CN118450866A - 具有用于独立手指致动的机构的解剖假体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汉尼斯型手假体(1)，其中配备有指骨(31、32)的手指(3、3a、3b、3c)由滑动电缆(5、5a、5b)和滑轮(64、65)的系统控制屈曲和伸展。止动装置(100、101、103、104、105)作用于支撑所述滑轮(64、65)的滑件(62)以用于选择性地停止所述手指(3、3a、3b、3c)的移动，使得当用户命令其中一些手指的致动时，其它手指将保持锁定在屈曲或伸展位置中，且反之亦然。

Description

具有用于独立手指致动的机构的解剖假体

技术领域

本发明大体上涉及解剖肢体假体，且具体地说，但非排他地，涉及用于上肢，即手的假体。

背景技术

在继续之前，值得指出的是，尽管在以下描述和所附权利要求书中将主要参考手假体，但所提供的信息还可扩展到可借助于电缆型差动传动机构控制的其它类型的假体和/或机器人装置。

众所周知，为帮助遭受严重的手(或脚)截肢的人，近年来已开发了解剖假体，所述解剖假体不仅可再现经截肢肢体的形状，而且可再现其一些功能。

这些功能包含例如抓握物体或施加拉力或按压力和执行对于普通人来说可能似乎简单且显而易见的其它动作，但为了在人工肢体中实施，需要极复杂的结构和操作。

实际上，这些假体具有大量微型化的机械组件，所述微型化的机械组件需要复杂的控制系统以用于再现与正常肢体的移动类似的移动。

在一些情况下，这些移动由个体借助于需要假体与肌肉或神经系统之间的介接的示意动作或肌肉收缩以及定位在个人身体上的合适传感器(例如，电极、光学传感器等)来控制。

开发具有等效于人臂的功能的人工臂是生物工程的总体目标。

在当前技术水平中，假体仍缺乏一些自由度，且迫使个体借助于补偿移动来对其进行补偿，这常常造成残肢的疼痛和过度使用综合征。

将假体或肌电手施加到臂或其其余部分，以增强或辅助其能力，例如在力和/或移动速度方面。

为此目的，假体紧固在预定义位置处，具体地说是紧固在臂关节(肘部)处，且由无源装置(例如，弹簧、弹性绳等)和/或由有源装置(例如，电动或气动致动器等)致动，所述假体还借助于机械传动系统(其可包含例如齿轮、滑轮、电缆、传送带等)致动假手的部分，例如一些手指或手腕的移动，且在所述部分，如同可相对手指以及所述手指与身体之间传递力和力矩。

在所属领域中已知的假肢中，致动系统以尽可能顺应解剖移动的方式将力施加到各个肢段，从而利用弹性或粘弹性组件的性质。

这旨在将力传送到假体及其部分，所述力尽可能循序渐进且在解剖学上与真肢相符，以避免任何突然的加速或与致动系统的坚硬触碰；这一点在某种程度上类似于可见于汽车领域中的需求，其中由引擎产生的驱动力矩必须渐进且无缝地传送到车轮以避免应力和故障。

本发明属于有源假体装置的类别，所述有源假体装置的主要功能是帮助用户尝试执行例如提起和操控物体等活动。

发明内容

就本文中所考虑的假体或肌电手来说，其基本上包含待锚定到截肢臂的锚定部件或底座、借助于可相对于锚定底座旋转的关节或手腕以铰接方式连接到底座的主体，以及铰合到主体的一个或多个手指。

每个手指由一系列相互铰合的指骨构成。

假手还可包含用于手的每一个自由度的一个电动致动器，以及致动器控制单元。

针对手的每个自由度使用一个致动器使得手不可避免地复杂、沉重且庞大；这就是过去发明欠驱动手的原因，即，手所具有的致动器数目小于手的自由度数目。

此类手的一个实例在授予本申请的同一申请人的国际专利申请WO 2019/215577(对应于意大利专利IT 102018000005213)中描述。

以上文献中所公开的假体包含用于独立地致动手的手指的系统，即，单独作用于某些手指的致动系统。

具体地说，如上文所提及的现有技术文件中所解释，已知假手包括可相对于锚定手腕的关节旋转的底座主体，以及铰合到主体的一个或多个手指；每个手指由一系列相互铰合的指骨构成。

