CN113853181A - 具有铰接连杆的假肢手指 - Google Patents
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Abstract
描述了假肢手指的特征。这些手指通过具有多个铰接段(例如三个,其可以旋转不同的量)来模仿自然手指。可旋转和/或可线性展开的机械连杆配置为提供具有多个旋转自由度的手指段。手指可以具有输出线性致动以引起手指段的旋转的致动器。手指可以具有可展开的近端连杆以允许段的可变相对旋转位置。中间手指段和/或远端手指段可以独立于近端手指段的旋转而完全旋转。因此,旋转的手指可以完全包围和抓握大或小物体、具有不规则外部轮廓的物体等。
Description
技术领域
描述了假肢的特征,尤其是假肢手指的特征。
背景技术
假肢手指对于失去自然手指的截肢者很有用。现有的假肢手指解决方案没能充分模拟自然手指,因此无法完全恢复功能。因此,期望对假肢手指进行改进。
发明内容
在本文中公开的实施方式各自具有若干方面,没有一个方面单独负责本公开的期望属性。在不限制本公开的范围的情况下,现在将简要讨论其更突出的特征。在考虑了这个讨论之后,特别是在阅读了标题为“具体实施方式”的部分之后,人们将理解在本文中描述的实施方式的特征是如何提供优于用于假肢手指的现有系统、设备和方法的优势的。
以下公开描述了一些实施方式的非限制性示例。例如,所公开的系统和方法的其他实施方式可以包括或可以不包括在本文中描述的特征。此外,所公开的优势和益处仅适用于本发明的某些实施方式并且不应用于限制本公开。
描述了假肢手指的特征。手指通过具有三个铰接段来模仿自然手指,包括近端段、中间段和远端段。段由致动器和配置为引起段旋转的机械连杆铰接。手指可以具有多个自由度。单个致动器可以用于单个手指。在某些版本中可能会使用肌腱。旋转的手指可以提供模仿自然手指的铰接,并因此完全包围各种形状和尺寸的物体,以为截肢者提供和恢复增强的抓握功能。由于只需要单个致动器,手指节省空间、重量和功率。弹簧偏压的蜗轮传动装置为手指的旋转提供手动模式,并防止由于作用在手指上的外力引起的旋转造成的损坏。
一方面,描述了一种假肢手指。假肢手指包括支架、近端段、中间段、远端段、近端连杆、远端连杆和致动器。支架配置为附接到手。近端段在第一枢轴处可旋转地附接到支架,并且中间段可旋转地附接到近端段和远端段。近端连杆可旋转地附接到支架并且在第二枢轴处可旋转地附接到中间段。远端连杆可旋转地附接到近端连杆并且在第三枢轴处可旋转地附接到远端段。致动器与支架和近端段联接,并且致动器配置为引起近端段围绕第一枢轴旋转,其中近端段围绕第一枢轴的旋转引起中间段和远端段旋转。
另一方面,描述了一种假肢手指。假肢手指包括支架、包括近端铰接段的多个铰接段和致动器。支架配置为附接到手。近端段在第一枢轴处可旋转地附接到支架,并且在第一关节处可旋转地附接到致动器。第一关节位于偏移第一枢轴的位置,使得由致动器输出的线性致动在第一关节处施加力以引起近端段围绕第一枢轴旋转。
另一方面,描述了一种包括假肢手指的假肢手。
另一方面,描述了一种假肢手指,其包括支架、近端段、中间段、远端段、近端可展开连杆和致动器。支架配置为附接到手。近端段可旋转地附接到支架,并且中间段可旋转地附接到近端段和远端段。近端可展开连杆与支架可旋转地联接并且配置为线性展开,使得中间段和远端段可以独立于近端段的旋转而旋转。致动器与中间段和远端段机械连通并且配置为引起中间段和远端段旋转。在一些实施方式中,致动器经由肌腱与近端段机械连通。
在一些实施方式中,假肢手指进一步包括与近端可展开连杆和远端段可旋转地联接的远端连杆。
在一些实施方式中,近端可展开连杆包括近端部分、远端部分和弹簧,其中近端部分经由弹簧与远端部分机械连通。
另一方面,描述了一种假肢手指,其包括支架、多个铰接段和致动器。支架配置为附接到手。多个铰接段包括近端铰接段。近端段在第一枢轴处可旋转地附接到支架,近端段在第一关节处可旋转地附接到致动器,并且第一关节位于偏移第一枢轴的位置,使得由致动器输出的线性致动在第一关节处施加力以引起近端段围绕第一枢轴旋转。
附图说明
图1A-图1B分别为下臂残端的侧视图和前视图,下臂残端具有附接到其上的假肢手指的实施方式,该假肢手指可以是在本文中所述的任何假肢手指。
图2A-图2B分别为包含假肢手指的实施方式的假肢手的后视图和前视图,该假肢手指可以是在本文中所述的任何假肢手指。
图3A-图3D为假肢手指的实施方式的各种视图,假肢手指具有铰接的近端段、中间段和远端段以及机械连接的刚性连杆,其可以与图1A-图1B的下臂残端一起使用,或与图2A-图2B的假肢手一起使用。
图3E为图3A-图3D的假肢手指的部分分解透视图。
图3F-图3H为图3A-图3D的假肢手指的顺序视图。图3A-图3D以各种旋转的配置示出,其中中间段和远端段随着近端段由于连杆的相互作用旋转而旋转。
图4A-图4D为假肢手指的另一个实施方式的各种视图,假肢手指具有铰接的近端段、中间段和远端段以及可展开的近端连杆,其可以与图1A-图1B的下臂残端一起使用,或与图2A-图2B的假肢手一起使用。
图5A-图5E为使用在图4A-图4D的假肢手指中的可展开连杆的各种视图。
图6A-图6D为图4A-图4D的假肢手指的顺序视图。图4A-图4D以各种旋转的配置示出,其中中间段和远端段随着近端段由于连杆的相互作用旋转而旋转。
图7A-图7D为图4A-图4D的假肢手指的顺序视图。图4A-图4D以各种旋转的配置示出,其中中间段和远端段的旋转与近端段由于连杆的相互作用旋转无关。
图8A-图8B分别为假肢手指的另一个实施方式的透视图和横截面图,具有铰接的近端段、中间段和远端段。
图9A-图9C为图8A-图8B的假肢手指的致动器的各种视图。
图10为图9A-图9C的致动器的透视图。图9A-图9C为了清楚起见去除了一些组件。
图11为图8A-图8B的假肢手指的一部分的横截面图。
从以下描述和所附权利要求并结合附图,本公开的前述和其他特征将变得更加明显。理解这些附图仅描绘了根据本公开的几个实施方式并且不被认为是对其范围的限制,将通过使用附图以附加的具体性和细节来描述本公开。在下面的详细说明中,参考了构成其一部分的附图。在附图中,除非上下文另有说明,否则相似的符号通常标识相似的组件。在详细说明、附图和权利要求中描述的说明性实施方式并不意味着是限制性的。在不脱离这里呈现的主题的精神或范围的情况下,可以利用其他实施方式,并且可以做出其他改变。将容易理解,本公开的各方面,如在本文中一般描述的和在附图中示出的,可以以各种不同的配置进行布置、替换、组合和设计,所有这些都被明确地预期并且称为本公开的一部分。
具体实施方式
以下详细描述针对开发的某些特定实施方式。在本说明书中,参考附图,其中为了清楚起见,相同的部件或步骤可以始终用相同的数字表示。在本说明书中对“一个实施方式”、“实施方式”或“在一些实施方式中”的引用意味着结合实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。在说明书中不同地方出现的“一个实施方式”、“实施方式”、“在一些实施方式中”等短语不一定都指同一个实施方式,单独的或替代的实施方式也不一定与其他实施方式相互排斥。此外,描述了可以由一些实施方式而不是由其他实施方式展示的各种特征。类似地,描述了各种要求,这些要求可以是一些实施方式的要求但可以不是其他实施方式的要求。
