-19)和第二丝杆(4-16)；第二丝杆螺母(4-10)设于第二丝杆(4-16)上，第二滑块(4-11)固定于第二丝杆螺母(4-10)上且沿第二光杆(4-17)滑动；

第一丝杆(4-25)、第二丝杆(4-16)、第一光杆(4-24)、第二光杆(4-17)相互平行且均固定于手掌(1-5)上；

比例传动机构包括伸缩组件以及四个第三滑轮(4-21)；伸缩组件上设有四个呈直线排布的固定点，一一对应固定拇指以外其余四个手指各自的第一驱动绳(3-3)，或一一对应固定拇指以外其余四个手指各自的第二驱动绳(3-5)，任意相邻的两个固定点之间的距离可伸缩；伸缩组件通过两个销钉分别枢接在第一滑块(4-29)和第二滑块(4-11)上；四个第三滑轮(4-21)靠近掌根设置，且与拇指以外其余四个手指一一对应；拇指以外其余四个手指各自的驱动绳绕经对应的第三滑轮(4-21)后，被第三滑轮(4-21)分为第一驱动绳(3-3)和第二驱动绳(3-5)；

拇指由拇指驱动模块独立驱动，拇指驱动模块包括固定于手掌(1-5)上的第二电机(4-14)和固定在第二电机(4-14)输出轴上的拇指弯曲滑轮(5-5)；拇指的驱动绳绕经拇指弯曲滑轮(5-5)后，被拇指弯曲滑轮(5-5)分为第一驱动绳(3-3)和第二驱动绳(3-5)。

2.如权利要求1所述的一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，其特征在于，五个手指分为拇指(1-6)、食指(1-4)、中指(1-3)、无名指(1-2)和小指(1-1)，均分别包括掌指关节组件、近指关节组件、中指节(2-5)与远指节(2-6)，其中：

掌指关节组件包括掌指节(2-1)、掌指关节旋转轴(2-2)、以掌指关节旋转轴(2-2)为旋转轴的第一滑轮(3-1)；

近指关节组件包括近指节(2-3)、近指关节旋转轴(2-4)、以近指关节旋转轴(2-4)为旋转轴的第二滑轮(3-4)；掌指关节旋转轴(2-2)连接掌指节(2-1)和近指节(2-3)，近指关节旋转轴(2-4)连接近指节(2-3)和中指节(2-5)；远指节(2-6)与中指节(2-5)相连呈一预设的弯曲角度；

五个手指内部各设有一个手指传动模块，手指传动模块包括第一驱动绳(3-3)、第二驱动绳(3-5)，以及依次串联的第一张紧绳(2-9)、近指节耦合弹簧(2-8)和第二张紧绳(2-7)；

第一驱动绳(3-3)和第二驱动绳(3-5)采用对拉布置；第一驱动绳(3-3)和第二驱动绳(3-5)一端固定于中指节(2-5)末端或远指节(2-6)上，另一端均先后绕第二滑轮(3-4)、第一滑轮(3-1)各一周后，引入手掌(1-5)；

第一张紧绳(2-9)和第二张紧绳(2-7)分别缠绕在掌指关节旋转轴(2-2)和近指关节旋转轴(2-4)上。

3.如权利要求2所述的一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，其特征在于，手掌(1-5)的近掌根位置设有第一安装板(5-12)，四个第三滑轮固定在第一安装板(5-12)上；

伸缩组件为剪式比例机构，包括第一传动销钉(4-27)、第二传动销钉(4-1)、第三传动销钉(4-7)、第四传动销钉(4-13)、第一连杆(4-26)、第二连杆(4-28)、第三连杆(4-2)、第四连杆(4-5)、第五连杆(4-6)、第六连杆(4-9)、第七连杆(4-12)和第八连杆(4-15)；

第一连杆(4-26)、第四连杆(4-5)、第五连杆(4-6)和第八连杆(4-15)顺次枢接；第二连杆(4-28)、第三连杆(4-2)、第六连杆(4-9)和第七连杆(4-12)顺次枢接；第一连杆(4-26)和第二连杆(4-28)通过第一传动销钉(4-27)枢接；第七连杆(4-12)和第八连杆(4-15)通过第四传动销钉(4-13)枢接；第三连杆(4-2)和第四连杆(4-5)交叉并在交叉点通过第二传动销钉(4-1)枢接；第五连杆(4-6)和第六连杆(4-9)交叉并在交叉点通过第三传动销钉(4-7)枢接；

第一传动销钉～第四传动销钉即所述的四个固定点，并且第一传动销钉～第四传动销钉中的两个分别固定在第一滑块(4-29)和第二滑块(4-11)上，以使剪式比例机构分别与第一滑块(4-29)和第二滑块(4-11)枢接。

4.如权利要求3所述的一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，其特征在于，拇指驱动模块还包括驱动绳导向件(5-6)、拇指支撑件(5-4)、拇指侧摆阻尼转轴(5-2)以及与拇指侧摆阻尼转轴(5-2)连接的拇指连接件(5-3)；驱动绳导向件(5-6)、拇指支撑件(5-4)固定在第一安装板(5-12)上；拇指侧摆阻尼转轴(5-2)一端与拇指支撑件(5-4)固定，另一端与拇指连接件(5-3)固定；拇指(1-6)安装于拇指连接件(5-3)上。

5.如权利要求3所述的一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，其特征在于，第一传动销钉(4-27)～第四传动销钉(4-13)分别使用卡簧限制在各自对应枢接的连杆上。

6.如权利要求1～5任一项所述的一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，其特征在于，第一滑块(4-29)和第二滑块(4-11)内分别装有对应与第一光杆(4-24)、第二光杆(4-17)配合的直线轴承。

7.如权利要求1～5任一项所述的一种具备自适应抓取功能的欠驱动假肢手，其特征在于，各个手指的掌指节(2-1)与中指节(2-5)上均分别装有定位销钉(2-10)，用于防止手指朝反方向弯曲，以及限制各指节向手心最大弯曲角度为90度。

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