底座主体标识欠驱动假手的手掌，手指成对地铰合到所述手掌，即，第一食指-中指对和第二无名指-小指对。

另外，肌电手配备有充当拇指的补充手指，所述补充手指适于与其它手指相对地工作以用于抓握物体。

每个手指的指骨相互铰接，且在其内有柔性电缆延伸，所述柔性电缆从指尖延伸到底座，允许屈曲和伸展手指，此电缆借助于由致动器控制的滑轮和导轮的系统拉紧或放松。

简单来说，根据文献WO 2019/215577中所描述的解决方案，致动系统包含主要电缆，所述主要电缆通过致动器克服回位弹簧的弹性作用而卷绕和解绕。

在卷绕或解绕主要电缆时发生的长度变化引起辅助电缆的拉紧或放松，这引起连接到其的手指的屈曲或伸展。

为此目的，致动机构包括滑件或滑块，所述滑件或滑块可沿着在手的纵向方向上延伸的导轨移动，在所述导轨上，空转轮被布置用于主要电缆且用于待移动的辅助电缆中的每一个。

已知肌电手具有以下优势：借助于单个致动器，有可能控制两对前向手指(食指-中指和无名指-小指)和可相对的侧向手指(拇指)的移动，此类手因此欠驱动，即，需要的致动器数目少于实际上受控的自由度数目。然而，存在可借助于专用电机独立地移动每个手指的假体装置。

不同于欠驱动的手，这些手及其致动系统还可准许三指抓握，其中三指抓握借助于合适的齿轮机构实现且无法修改，使得假肢的功能限于单个抓握类型。

鉴于这些令人鼓舞的结果，本案申请人觉得有必要提高WO 2019/215577的肌电假手的性能。

具体地说，注意力集中于以下事实：适当增强假肢的功能以便有可能独立地致动假体的手指，即，并非如已知解决方案中的所有手指。

根据申请人的了解，在当前技术水平中，通过使用特定机电致动器获得此功能，所述机电致动器中的至少一个专用于控制可相对手指或拇指。

此现有技术水平的一个实例见于专利公开US2013/046395中。

由此得出此类解决方案与欠驱动假体，如同通过本发明阐述的假体，即所具有的致动器少于自由度的假体不兼容。

换句话说，可以说通过本发明解决的技术问题将提供一种欠驱动的肢体假体，具体地说(但不限于)可独立地致动至少三个手指的手假体。

手指可以是单个的，比如拇指，或成对的，例如食指-中指和无名指-小指。

考虑到此问题，本发明旨在产生轻质且可有利地集成到现有假体结构中的假体，而不需要许多修改且不需要用于致动假体所需的能耗以外的大量能耗。

解决此技术问题的想法是提供具有用于独立地锁定或停止手指的移动的构件的假体，使得当用户命令其中一些手指的致动时，其它手指将根据具体情况保持在屈曲或伸展或中间位置中。

优选地，止动构件可在第一操作条件与第二非操作条件之间移动，在所述第一操作条件中，所述止动装置停止一些手指和/或其指骨的移动，在所述第二非操作条件中，所述止动装置允许所述手指自由移动。