描述了假肢手指的特征。手指通过具有三个铰接段来模仿自然手指,包括近端段、中间段和远端段。这些段由致动器和可旋转地连接的机械连杆铰接,机械连杆配置为有助于和/或引起手指段的旋转。某些版本可能会使用一根或多根肌腱对手指施加打开和闭合力。其他版本可能不需要肌腱来实现段的铰接。近端段的旋转经由连杆的机械相互作用引起中间段和远端段的旋转。可以有近端连杆和远端连杆。手指可以具有致动器,该致动器输出线性致动以引起近端段和/或近端连杆的旋转。致动器可以线性平移外壳,该外壳在关节处可旋转地连接到近端段。外壳在关节处推动近端段以在该段上围绕偏移枢轴产生扭矩。枢轴可以是将近端段附接到近端连杆的销。枢轴位于从关节偏移的位置。在一些实施方式中,近端连杆可以线性展开和伸缩以允许手指段的可变相对旋转位置。远端手指段可以独立于近端手指段的旋转而旋转。手指因此可以具有多个自由度,仅具有单个致动器。旋转的手指可以提供模仿自然手指的铰接,并因此完全包围大小物体,以为截肢者提供和恢复增强的抓握功能。由于只需要单个致动器,手指节省空间、重量和功率。段可以提供与健全自然手指中相应人类指骨的移动类似的移动。在一些实施方式中,手指包括用于通过导螺杆旋转蜗轮的传动特征。诸如中轴等的带键构件是弹簧偏压的,并将旋转从蜗轮传递到手指,同时允许手指的手动旋转而不会损坏蜗轮或其他组件。
图1A至图1B分别为下臂残端系统100的侧视图和前视图,下臂假肢系统100包括具有四个假肢手指120的下臂残端112和附接到残端112的假肢拇指130。图1A是系统100的侧视图。图1B是系统100的前视图或手掌侧视图。假肢手指120和/或拇指130可以是在本文中所述的任何假肢手指。手指120可以连接到下臂残端112的端部,如在图1A中所示,或连接到残留的自然手掌114,如在图1B中所示。
如在图1A中所示,手指120和拇指130抓握物体140,示出为圆形物体,诸如罐或球。手指120包围对象140,使得对象140可以由系统100稳固地保持。手指120的段的可旋转能力允许这种稳固抓握。物体140的形状具有允许铰接手指120以提供稳固抓握的宽度和轮廓。手指120具有可以相对于相邻段以不同角度旋转的各种铰接段。在一些实施方式中,这些段可以相应地旋转成固定的角度关系,使得只有某些尺寸和形状的物体140可以被稳固地抓握。在一些实施方式中,段可以相应地旋转成可变的角度关系,使得只有不同尺寸和形状的物体140可以被稳固地抓握。
图2A至图2B分别为包含假肢手指220和假肢拇指230的实施方式的假肢手200的后视图和前视图。手200具有附接到手指220和拇指230的近端的手掌部分252。手200可以具有可以旋转的腕部254,其可以允许手掌部分252和附接到其上的手指220和拇指230围绕由腕部254限定的纵轴旋转。假肢手指220可以是在本文中所述的任何假肢手指。假肢手指220可以根据铰接手指段之间的固定角度关系或可变角度关系旋转,如相对于图1A-图1B的系统100所描述的。
图3A至图3D为假肢手指300的实施方式的各种视图。手指300可以与系统100或手200一起使用。手指300包括致动器301、支架350、近端段320、中间段330和远端段340。这些段可以相对于彼此铰接,例如旋转。手指300包括机械连接的连杆,其可以是刚性的,如在本文中进一步描述的,例如相对于图3D-图3G。段320、段330、段340可以提供类似于分别由健全自然手指的近端指骨、中间指骨和远端指骨所提供的自然运动。
支架350和/或致动器301可以部分地或完全地与臂残端112、残留手掌114或假肢手掌252连接和/或位于其中。近端段320可以相对于支架350和/或致动器301旋转。中间段330可以相对于近端段320旋转。远端段340可以相对于中间段330旋转。
如在图3B中所示,致动器301包括近端313并延伸至远端317。近端313可以附接到手、手掌等。远端317附接到近端段320的近端321。近端段320相对于致动器301围绕关节318可旋转。致动器301可以在关节318处向近端段320施加法向力以引起近端段320围绕偏移的第一枢轴356枢转,如在本文中进一步描述的。近端段320从近端321延伸到远端327。远端327附接到中间段330的近端331。中间段330围绕关节328相对于近端段320可旋转。中间段330从近端331延伸到远端337。远端337附接到远端段340的近端341。远端段340围绕关节338相对于中间段330可旋转。在关节318、关节328、关节338处的可旋转连接可以包括销连接、铰链接,和/或用于提供可旋转接合的其他合适特征。
图3D为指沿着在图3C中指示的线3D-3D截取的手指300的横截面图。如在图3D中所示,手指300可以包括致动器301。致动器301可以是线性致动器。致动器301产生或导致线性运动。如图所示,致动器301可以包括由电池供电的马达305,电池可以在手上或其他位置。支撑件310,诸如马达支架或其他结构,可以承载或以其他方式支撑致动器301。支撑件310可以在其近端具有销302或其他合适的特征以稳固,例如可旋转地附接支撑件310与支架350。
致动器301包括外壳311。外壳311轴向延伸并在其中限定腔315。腔315可以是轴向地延伸穿过外壳311的圆柱形开口。外壳311的近端可以对腔315打开。外壳310的远端,例如在致动器301的远端37处,在关节318处与近端段320连接。外壳311轴向平移以引起近端段320的旋转,如在本文中进一步描述的。
马达305可以由支撑件310支撑,例如由其固定部分。可以有轴衬306旋转地支撑马达305的旋转部分,其可以位于支撑件310内和/或由支撑件310支撑。马达305可以包括从其延伸的轴307,例如从其向远端延伸,其围绕轴307沿着其延伸的轴旋转。帽308,诸如螺母,可以附接到轴307的远端。其上具有外螺纹319的丝杠314可以围绕轴307定位并且通过帽308稳固就位。丝杠314可以是具有外螺纹或其他合适特征的螺母,其接合外壳311的相应内部结构以前后平移外壳311。
如进一步描述的,致动器301可以输出线性运动以引起手指300的旋转。马达305或致动器301的其他部分可以使用或提供旋转、线性、循环和/或其他类型的运动。如图所示,致动器301与具有外螺纹319的丝杠314机械连通。致动器301使丝杠314旋转。丝杠314的外螺纹319与外壳311的内螺纹316机械连通。内螺纹316可以沿外壳311的腔315定位。外壳311可以相对于支撑件310移动。丝杠314旋转同时保持轴向静止以经由外螺纹314和内螺纹316的相互作用引起外壳311沿着由腔315限定的轴轴向平移。致动器301的螺纹接合特征和旋转运动是一个示例实施方式。其他特征和/或致动器类型可以用于输出外壳311的线性运动。
当外壳311向远端和近端推进时,致动器301可以围绕销302旋转以容纳旋转的近端段320。例如,关节318可以在旋转期间略微平移,并且外壳311的远端可以相应地移动使得致动器301在销302处略微旋转。致动器301可以在外壳311的远端移动期间用于段320、段330、段340的闭合旋转移动,如在图3D中所定向的逆时针旋转。致动器301可以在外壳311的近端移动期间用于段320、段330、段340的打开旋转移动,如在图3D中所定向的顺时针旋转。手指300的其他配置可以在段320、段330、段340的打开和闭合期间导致致动器310的相反旋转。