本发明的特征在随附于此说明书的权利要求书中更具体地陈述。

附图说明

鉴于本发明的示例性实施例的以下描述，这些特征将变得更清楚，其中将仅借助于非限制性实例提供附图，在附图中：

-图1为根据本发明的处于打开情况的手的透视图；

-图2示出握成拳的图1的手；

-图3和4展示在图1和2的状况下的前述手以及欠驱动机构的相应配置的相应纵向截面图；

-图5为前述图的手的侧视图，其中区域部分作截面图且放大，其展示欠驱动机构的部分；

-图6为前述图的手的手指的纵向截面图；

-图7展示图1-6的手的一部分的内部视图；

-图8和9分别展示根据本发明的用于停止手的手指的装置的透视图和纵向视图，所述装置在图7中可见；

-图10为展示图8和9的止动装置的位置和操作的图式；

-图11(a)-11(f)展示根据本发明的手的相应操作条件。

具体实施方式

参考上文所列的图，根据本发明，1指示整个手。

为简单和清楚起见，本文中将参考如同WO 2019/215577中所描述的手的电肌假手，所述电肌假手适当地进行修改，如下文将进一步解释。

然而，这不应理解为限制、与本发明冲突或偏离本发明，也不应理解为可通过从本公开的上下文和教示外推本说明书的部分来得出任何结论。

在此框架中，必须指出，在本说明书中对“实施例”的任何参考都将指示特定配置、结构或特征包括在本发明的至少一个可能的实施例中。

因此，可见于本说明书的不同部分中的如同“在实施例中”等表述将不一定指代相同实施例。此外，根据本发明的教示或所属领域的技术人员的知识，在一个或多个实施例中，可适当地组合任何特定配置、结构或特征，即使本文中未明确地展示或描述。

下文的其中许多与见于WO 2019/215577中的参考文献对应的参考文献仅出于简单起见而使用，且不将限制本发明及其各种实施例的保护范围或延伸范围。

出于这种考虑，可以说假手1包括底座主体2和以铰接方式铰合或连接到底座主体2的多个手指3；手指3优选地对应于真手的手指，即食指、中指、无名指和小指。

底座主体2适于被约束到外部元件，例如机器人或人前臂，图式中未展示；出于此目的，底座主体2可以铰接或无论如何可旋转的方式连接到机器人前臂，以使其类似于手腕，或可刚性地连接到前臂。

两个选项都适用于本发明的手1。

底座主体2限定假体的主要部分，所述主要部分大体对应于手指3从其延伸的假手1的手背2a的一部分和/或手掌2b的一部分。

所述假体优选地包括铰合到底座主体2且可单独地或无论如何选择性地控制的至少两个手指3b、3c；具体地说，手1优选地包括分别对应于食指-中指对3b和无名指-小指对3c的两对假手指3b、3c。

每个手指对3b、3c优选地包括连接到手的底座主体2的一个近节指骨31以及在对应手指的末端处的远节指骨32，所述指骨相互铰接以沿着对应的旋转轴线或准线31a、32a根据假手1的操作条件屈曲和伸展。

另外，根据本发明的优选实施例，手1还包括补充手指3a，所述补充手指适于与一个或多个其它手指3b、3c相对地工作以有助于抓握或抓住物体。补充手指3a可标识为拇指，如图中所示，并且还包括相互铰接以允许拇指3a相对于轴线31a屈曲的近节指骨31和远节指骨32。

手指3a、3b、3c的近节指骨31铰合到手1的底座主体2，由此限定第一旋转轴线31a。

在此示例性实施例中，每个假手指3a、3b、3c包括相应的近节指骨31被约束到其的关节33；由于关节33是手的底座主体2的部分或无论如何从所述底座主体突出，由此得出相应的近节指骨31也被约束到底座主体2。

可选地，假手1可包括用于移动一个或多个手指3a、3b、3c的机构(图中未展示)，所述一个或多个手指可相对于所述机构旋转、更接近或远离彼此或底座主体2。

假手1是欠驱动的，因为其所具有的致动器数目少于其可移动组件(即，手指)的自由度数目。

优选地，所述假手包括致动器4，所述致动器适用于通过使用电缆5的系统来控制一个或多个手指3a、3b、3c的致动。致动器通常为电动电机、一般为(有刷或无刷)直流电机、可能与减速器相关联或无论如何与用于改变主要电缆5a卷绕或解绕在其上的输出轴4b的速度的构件4a相关联。

由于假手1仅由一个致动器4致动，因此其属于“单致动器”手的定义。

致动器4适于控制手指3的指骨31、32的屈曲和伸展；具体地说，近节指骨31围绕第一旋转轴线31a相对于底座主体2旋转，而远节指骨32围绕第二旋转轴线32a相对于近节指骨31旋转。致动器4沿着假手1的运动链位于手指3的上游；更具体地说，其被约束到底座主体2，例如，通过形状耦合和/或紧固构件，例如螺钉等。

致动器4优选地为电动的且由可并入到假体装置的结构中或用于将装置锚定到患者的锚定结构中的电池供电；电池可借助于电缆连接，且甚至可放置在距患者一定距离处。

为了致动手指3的指骨31、32，假手1包括连接到致动器4的至少一个第一电缆或主要控制电缆5a，所述致动器通过根据手的操作阶段卷绕或解绕所述电缆来移动所述指骨。

用于致动手1的手指3的系统进一步包括至少一个辅助电缆或从动电缆5b，所述电缆沿着一个或多个手指对3b、3c，即食指-中指或无名指-小指延伸，以用于控制其屈曲和伸展。

主要电缆5a和辅助电缆5b通过传动组合件6可操作地彼此连接、适于允许第一控制电缆5a控制第二控制电缆5b。

包括两对假手指3b(食指-中指)、3c(无名指-小指)的手1优选地配备有单个主要电缆5a和专用于手指对3b、3c中的相应一个的两个辅助电缆5b。

主要电缆5a和辅助电缆5b借助于两个传动组合件6连接，使得在致动器4所给出的命令之后，主要电缆5a可同时作用于两个辅助电缆5b(图2和3)。

电缆5a、5b由轻盈而坚固的材料制成，因此能够经受住在使用中产生的应力，甚至在许多操作循环之后也是如此；优选地，所述电缆由聚乙烯或来源于此聚合物的纤维制成，因为此材料将良好的机械性质与低摩擦系数组合，由此有助于电缆5a、5b的滑动动作。

在实施例中，主要电缆5a具有固定到手的底座主体2或无论如何与所述底座主体成一体的第一末端，以及与致动器4成一体的第二末端。

在包括如本文所考虑的实例中的可相对拇指3a的假手中，第一电缆5a适于控制此拇指3a，且其第一控制末端与可相对手指3a成一体。根据优选实施例，主要电缆5a的末端连接到可相对手指3a的远节指骨32。

两个辅助电缆5b中的每一个具有约束到相应对3b、3c，即食指-中指和无名指-小指中的第一手指的第一控制末端，而辅助电缆5b的第二末端约束到这些假手指对3b、3c中的第二手指。

优选地，每个辅助电缆5b的第一控制末端分别与第一手指3b(食指)和3c(无名指)的远节指骨32相关联，而辅助电缆5b的第二控制末端分别与第二手指3b(中指)和3c(小指)的远节指骨32相关联。

传动组合件6(参见图5)各自包括：

至少一个导轨61，其与底座主体2成一体；

滑件或可移动元件62，其可沿着导轨61滑动；

弹性构件63，优选地为螺旋弹簧，但其可由不同元件(贝氏弹簧垫圈、气体弹簧等)组成，所述弹性构件适于弹性地抵消滑件或可移动元件62沿着导轨61的滑动运动；

铰合到可移动元件62的第一滑轮或滚轮64，其中主要电缆5a可在所述第一滑轮或滚轮上滑动；

铰合到可移动元件62的第二滑轮或滚轮65，其中每个辅助电缆5b可在所述第二滑轮或滚轮上滑动，使得致动器4在驱动主要电缆5a时将使可移动元件62沿着导轨61平移。

优选地，每个传动组合件6包括相应可移动元件62可沿着其滑动的两个平行导轨61；两个区块6的导轨61大体上彼此平行。

由于滑轮64铰合到可移动元件62上，因此所述可移动元件沿着导轨61的平移使相应辅助电缆5b被拉动(拉紧)和/或释放(放松)，由此根据平移方向移动假手指3。

更详细地说，可移动元件62的平移转换成指骨31和32在第一方向上围绕轴线31a和轴线32a的旋转，优选地为一致的旋转。必须指出，在同一时间，可相对手指3a可在第一方向上相对于底座主体2发生旋转，其它手指3b、3c进行抓握。