如在图3D中进一步所示,手指300包括支架350、近端连杆360和远端连杆370。支架350从近端352延伸到远端354。近端连杆360从近端362延伸到远端364。远端连杆370从近端372延伸到远端374。
支架350的近端352可以附接到致动器301的近端,例如可旋转地附接到致动器301的近端。支架350,诸如在近端352和/或其他位置处,可以附接到手,诸如假肢手。支架350的进一步细节在本文中描述,例如相对于图3H。支架350的远端354围绕连接件358可旋转地附接到近端连杆360的近端362。支架350还围绕第一枢轴356可旋转地附接到手指300的近端段320。第一枢轴356位于支架350的近端352和远端354之间。
近端连杆360围绕第二枢轴366可旋转地附接到手指300的中间段330。第二枢轴366位于近端连杆360的近端362和远端364之间。近端连杆360可以包括狗腿形,其中近端362沿着第一轴延伸并且远端364沿着相对于第一轴成角度的第二轴延伸。第二枢轴366可以位于近端连杆360的狗腿形的顶点处或顶点附近。近端连杆360的远端364围绕连接件368可旋转地附接到远端连杆370的近端372。远端连杆370的远端374围绕第三枢轴376可旋转地附接到手指300的远端段340。
总之,手指段320、手指段330、手指段340分别在枢轴356、枢轴366、枢轴376处分别可旋转地附接至连杆320、连杆330、连杆340。段320、段330、段340在关节318处可旋转地附接到彼此,关节318将近端段320可旋转地连接到中间段330,并且在关节328处,将中间段330可旋转地连接到远端段340。连杆320、连杆330、连杆340在连接件358处可旋转地附接到彼此,连接件358将支架350可旋转地连接到近端连杆360,并且在连接件368处,将近端连杆360可旋转地连接到远端连杆370。
在关节318、关节328、关节338处、在枢轴356、枢轴366、枢轴376处以及在连接件358、连接件368处的所有或一些可旋转连接可以包括销、铰链和/或用于提供可旋转接合的其他合适特征。关节318、关节328、关节338,枢轴356、枢轴366、枢轴376以及连接件358、连接件368的旋转轴可以垂直于手指300的纵轴。这种纵轴可以由完全延伸的手指300限定,例如在图3F中所示。纵轴可以由致动器301提供的线性运动方向限定,例如丝杠314的线性运动方向。关节318、关节328、关节338,枢轴356、枢轴366、枢轴376以及连接件358、连接件368的旋转轴可以彼此平行。关节318、关节328、关节338,枢轴356、枢轴366、枢轴376以及连接件358、连接件368的位置可以随着手指300的旋转而改变,例如这些位置中的一些或全部可以相对于支撑件310和/或相对于支架350而改变。
图3E为假肢手指400的部分分解透视图。如图所示,支架350包括细长的近端部分351,其在其中限定了腔353。近端352包括具有延伸穿过其中的开口302A的近端壁355。支撑件310的销302可以延伸穿过开口302A以可旋转地连接致动器301的近端和支架351。这允许致动器301根据手指致动的需要在近端处略微旋转。支架350包括一系列凸片351A以将支架350连接到手,诸如假肢手200或手掌114。支架350可以固定地附接到手。如图所示,可以有四个凸片351A,或者多于或少于四个凸片。支架350包括两个向远端延伸的叉状件357。叉状件357从部分351的远端延伸。叉状件357在其间限定了接收近端段320的近端部分的空间。叉状件357包括开口357A,在其中接收了枢轴356。枢轴356被示为具有滚子的销。
支架350包括从部分351的近端向远端延伸的叉354A。叉354A位于叉状件357之间。叉354A在支架350的近端354处。叉354A包括穿过其中的开口356A,在其中接收了枢轴356的中心部分。枢轴356因此可以在开口356A、开口357A内旋转,和/或提供近端段320围绕其旋转的轴。叉354A包括在其远端处的开口358A。开口358A在其中接收连接件358,示出为销。连接件358因此可以在开口358A内旋转,和/或提供轴,近端连杆360围绕该轴旋转,如在本文中所述。
致动器301包括关节318,示出为销。关节318被接收在近端段320的开口318A中。关节318可以是由外壳311轴向推动以在开口318A处在近端段320上施加力的剪切销。关节318从枢轴356偏移。因此推动关节318将在近端段上围绕枢轴356产生扭矩。关节318和枢轴356的旋转轴线可以彼此平行。
中间段330包括一个或多个开口328A,其在其中接收关节328。关节328被示出为销。关节328因此可以在开口328A内旋转,和/或提供轴,近端段320和中间段330围绕轴旋转,如在本文中所述。远端段340包括一个或多个开口338A,其在其中接收关节338。关节338被示出为销。关节338因此可以在开口338A内旋转,和/或提供轴,中间段330和远端段340围绕轴旋转,如在本文中所述。
图3F至图3H为以各种旋转配置示出的假肢手指300的顺序视图。如在本文中所使用的,“远端”和“近端”具有其通常和普通的含义。为清楚起见,“远端”和“近端”方向在图3F中指示,图3F为完全延伸的手指300,并且通常指的是手指300的方向或部分,即沿着手指300的长度分别远离或靠近支架350的近端352。图3F示出了完全伸直的手指300的实施方式,图3G示出了部分闭合的手指300的实施方式,而图3H示出了完全闭合的手指300的实施方式。
由于支架350和连杆360、连杆370的相互作用,中间段330和远端段340可以随着近端段320旋转而旋转,如进一步描述的。如图所示,例如在图3H中,远端段340可以完全闭合,使得远端段340与近端段320平行或接近平行。在一些实施方式中,远端段340可以旋转通过这个平行位置,使得在完全旋转时远端段340向后朝向中间段320成角度。远端段340可以在完全旋转的配置中接触近端段320。远端段340的这种完全或更完整的闭合为手指300提供了有利的抓握能力,并且更完全地为使用者(诸如截肢者)恢复了失去的健全手指灵活性。在本文中描述的特征,诸如支架350、连杆360、连杆370和段320、段330、段340的配置和相互作用等有助于这些优势。
为了引起手指300的旋转,致动器301可以旋转具有外螺纹的丝杠314。丝杠314的外螺纹与外壳311的内螺纹316机械连通。致动器301可以在第一旋转方向上旋转丝杠314以引起外壳311相对于丝杠314向远端移动,例如平移丝杠314。丝杠314可以保持轴向静止。外壳311向远端移动得更远,如从图3F到图3G到图3H顺序所示。通过致动器301在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转丝杠314,手指300的旋转方向可以反转(例如,从图3H到图3G到图3F),以引起外壳311相对于丝杠314向近端移动,例如平移丝杠314。