在此方面，必须规定，在此文件中，“第一方向”标识由致动器4控制的旋转，而“第二方向”标识与在第一方向上的旋转相反的旋转。

可移动元件62的平移与由弹性构件63施加的弹性抵消作用相反地发生，所述弹性抵消作用在致动器4关闭时(即，当其不将力矩/力施加到主要电缆5a时)使可移动元件返回到初始位置。

更详细地说，弹性构件63的作用准许假手指3b、3c的指骨31和32在与第一方向相反的第二方向上，适宜地在相同方向上旋转，且将所述手指3b、3c带到初始位置。

同时，可移动元件62返回到初始位置使可相对手指3a在与第一方向相反的第二方向上旋转或伸展。

导轨61为线性的且限定用于相应可移动元件62的滑动轴线或方向61a；两个导轨61具有大体上彼此平行的滑动轴线6a。

滑轮64和65相对于对应的可移动元件62限定大体上彼此平行且大体上垂直于滑动轴线61a的旋转轴线。替代地，所述旋转轴线可相互倾斜。

弹性构件63适于在拉力下保持主要电缆5a；为此目的，所述弹性构件优选地预装载。

弹性构件63优选地包括与滑动轴线61a同轴的至少一个螺旋弹簧；优选地，存在围绕相应导轨61布置的至少一个螺旋弹簧63。

螺旋弹簧63适于通过延伸和/或优选地还通过压缩来工作。

每个假手指3a、3b、3c包括回位装置34，所述回位装置适于与手指，尤其是指骨31和32的旋转或屈曲相反地工作，所述回位装置由致动器4通过主要电缆5a和辅助电缆5b命令。

为此目的，回位装置34适于在第二方向上，即在伸展方向上旋转指骨31和32。

必须指出，此运动优选地单独由回位装置34控制，同时弹性构件63通过放松辅助电缆5b来促进此运动。

回位装置34包括电缆341，所述电缆具有约束到手的底座主体2或设置在所述底座主体上的关节33的第一末端，以及约束到相应远节指骨32的第二末端；回位装置包括弹性构件342，例如弹簧或橡胶块等，所述弹性构件适于在拉力下保持辅助电缆5b。

回位电缆(return cable)341具有与弹性主体342与成一体的第二末端，所述弹性主体插入在所述第二末端与远节指骨32之间。回位电缆341优选地位于相对于旋转轴线31a和32a，与主要控制电缆5a和/或辅助控制电缆5b相对的侧面上。

优选地，手1的手指3b、3c的回位电缆341在相对于指骨31、32的所有旋转轴线31a和32a以及控制电缆5a和/或5b的相对侧上，使得手指3a、3b、3c可在由回位电缆341或控制电缆5a和/或5b致动时在相同方向上旋转。

弹性主体342适于在拉力下保持回位电缆341，且与控制电缆5a和/或5b相反地工作。

因此，当激活致动器4时，控制电缆5a和/或5b使指骨31和32在第一方向上旋转，且移动回位电缆341，由此装载弹性主体342，所述弹性主体在致动器4被撤销激活时可命令指骨31和32在第二方向上旋转。

弹性主体342容纳在远节指骨32中且优选地由与远节指骨32同轴的螺旋弹簧组成。更详细地说，取决于手控制机构的实施方案，所述弹性主体可以是通过延伸和/或压缩来工作的弹簧。