外壳311的远端移动引起近端段320的近端321经由在关节318处的可旋转连接向远端移动。近端段320在关节318处的远端移动,由于关节318和枢轴356的偏移位置,将引起近端段320围绕第一枢轴356顺时针旋转(如在图中所定向)。力的作用线施加在延伸穿过关节318的近端段320上,并从而在围绕枢轴356的近端段320上施加力矩。近端段320围绕第一枢轴356的顺时针旋转引起近端段320相对于外壳311围绕关节318顺时针旋转。因此,近端段320顺时针旋转,如从图3F到图3G到图3H中示出的顺序观察到的那样。为了在逆时针方向上(如在图中所定向))反转旋转方向,这些移动可以逆转,其中外壳311向近端移动以引起近端段320的近端321向近端移动并围绕第一枢轴356和关节318逆时针旋转。如在本文中所述的在关节318处的销或其他类型的连接可以允许外壳311的这种推力和拉力被传送到近端段320。
随着近端段320围绕枢轴356顺时针旋转,由于两个段320、330在关节328处的连接,中间段330也随着旋转的近端段320顺时针旋转。在一些实施方式中,中间段320可以被限制在逆时针方向上旋转得更远,例如在图3F中所示的配置可以是中间段330相对于近端段320围绕关节328的旋转限制。
由于两个段330、340在关节368处的连接,中间段330的旋转还引起远端段340顺时针旋转。在一些实施方式中,远端段340可以被限制在逆时针方向上旋转得更远,例如在图3F中所示的配置可以是远端段340相对于中间段330围绕关节338的旋转限制。
随着中间段320顺时针旋转,由于中间段320和近端连杆360在第二枢轴366处的连接,近端连杆360也顺时针旋转。此外,近端连杆360在第二枢轴366处被支架350平移限制。近端连杆360因此围绕连接件358顺时针旋转。关节328如图所示从第二枢轴366偏移。因此,可以围绕枢轴366在中间段320上施加扭矩。关节328和第二枢轴366的旋转轴可以是平行的。
随着近端连杆360围绕连接件358顺时针旋转,由于近端连杆320和远端连杆330之间在可旋转连接件368处的平移限制,这也引起远端连杆370顺时针旋转。随着远端连杆330顺时针旋转,远端段340在第三枢轴376处由远端连杆330平移限制。远端段340还围绕在关节338处的可旋转连接相对于中间段330旋转。关节338从第三枢轴376偏移,如图所示。因此,可以围绕枢轴376在远端段340上施加扭矩。关节338和第三枢轴376的旋转轴可以是平行的。远端段340因此围绕第三枢轴376顺时针旋转得更远以提供在图3H中所示的闭合配置。
手指300可以从在图3H到图3G到图3F中所示的配置按逆时针方向顺序旋转。逆时针旋转如上所述相对于顺时针旋转反向操作。例如,近端段320的近端321的近端移动在关节318处向近端拉动并引起近端段320围绕枢轴356逆时针旋转,这引起中间段330和近端连杆360分别围绕关节328和枢轴366逆时针旋转,这引起远端段340和远端连杆370分别围绕关节338和枢轴376逆时针旋转。
图4A至图4D为假肢手指400的另一个实施方式的各种视图。手指400可以与系统100或手200一起使用。手指400包括支架410、近端段420、中间段430和远端段440。支架410和段420、段430、段440可以具有与支架350和段320、段330、段340相同或相似的特征和/或功能,并且因此可以相对于彼此铰接,例如旋转。手指400包括机械连接的刚性连杆,其包括可展开的近端连杆450,如在本文中进一步描述的,例如相对于图4D-图7D。
支架410和段420、段430、段440可以在关节418、关节428、关节438处可旋转地附接,关节418、关节428、关节438可以分别具有与关节318、关节328、关节338相同或相似的特征和/或功能。然而,支架410可以不具有线性可平移部分。手指400可以具有致动器404,除非另有说明,其可以具有与致动器301相同或相似的特征和/或功能。
图4D为沿着在图4C中指示的线4D-4D截取的手指400的横截面图。如在图4D中所示,支架410可以支撑致动器404。致动器404可以包括向近端延伸的外壳403。外壳403可以用于容纳用于段420、段430、段440的旋转的特征,诸如弹簧486,其在附接到回位肌腱480的近端482的柱塞481上在近端方向上提供力,如在本文中进一步描述的。一些实施方式可以不包括回位肌腱480。
致动器404可以包括由电池供电的马达405,电池可以在手上或其他位置。马达405可以与从其例如向远端延伸的输出轴409机械连通。其上具有外螺纹419的蜗轮蜗杆414可以附接到轴409。马达405的致动引起运动经由齿轮箱传递到轴409以旋转蜗轮蜗杆414。手指400可以包括蜗轮412在其上具有外齿416。蜗轮蜗杆414的螺纹419接触蜗轮412的齿416,以引起蜗轮412的旋转运动。蜗轮412可以在第一旋转方向上旋转以引起手指400在第一方向上的第一次旋转(例如闭合手指400)。蜗轮可以具有滑轮特征,所述滑轮特征附接到并缠绕地接收致动肌腱470的近端,如进一步描述的。蜗轮412可以在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转,以允许手指400在与第一方向相反的第二方向上进行第二次旋转(例如打开手指),该移动可以由回位肌腱480引起,如进一步描述的。一些实施方式可以不包括致动肌腱470或回位肌腱480。
手指400包括可展开的近端连杆450。连杆450附接到蜗轮412。蜗轮412在第一旋转方向上旋转第一角度量引起连杆450对于第一角度量在第一旋转方向上的相应旋转。连杆450可以展开。连杆450或其一部分可以相对于蜗轮412向远端延伸。连杆450包括近端452并延伸至远端454。近端452包括固定部分451,诸如圆柱体。远端454包括外壳459,诸如活塞。连杆450可以包括弹簧456,诸如拉伸弹簧。弹簧456超出中间长度的拉伸可以引起将弹簧偏压回较短长度的恢复力。连杆450可以随着其旋转而展开以允许手指400的多个自由度旋转。外壳459可以相对于固定部分451向远端展开。弹簧456可以在近端方向上偏压外壳459。外壳459可以相对于固定部分451在近端方向上伸缩。连杆450的进一步细节在本文中描述例如相对于图5A-图5E。
连杆450附接到手指400的中间段430。连杆450的远端454可以在连接件458处可旋转地附接到中间段430。中间段430可以包括耳部432,耳部432可旋转地连接到连杆450。连接件458可以包括销或其他特征,其在连接件458处延伸穿过连杆450和耳部432。连杆450可以在两个耳部432之间延伸,其中一个耳部432在连接件458处的连杆450的远端454的任一横向侧上。
手指400可以包括远端连杆460。远端连杆460从近端462延伸到远端464。近端462可以在连接件461处可旋转地附接到耳部432。耳部432可以包括圆形槽433。连接件461可以包括销或其他特征,其延伸穿过连杆460和在连接件461处的圆形槽433。连接件461允许远端连杆460的近端462当手指400铰接时在槽433内旋转并沿着槽433移动,例如,当中间段430相对于近端段420旋转和/或当远端段440相对于中间段430旋转时。
远端连杆460附接到远端段440。远端连杆460的远端464可以在连接件468处可旋转地附接到远端段440。连接件468可以包括在连接件468处延伸穿过远端连杆460和远端段440的销或其他特征。远端段440可以包括耳部442,耳部442具有穿过其中的开口并且远端连杆460附接于该耳部442。连杆460的远端464可以在两个耳部442之间延伸,在连接件468处的连杆460的远端464的任一横向侧上具有一个耳部442。
图5A至图5E为近端可展开连杆450的各种视图。图5A为连杆450的透视图,图5B为俯视图,图5C为未展开配置的侧视图。图5D为展开配置的侧视图,以及图5E为在图5B中所示的在沿着线5E-5E截取的横截面图。
近端连杆450可以包括延伸部453。可以存在向近端延伸的两个延伸部453,例如形成U形夹型连接。每个延伸部453可以包括贯穿其中的开口455。延伸部453可以在其间限定空间457。当与位于空间457中的蜗轮412一起安装时,延伸部453可以横向蜗轮412,并且销或其他特征可以延伸穿过开口455和蜗轮412的中心开口以将连杆450与蜗轮412连接。
外壳459可以相对于固定部分451线性移动。固定部分451可以限定外壳459可以沿着其平移的纵轴。弹簧456可以位于连杆450内。如在图5E中所示,弹簧456的近端可以位于固定部分451内并且附接到连杆450的近端。弹簧456的远端可以附接到外壳459的近端。在一些实施方式中,弹簧456可以延伸穿过并且附接到外壳459。图5D示出了相对于在图5C中的配置展开的连杆450。展开的外壳459将拉伸弹簧456。弹簧456将在外壳459上施加恢复力并将外壳向近端偏压。连杆450然后可以返回到在图5C中所示的配置。当手指旋转以闭合手指400然后旋转回来以打开手指400时,连杆450可以重复地延伸和伸缩。因此连杆450可以在手指400的旋转期间展开,如在本文中进一步描述的,例如相对于图6A至图6D。在一些实施方式中,连杆450在手指400的旋转期间可以不展开以增加自由度,如在本文中进一步描述的,例如相对于图7A至图7D。
图6A至图6D为在各种旋转配置中示出的假肢手指400的顺序视图。顺序视图示出了随着近端段420也旋转而旋转的中间段430和远端段440的实施方式。段420、段430、段440的旋转可以是由于支架410、段420、段430、段440和连杆450、连杆460的配置和相互作用。
近端段420可以围绕关节418(参见图4A至图4B)相对于支架410旋转。为了启动手指400的旋转,致动器404可以引起蜗轮蜗杆414旋转并由此旋转蜗轮412。
在一些实施方式中,连杆450可以随着旋转的蜗轮412而旋转。连杆450可以旋转与蜗轮412旋转的角度量相同或相似的角度量。例如,蜗轮412顺时针旋转15度可以引起连杆450等相应旋转15度。
在一些实施方式中,连杆450的旋转可以引起近端段420旋转。例如,连杆450可以与近端段420附接,使得连杆450在第一旋转方向或第二旋转方向上的旋转可以分别引起近端段420在第一旋转方向或第二旋转方向上的相应旋转。
在一些实施方式中,蜗轮412的旋转可能不会引起连杆450或近端段420旋转。例如,连杆450可以可旋转地连接到蜗轮。中间段430和远端段440因此可以旋转,而近端段420不旋转或与完全旋转相比旋转得更少,如相对于图7A至图7D进一步描述的。在一些实施方式中,手指段的致动可以由附接到蜗轮412和各种段420、段430、段440的致动肌腱470提供,使得蜗轮412的旋转将引起肌腱拉入(缩短)以引起段420、段430、段440的旋转。回位肌腱480可以在相反方向上旋转手指400,如在本文中所述,并且蜗轮412可以在相反方向上旋转以允许致动肌腱放出(延长)。
手指400可以包括致动肌腱470。肌腱470从附接到蜗轮412的近端472延伸到附接到中间段430的附接件478的远端474。肌腱470从蜗轮向远端延伸并围绕惰轮476(诸如滑轮,其可以或不可以旋转),并且连接到近端段420。当蜗轮412如图6A至图6D所定向的顺时针旋转(也如在图7A至7D中示出的)时,肌腱470的近端472缠绕在蜗轮412周围。肌腱470有效地缩短长度并因此拉动附接件478并且在惰轮476上施加力,引起分别附接附接件478和惰轮476的中间段和近端段按定向在顺时针方向上旋转。
手指400可以包括回位肌腱480。回位肌腱480从附接到柱塞481的近端481延伸。柱塞481在近端方向上被外壳403内的压缩弹簧486偏压。肌腱480从外壳403在远端方向上围绕惰轮485(诸如滑轮,其可以或不可以旋转)延伸,至肌腱480的远端484,肌腱480附接到近端段420的附接件483。当近端段420按定向顺时针旋转时,由于如上所述的致动肌腱470,附接件483拉动回位肌腱480,引起柱塞481向远端移动并压缩或进一步压缩弹簧486。随着手指400进一步顺时针旋转,弹簧486进一步压缩。弹簧486因此在近端方向上向柱塞481施加偏压力,在近端方向上偏压肌腱480,并经由附接件483向近端段420施加打开或逆时针力。在一些实施方式中,弹簧486可以是恒力弹簧以在各种旋转位置向段420施加恒定的回复力。
当蜗轮412按照定向逆时针旋转以有效地延长或放出致动肌腱470时,回位肌腱480上的偏压力引起近端段420旋转打开,或者按照定向在逆时针方向上旋转。此外,如在本文中所描述的,弹簧加载的可展开连杆450然后在连接件458处向近端拉动中间段430以围绕关节428逆时针旋转中间段430。耳部432然后可以围绕关节428逆时针旋转以围绕关节428逆时针旋转远端连杆460的连接件461,以同样逆时针旋转远端段440。
肌腱470、肌腱480只是如何在具有可展开连杆450的假肢手指400中实现段420、段430、段440的铰接的一个示例。具有可展开连杆450的手指400的一些实施方式可以不包括致动肌腱470和/或回位肌腱480。例如,可以使用除了肌腱之外的特征,诸如其他连杆、连接、关节、段等。因此,在本文中示出和描述的用于段420、段430、段440的铰接的实施方式仅是具有可展开连杆450的假肢手指400可以如何实施的示例实施方式。
随着连杆450旋转,连杆450与中间段430的可旋转连接件458平移或扫过旋转路径。中间段430在连接件458处被连杆450的远端459平移限制。因此当中间段430旋转以打开或闭合手指400时,中间段430围绕连接件458相对于连杆450旋转。中间段430还相对于近端段420围绕关节428旋转(参见图4A至图4B)。
随着中间段430旋转,在远端连杆460的近端462处的连接件461沿着槽433移动。连接件461可以包括沿着槽433滑动的销。这允许耳部432相对于远端连杆460旋转。远端连杆460因此相对于中间段430旋转。随着远端连杆460旋转,远端段440也由于远端连杆460和远端段440之间的连接件468而旋转。远端段440相对于中间段430围绕关节438旋转。
如在图6B和图6D中所示,支架410或其一部分可以沿着轴1延伸。近端段420可以沿着轴2延伸。轴1、轴2可以在它们之间形成角度A。角度A可以是近端段420相对于支架410的角度配置。角度A的范围可以从零度(例如,在图6A中)到九十度或更大(例如,在图6D中)。在一些实施方式中,角度A可以是负十五度、负十度、负五度、零度、五度、十度、十五度、二十度、二十五度、三十度、三十五度、四十度、四十五度、五十度、五十五度、六十度、六十五度、七十度、七十五度、八十度、八十五度、九十度、九十五度、一百度、一百零五度、一百一十度或一百一十五度,或其他更小、更大或介于两者之间的角度。角度A的各种值可以适用于在图6A至图6D和其他配置中的任一个中所示的假肢手指400的任何铰接配置。