可预装载弹性主体342以调整手指3a、3b、3c的弹性响应。优选地，手指3a、3b、3c具有带不同预装载物的弹性主体342，从而区分其响应且因此区分手指的移动。

根据本发明，手的手指3b、3c，即食指-中指对和无名指-小指对执行可相互独立的移动。

为此目的，用于停止或锁定传动组合件6的装置100设置在导轨61附近。

止动装置100包括与致动器102相关联的凸轮机构101；所述致动器优选地由耦合到机械减速器104等无刷直流电动电机103组成。在优选的解决方案中，减速器为具有700:1比率的行星齿轮减速器。

致动器102控制在非操作条件(在图9中可见)与操作条件之间移动的凸轮101的旋转，在所述非操作条件中，所述凸轮与装置100的主体106大体对准，在所述操作条件中，所述凸轮相对于Z轴旋转，优选地与电机103和减速器104的纵向轴线重合。

在操作条件中，凸轮101从装置的主体106突出(在图8中可见)且阻止相应传动组合件6的滑件62沿着相应导轨61的滑动移动。

在图10中参考在图中左侧的传动组合件(组合件100)示意性地展示与无名指-小指对3c相关联的操作条件。

有利的是，根据优选实施例，当凸轮101旋转成机构的非操作配置(图8)时，其接合到装置的主体106的凹槽108中，以将止动装置100保持在锁定情况中，随后致动器103被撤销激活。

反过来，当凸轮101在相反方向上旋转(远离凹槽108)时，可维持邻近滑件62所保持的操作条件而无需使用电能的致动器103的电机，从而在使用假手1时具有明显优势。

因此，在其非操作条件中，凸轮101从装置100的轮廓回缩，因此使邻近滑件62自由地移动；此情形参考食指-中指对3b在图10的右侧部分中可见。反过来，在图10中所示的在左侧的操作条件中，凸轮101拦截滑件62的冲程，由此限制无名指-小指对(3c)的移动且促进食指-中指对(3b)以及可能还有拇指(3a)的移动。

根据以上描述可以理解，假手1以及手指3，特别是三组手指或手指对3a、3b、3c的单独或无论如何选择性的致动模式的操作。

假设我们从工作条件开始，在所述工作条件中，停用用于停止三组手指的系统且手指3a、3b、3c自由移动，即所述手指自由屈曲或伸展以闭合或打开手。

在此情形下，止动装置100由用户(被截肢者)发送的用于抓握物体或无论如何用于单独地控制手指对(食指-中指、无名指-小指)3b、3c和可相对拇指3a的至少一个EMG(肌电)信号激活。

被截肢者可借助于EMG信号控制假手1的打开和闭合，所述EMG信号引起主致动器4的电动电机的旋转。此电机4在第一旋转方向上的激活使主要电缆5a卷绕在差动机构4a的输出轴4b上，所述差动机构连接到电机的输出。

主要电缆5a的卷绕使两个传动组合件6的滑件62及其相应的滑轮或滚轮64、65沿着其相应的线性导轨61向下移动。

传动组合件6的移动又拉动两个辅助电缆5b，所述两个辅助电缆在物理上彼此分离，它们的末端附接到假手的单个手指3b、3c(即，食指-中指和无名指-小指对)。

主要电缆5a的另一末端连接到可相对手指(拇指)3a的机构，使得主要电缆5a中增大的拉力使拇指闭合。

与上部滑轮65接合的辅助电缆5b的部分连接到手指对3b、3c：因此，主要电缆5a中增大的拉力也将使每个手指3a、3b、3c完全闭合成大体握拳式配置，如同图11(f)的配置。

现在描述假手1的工作条件，在所述工作条件中，停用用于停止三组手指3a、3b、3c的系统(即，上述操作配置)以允许手指对3c(即，无名指-小指)伸展，同时其它手指3a、3b自由屈曲，应该考虑到以下几点。