角度A可以随着手指400的旋转而改变,例如随着中间段430和远端段440的旋转而改变。如图所示,角度A可以从图6B的相对打开配置增加到图6D的相对闭合配置,反之亦然。角度A可以取决于中间段430和远端段440的旋转量,反之亦然。在一些实施方式中,角度A可以不随着手指400旋转而改变,例如随着中间段430和远端段440旋转。例如,角度A可以不从图6B的相对打开配置改变到图6D的相对闭合配置,反之亦然。在一些实施方式中,角度A可以从图6B的相对打开配置到图6D的相对闭合配置少量改变,反之亦然,例如改变五度或更小、十度或更小、十五度或更小、或二十度或更小。因此,角度A可以不取决于中间段430和远端段440的旋转量,反之亦然,如在本文中进一步描述的,例如相对于图7A至图7D。
手指400可以如所描述的那样旋转以具有在图6D中所示的闭合配置。近端段420沿着其延伸的轴2可以与轴1成大约九十度。中间段420可以旋转到大约平行于轴1。在一些实施方式中,中间段420可以不平行于在闭合配置中的轴1。还如图所示,远端段440顺时针旋转以与近端段420相邻。因此段420、段430、段440可以旋转以提供与手指400的小的闭合抓握。
图7A至图7D为假肢手指400以增加的自由度执行旋转的顺序视图。手指400示出为各种旋转配置,其中由于连杆450、连杆460的相互作用,中间段430和远端段440独立于近端段420的旋转而旋转。手指400可以类似于相对于图6A至图6D所描述的旋转,除非另有说明。
在一些实施方式中,手指400可以旋转以抓握或覆盖具有不规则外表面或轮廓的物体。手指400的旋转路径如在图6A至图6D中所示,由于不规则的外表面可能无法充分覆盖或抓握物体。因此,可以防止近端段420和/或中间段430顺时针旋转超过角度量。在这种情况下,中间段430和/或远端段440可以继续旋转以提供期望的功能。图7A-图7D示出了手指400的旋转的示例实施方式,其中近端段420不旋转或不完全顺时针旋转,而中间段430和远端段440顺时针旋转。
随着手指400从图7A旋转到图7D时,可以防止近端段420旋转。这可能是由于外部物体施加在近端段420上的力与闭合方向相反,诸如与手指400抓握的物体的一部分接触。由于连杆450展开,中间段430和远端段440可以继续旋转。如图所示的连杆450可以随着手指400旋转而伸长。当手指400分别顺时针或逆时针旋转时,外壳459可以向远端远离固定部分451或向近端朝向固定部分451而延伸。如在图7D中所示,轴1和轴2之间的角度A因此可以不改变,或者可以少量改变,如在本文中所描述的,例如相对于图6A至图6D。
在图7A中连杆450可以具有第一轴向长度,例如在手指400被拉直的情况下,在图7B中可以具有第二轴向长度在手指400被部分旋转的情况下,在图7C中可以具有第三轴向长度在手指400被旋转得更远但不完全的情况下,以及在图7D中可以具有第四轴向长度在手指400被完全旋转的情况下。第一长度可以比第二长度、第三长度和第四长度中的每一个短。第二长度可以比第三长度和第四长度中的每一个短。第三长度可以比第四长度短。
中间段330和远端段440如相对于图6A至图6D所描述的那样旋转。展开和伸缩连杆450允许中间段430和远端段440在近端段420不旋转或不完全旋转的情况下旋转。在一些实施方式中,连杆450可以不旋转。在一些实施方式中,连杆450可以部分地旋转。在一些实施方式中,当近端段420不旋转或不完全旋转时,肌腱可以用于引起中间段430和远端段440的旋转。肌腱可以附接到蜗轮412以引起旋转,如相对于图6A-图6D所描述的。
图8A至图8B为假肢手指500的另一个实施方式的各种视图。手指500可以与系统100或手200一起使用。手指500包括支架510、近端段520、中间段530和远端段540。支架510和段520、段530、段540可以分别具有与支架350、支架450和段320、段330、段340、段420、段430、段440相同或相似的特征和/或功能,并且因此可以相对于彼此铰接,例如旋转等。
手指500包括机械连接的刚性连杆,包括近端连杆560和远端连杆570。连杆560、连杆570可以具有与连杆360、连杆370相同或相似的特征和/或功能。例如,支架510可以围绕连接件558可旋转地附接到近端连杆560的近端。近端连杆560围绕枢轴566可旋转地附接到手指500的中间段530。近端连杆560可以包括狗腿形,其中近端连杆560的近端沿着第一轴延伸并且近端连杆的远端沿着相对于第一轴成角度的第二轴延伸。枢轴566可以位于或靠近近端连杆560的狗腿形的顶点。近端连杆560的远端围绕连接件568可旋转地附接到远端连杆570的近端。远端连杆570的远端围绕枢轴576可旋转地附接到手指500的远端段540。
手指500包括致动器504,除非另有说明,其可以具有与致动器301、致动器404相同或相似的特征和/或功能。例如,致动器504可以包括由电池供电的马达515,电池可以在手上或其他位置。马达515可以具有从其例如向远端延伸并且与离轴轴509机械连通的输出轴。
致动器504包括蜗轮512和蜗轮蜗杆514,除非另有说明,蜗轮512和蜗轮蜗杆514可以分别具有与蜗轮412和蜗轮蜗杆414相同或相似的特征和/或功能。例如,其上具有外螺纹519的蜗轮蜗杆514可以经由螺纹519与轴509机械连通。马达515的致动引起运动经由小齿轮513(参见图9B和图9C)传递到轴509使蜗轮蜗杆514旋转。蜗轮512上可以具有外齿516。在一些实施方式中,蜗轮512的仅外圆周的一部分包括外齿516(例如,蜗轮512的外圆周的与蜗轮蜗杆514位置相邻的部分)。蜗轮512的外圆周的其余部分可以是光滑的或者没有齿。这种配置可以有利地允许紧凑的蜗轮512和蜗轮蜗杆514系统。蜗轮蜗杆514的螺纹519(参见图9B和图9C)接触蜗轮512的齿516以引起蜗轮512的旋转运动。蜗轮512可以沿第一旋转方向旋转以引起手指500在第一方向上的第一次旋转(例如闭合手指500)。蜗轮512可以在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转以允许手指500在与第一方向相反的第二方向上进行第二次旋转(例如打开手指)。
图9A至图9C为手指500的致动器504的各种视图。图9A是致动器504的部分分解图,而图9B和图9C示出了为清楚起见去除或隐藏了各种特征的致动器504。手指500的致动器504可以包括具有驱动键592的中轴590,该驱动键592配置为接合手指500的近端段520的一部分。例如,在一些实施方式中,驱动键592定位在中轴590的外表面上并且具有从中轴590的外表面向外突出的延伸的长度和宽度。手指500的近端段520的内表面522可以包括配合特征524,诸如凹部、开口和/或凹槽,其形状对应于中轴590的驱动键592的形状。近端段520的配合特征524可以在其中接收中轴590的驱动键592以将旋转力从中轴590传递到近端段520。在一些实施方式中,驱动键592的旋转角与近端段520的旋转角的比率为1:1。
在一些实施方式中,中轴590包括从中轴590的第一外表面在第一方向上向外突出的第一驱动键592和在与第一方向相反的第二方向上从中轴590的第二外表面向外突出的第二驱动键592。近端段520可以包括具有用于接收第一驱动键592的第一配合特征524的第一内表面522和具有用于接收第二驱动键592的第二配合特征524的第二内表面522。
在一些实施方式中,中轴590可以包括一个或多个驱动凸片594。驱动凸片594可以各自具有从中轴590的内表面轴向突出的延伸的弓形长度和宽度。在一些实施方式中,中轴590包括第一驱动凸片594和与第一驱动凸片594径向相对定位的第二驱动凸片594。
在一些实施方式中,蜗轮512可以包括一个或多个对应的驱动凸片518。例如,蜗轮512可以包括第一驱动凸片518和与第一驱动凸片518径向相对定位的第二驱动凸片518。蜗轮512的驱动凸片518可以从蜗轮512的内表面朝向蜗轮512的中心轴径向向内延伸。蜗轮512的驱动凸片518可以定位在中轴590的第一驱动凸片594和第二驱动凸片594之间。在一些实施方式中,中轴590的一个或多个驱动凸片594接合蜗轮512的一个或多个驱动凸片518(例如,接触、邻接、连接到等)以将蜗轮512的旋转力传递到中轴590。
手指500的驱动机构可以包括弹簧503(例如,扭力弹簧)。弹簧503可以联接到(例如,周向包围)轴向延伸构件502,该轴向延伸构件沿着蜗轮512和/或中轴590的中轴轴向延伸。弹簧503可以配置为在角方向上旋转地偏压蜗轮512以保持中轴590和蜗轮512的相对位置。例如,弹簧503可以包括凸缘508,该凸缘508比弹簧503的其余部分径向向外延伸得更远。凸缘508可以接合蜗轮512的驱动凸片518中的一个。例如,在一些实施方式中,蜗轮512和中轴590被定位成使得中轴590的驱动凸片594中的一个邻接蜗轮512的驱动凸片518中的一个的第一表面而凸缘508邻接与驱动凸片518的第一表面相对的驱动凸片518的第二表面。这种配置使得蜗轮512的旋转力能够被传递到中轴590,同时保持蜗轮512和中轴590的相对位置。如下文进一步描述的,这种配置还允许独立于手指500的驱动机构而闭合手指500。
在一些实施方式中,手指500可以在使用或不使用致动器504的情况下打开和/或闭合。例如,手指500可以具有蜗轮驱动移动模式(例如,由致动器504驱动)和手动移动模式(例如,由外力驱动)。当手指500处于打开位置时,在闭合方向上在手指500上施加外力可以引起手指500折叠到闭合位置。在一些实施方式中,在手动移动模式下,与蜗轮驱动移动模式不同,致动器504不驱动蜗轮512。例如,在手动移动模式下,致动器504和蜗轮512保持静止。在手动移动模式下,中轴590响应于外力施加到手指500而旋转,而蜗轮512保持静止,因为弹簧凸缘508在其弹簧偏压力被克服时允许旋转移动。中轴590的旋转可以引起手指500的段520、段530、段540旋转到闭合位置。在手动移动模式下,蜗轮512的突起518可以限制中轴590的一个或多个驱动凸片594的旋转范围,以及因此限制中轴590的旋转范围。由于对手指500施加外力而将手指500手动移动到闭合位置,弹簧503可以旋转并储存能量。在一些实施方式中,当从手指500去除外力时,弹簧503可以使用储存的势能来旋转并使手指500返回到打开位置。
当外力作用在手指500上时,诸如当用户跌倒在手指500上或对手指500施加压力以从椅子上站起来等时,手指500的手动移动模式可以有利地用作机械保护系统。手指500的手动闭合可以允许外部负载由手指500的除驱动机构(例如,齿轮箱)之外的组件支撑。这可以防止否则可能对手指500的驱动机构造成的损坏。
图10示出了手指500内的编码器505、编码器506的位置。在一些实施方式中,手指500包括安装到齿轮箱的多个编码器505、编码器506。例如,在一些实施方式中,手指500包括用于蜗轮驱动移动模式的第一类型编码器和用于手动移动模式的第二类型编码器。如图所示,手指500可以包括电位计条形编码器506和磁力计编码器505。电位计条形编码器506可以联接到蜗轮512。磁力计编码器505可以定位在电位计条形编码器506和小齿轮之间513。电位计条形编码器506可以通过测量马达驱动的绝对位置来测量手指500的位置。磁力计编码器505可以是绝对磁性霍尔效应编码器。磁力计编码器505可以通过测量设置在中轴590的中心处的轴向延伸构件502内的径向磁化轴向磁体的旋转度数来测量手指500的位置。
图11为手指500的一部分的横截面图,示出了手指500内的防水密封件507。在一些实施方式中,手指500可以是防水的(例如,额定IP68)。手指500可以包括密封件507,诸如O形环密封件、唇形密封件和/或其他动态密封件,以密封中轴590内的组件以防进水。例如,密封件507可以定位在中轴590和支架510之间的间隙中。
对本公开中描述的实施方式的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的,并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在本文中定义的一般原理可以应用于其他实施方式。因此,本公开不旨在限于在本文中所示的实施方式,而是符合与在本文中公开的权利要求、原理和新颖特征一致的最宽范围。“示例”一词在本文中仅用于表示“用作示例、实例或说明”。在本文中描述为“示例”的任何实现不一定被解释为首选或优于其他实现。
在本说明书中在单独实现的上下文中描述的某些特征也可以在单个实现中组合实现。相反,在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实现中实现。此外,尽管特征可以在上文中描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护,但是在某些情况下可以从组合中排除来自要求保护的组合中的一个或多个特征,并且要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地,虽然在附图中以特定顺序描绘了操作,但这不应被理解为要求以所示出的特定顺序或顺序执行这些操作,或者执行所有示出的操作,以获得期望的结果。在某些情况下,多任务和并行处理可以是有利的。此外,上述实施方式中各个系统组件的分离不应理解为在所有实施方式中都需要这样的分离,且应当理解的是,所描述的程序组件和系统通常可以集成在单个软件产品中或打包成多种软件产品。此外,其他实施方式也在所附权利要求的范围内。在某些情况下,权利要求中记载的动作可以以不同的顺序执行,但仍能获得期望的结果。
本领域技术人员将理解,一般而言,在本文中使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如,术语“包括”应解释为“包括但不限于”,术语“具有”应解释为“至少具有”,术语“包括有”应解释为“包括有但不限于”等)。本领域技术人员将进一步理解,如果意图引入特定数量的权利要求引述,则将在权利要求中明确陈述这样的意图,并且在没有这样的引述的情况下不存在这样的意图。例如,为了帮助理解,以下所附权利要求可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求引述。然而,此类短语的使用不应被解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求引述将包含此类引述的权利要求引述的任何特定权利要求限制为仅包含一个此类引述的实施方式,即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词,诸如“一”或“一个”(例如,“一”和/或“一个”通常应解释为“至少一个”或“一个或多个”);这同样适用于使用定冠词来引入权利要求。