当止动机构100由患者借助于特定EMG信号或另一输入激活时，所述止动机构阻止包括滑件62和滑轮64、65的相应传动组合件6通过由主电机4和减速器4a(参见图10，左侧)卷绕的主要电缆5a沿着导轨61向下滑动，所述相应传动组合件通过相应辅助电缆5b致动手指对3c。

此行为可能通过由致动器103控制的凸轮101的旋转实现，所述致动器移动成所述凸轮从主体106突出的操作条件且阻止邻近传动组合件6沿着导轨61向下滑动。

在此操作条件中，假手1的差动机构仍允许手的手指对3b(图10中的食指-中指)的另一传动组合件6沿着导轨61向下移动，由此允许相应手指3b的完全打开或闭合。

在手1的此实施例中，当被激活时，止动装置100中的仅一个(即，图10中的左边)锁定处于完全伸展位置中的手指对3c(无名指-小指)，由此准许“三指”精确抓握，其中仅拇指3a、中指和食指3b在抓握动作期间闭合(图11(a)、11(c)、11(e))。

此外，虽然图10中未示出，但是根据本发明的假手1的操作设想，凸轮101在其从装置100横向地突出的操作条件下可通过作用于滑件62的顶侧(参考图10中所示的布置)来阻止邻近传动组合件6的滑件62向上滑动。

组合件6的此锁定配置具有将无名指-小指对3c保持在屈曲配置(图11(d))中的作用。这提供了三指抓握的不同版本，其更适合于非常精确的任务，其中处于打开(完全伸展)位置中的食指和中指3b将以其它方式干涉。

可以容易地理解，根据本发明的假手1使得有可能在其基础上解决技术问题。

实际上，其为欠驱动手增添了重要功能，即差异化三指致动的可能性。

这在仍借助于单个主电机4致动手1的同时提高了所述手在抓握和操控物体方面的能力的性能。

本发明提供一种有源、紧凑且轻便的止动机构，其可集成到使用电缆致动的机械差动机构的多关节、欠驱动的机械假手中。

本发明允许用户恢复其中一种最常用的抓握方法，即前述三指抓握，所述三指抓握直到现在都只能通过完全致动但极其复杂的机器人手才可再现。

本发明通过其在多关节、欠驱动机器人假手内的机电集成，为所有实施的抓握模式提供了启用和停用配置中固有的差动抓握。最后，人机接口(HMI)极为简单，且装置理解用户的意图且可通过控制EMG信号来调整其自身的行为。

归功于本发明的教示，现在有可能在每一个先前所描述的抓握期间通过激活和撤销激活驱动电缆5a、5b的机构来使如同WO 2019/215577中的一个的欠驱动假体执行新功能。取决于经执行以用于打开和闭合手1的动作，无名指-小指对3c可保持锁定在两个不同位置中：完全伸展或完全屈曲。

本发明的独特技术特征可如下概括。

极紧凑的低功率止动机构与用于欠驱动的机器人手的电缆致动的差动机构组合工作。

使用极小电机(止动装置100的致动器103)和凸轮型止动机构101的新颖方法与大得多的主要抓握电机4组合提供了不同的抓握模式，而不会导致将在采用两个同等但较小的电机的情况下发生的电池消耗增加或抓握功率减小。

止动装置100和用于停止手指3a、3b、3c的整个机构的紧凑性准许保持手假体的仿真属性且将总大小保持在平均男性手的50％内。

此外，止动机构轻便且仅使用极简单的组件；因此，其以极低成本提供额外功能，尤其是关于其通过添加其中无名指和小指完全屈曲或完全伸展的另一类型的手指抓握，例如“夹捏”三指抓握而大幅提高手1的性能的事实。