此外,即使明确引述了特定数量引入的权利要求引述,本领域技术人员也将认识到,此类引述通常应被解释为至少表示所引述的数量(例如,“两个引述”的空引述,没有其他修饰语,通常意味着至少两个引述,或两个或更多引述)。此外,在使用那些类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的情况下,一般而言,这样的构造旨在在本领域技术人员将理解惯例的意义上(例如,“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于以下系统:单独的系统A、单独的系统B、单独的系统C、系统A和B、系统A和C、系统B和C,和/或系统A、B和C,等等)。在使用那些类似于“A、B或C等中的至少一个”的约定的情况下,一般而言,这样的构造旨在在本领域技术人员将理解约定的意义上(例如,“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于以下系统:单独的系统A、单独的系统B、单独的系统C、系统A和B、系统A和C、系统B和C,和/或系统A、B和C,等等)。本领域技术人员将进一步理解,实际上任何呈现两个或更多个替代术语的分离词和/或短语,无论是在说明书、权利要求或附图中,都应被理解为考虑包括其中一个术语、其中任一术语或两个术语的可能性。例如,短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
Claims (25)
1.假肢手指,其包括:
支架,其被配置为附接到手;
近端段、中间段和远端段,所述近端段在第一枢轴处可旋转地附接到所述支架,并且所述中间段可旋转地附接到所述近端段和所述远端段;
近端连杆,其可旋转地附接到所述支架并且在第二枢轴处可旋转地附接到所述中间段;
远端连杆,其可旋转地附接到所述近端连杆并且在第三枢轴处可旋转地附接到所述远端段;以及
致动器,其与所述支架和所述近端段联接,所述致动器被配置为引起所述近端段围绕所述第一枢轴旋转,其中所述近端段围绕所述第一枢轴的旋转引起所述中间段和所述远端段旋转。
2.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述支架包括近端和远端,所述远端可旋转地附接到所述近端连杆,并且所述第一枢轴位于所述近端和所述远端之间。
3.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述近端连杆包括近端和远端,所述近端可旋转地附接到所述支架,所述远端可旋转地附接到所述远端连杆,并且所述第二枢轴位于所述近端和所述远端之间。
4.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述近端段围绕所述第一枢轴的旋转引起所述近端连杆的旋转。
5.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述近端连杆包括狗腿形。
6.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述近端段的旋转引起所述近端段、所述中间段和所述远端段同时旋转。
7.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述致动器包括外壳,所述外壳被配置为向远端延伸从而引起所述近端段围绕所述第一枢轴旋转。
8.根据权利要求7所述的假肢手指,其中所述致动器进一步包括可旋转丝杠,所述外壳包括与所述可旋转丝杠机械连通的内螺纹,并且所述可旋转丝杠的旋转引起所述外壳向远端延伸。
9.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述手是假肢手。
10.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述致动器包括中轴,所述中轴的外表面包括突起,所述突起被接收在所述近端段的内表面的凹部中,其中所述中轴的旋转引起所述近端段旋转。
11.根据权利要求10所述的假肢手指,其中对所述手指施加外力引起所述中轴旋转。
12.根据权利要求11所述的假肢手指,其进一步包括扭力弹簧,所述扭力弹簧沿着所述中轴的旋转轴延伸,其中所述外力的去除引起所述扭力弹簧旋转和所述手指返回到中立位置。
13.根据权利要求1所述的假肢手指,其中所述致动器包括电位计条形编码器和磁力计编码器。
14.假肢手,其包括:
假肢手指,其包括:
支架,其被配置为附接到手;
近端段、中间段和远端段,所述近端段在第一枢轴处可旋转地附接到所述支架,并且所述中间段可旋转地附接到所述近端段和所述远端段;
近端连杆,可旋转地附接到所述支架并且在第二枢轴处可旋转地附接到所述中间段;
远端连杆,可旋转地附接到所述近端连杆并且在第三枢轴处可旋转地附接到所述远端段;以及
致动器,与所述支架和所述近端段联接,所述致动器被配置为引起所述近端段围绕所述第一枢轴旋转,其中所述近端段围绕所述第一枢轴的旋转引起所述中间段和所述远端段旋转。
15.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述支架包括近端和远端,所述远端可旋转地附接到所述近端连杆,并且所述第一枢轴位于所述近端和所述远端之间。
16.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述近端连杆包括近端和远端,所述近端可旋转地附接到所述支架,所述远端可旋转地附接到所述远端连杆,并且所述第二枢轴位于所述近端和所述远端之间。
17.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述近端段围绕所述第一枢轴的旋转引起所述近端连杆的旋转。
18.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述近端连杆包括狗腿形。
19.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述近端段的旋转引起所述近端段、所述中间段和所述远端段同时旋转。
20.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述致动器包括外壳,所述外壳被配置为向远端延伸从而引起所述近端段围绕所述第一枢轴旋转。
21.根据权利要求20所述的假肢手,其中所述致动器进一步包括可旋转丝杠,所述外壳包括与所述可旋转丝杠机械连通的内螺纹,并且所述可旋转丝杠的旋转引起所述外壳向远端延伸。
22.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述致动器包括中轴,所述中轴的外表面包括突起,所述突起被接收在所述近端段的内表面的凹部中,其中所述中轴的旋转引起所述近端段旋转。
23.根据权利要求22所述的假肢手,其中对所述手指施加外力引起所述中轴旋转。
24.根据权利要求23所述的假肢手,其进一步包括扭力弹簧,所述扭力弹簧沿着所述中轴的旋转轴延伸,其中所述外力的去除引起所述扭力弹簧旋转和所述假肢手指返回到中立位置。
25.根据权利要求14所述的假肢手,其中所述致动器包括电位计条形编码器和磁力计编码器。
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