目前，止动装置100仅应用于支撑滑轮64和65的传动组合件6，但其可应用于类似的电缆引导的差动机构中的滑件和滑轮的任何其它系统。

本发明准许集成到钢筋束引导的差动机构、机器人/假手中以在使用中维持其固有的可微分性。

所有这些特征和有利效果都落入所附权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种手假体(1)，其包括：底座主体(2)，其限定与所述手的手背(2a)的一部分和/或手掌(2b)的一部分大体对应的主要部分；多个手指(3、3a、3b、3c)，其从底座主体(2)延伸，所述底座主体(2)以铰接方式连接到所述多个手指(3、3a、3b、3c)，且所述多个手指(3、3a、3b、3c)包括能够旋转以用于手指屈曲和伸展的指骨(31、32)；滑动电缆(5、5a、5b)和滑轮(64、65)的系统，其与所述手指(3、3a、3b、3c)相关联以用于屈曲和伸展致动，其特征在于，所述手假体包括用于选择性地停止所述手指(3、3a、3b、3c)的移动的构件(100、101、103、104、105)，使得当用户命令其中一些手指的致动时，其它手指将保持在屈曲或伸展位置中，且反之亦然。

2.根据权利要求1所述的假体，其特征在于，所述止动构件(100、101、103、104、105)或其至少一部件(101)能够在第一操作条件与第二非操作条件之间移动，在所述第一操作条件中，所述止动构件停止与一个手指(3、3a、3b、3c)相关联的所述电缆(5、5a、5b)和滑轮(64、65)的系统的移动，在所述第二非操作条件中，所述止动构件允许此类移动。

3.根据权利要求1或2所述的假体，其特征在于，用于致动所述手指(3、3a、3b、3c)的所述系统包括：至少一个主要电缆(5a)，其连接到控制致动器(4、4a)；多个辅助电缆(5b)，每个辅助电缆与至少一个相应手指(3b、3c)相关联；传动组合件(6)，其适于允许所述主要电缆(5a)控制相应的辅助电缆(5b)，其中，所述传动组合件(6)包括滑件或另一可移动元件(62)，并且其中，所述止动构件(100、101、103、104、105)适于阻止所述滑件或可移动元件(62)移动。

4.根据权利要求3所述的假体，其特征在于，所述传动组合件(6)的所述滑件或另一可移动元件(62)能够沿着导轨(61)滑动，并且其中，所述止动构件(100、101、103、104、105)包括邻近于所述导轨(61)布置的装置(100)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的假体，其特征在于，所述止动构件(100、101、103、104、105)包括装置(100)，其中凸轮机构(101)在非操作条件与操作条件之间移动，在所述非操作条件中，与相应手指(3、3a、3b、3c)相关联的所述电缆(5、5a、5b)和滑轮(64、65)的系统的移动是自由的，在所述操作条件中，所述凸轮(101)配合以停止与相应手指(3、3a、3b、3c)相关联的所述电缆(5、5a、5b)和滑轮(64、65)的系统的移动。

6.根据权利要求5所述的假体，其特征在于，所述止动装置(100)包括用于致动所述凸轮(101)的致动器(103)，所述止动装置适于在所述致动器(103)被撤销激活时将所述凸轮(101)保持在所述操作条件中。

7.根据权利要求6所述的假体，其特征在于，所述凸轮机构(101)在非操作条件与操作条件之间移动，在所述非操作条件中，所述凸轮(101)与所述装置(100)的主体(106)大体对准，在所述操作条件中，所述凸轮(101)从所述装置(100)的所述主体(106)突出以停止与相应手指(3、3a、3b、3c)相关联的所述电缆(5、5a、5b)和滑轮(64、65)的系统的移动。

8.根据权利要求7所述的假体，其特征在于，所述凸轮(101)在所述操作条件之间的所述移动与所述致动器(103)的移动相关联。

9.根据前述权利要求中任一项所述的假体，其包括至少三个手指(3a、3b、3c)。

10.根据权利要求9所述的假体，其特征在于，所述手指中的一者(3a)能够与其它两者(3b、3c)相对。

11.根据权利要求9或10所述的假体，其特征在于，能够选择性地致动的所述手指包括食指-中指对(3b)和无名指-小指对(3c)。