CN204909744U - 集成旋腕式单自由度假肢手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成旋腕式单自由度假肢手。本实用新型由总成机架，旋腕部分和假肢手部分组成；所述总成机架包括旋腕联接端和手部联接端；所述旋腕部分包括：旋腕端盖、旋腕挡片、塑料垫、小臂联接器、O形密封圈、尼龙垫、和旋腕限位螺钉；所述假肢手部分包括：电机减速器组件、传动部件和假肢手指。本实用新型总成机架消除了原单自由度假肢手机架及摩擦式旋腕机架的重叠部分。本实用新型缩短了假肢手旋腕组件的总长度，强化了侧板与机架的联接，增强了假肢手基体刚度。

Description

集成旋腕式单自由度假肢手

技术领域

本实用新型涉及假肢领域，更具体的说，是一种可安装于残疾人断肢末端，实现人手的夹持及腕部旋转基本功能的集成旋腕式单自由度假肢手。

背景技术

目前市场上的假肢手主要有两种。单自由度假肢手及多自由度假肢手。单自由度假肢手只有一台驱动电机，能实现手指的开合这样简单的夹持动作。多自由度假肢手比较典型的有六台驱动电机。每个手指用一台电机驱动。手指具有基关节和近关节的两个转动自由度，两个运动是耦合的。基关节为主动运动，近关节为从动运动。而拇指还需一台电机实现拇指的对掌及侧掌姿态。多自由度假肢手可以实现更多的人手功能。然而，多自由度假肢手由于机械结构及电控系统相对复杂，价格较高。因而，单自由度假肢手及多自由度假肢手在市场上共存将是一个长期现象。单自由度假肢手最初由德国OTTOBOCK公司研制出来。其它公司在此基础上进行了一些改进。为克服单自由度假肢手两侧板对应轴孔的同心度加工及装配问题，中国上海科生公司及中国江苏丹阳假肢公司分别提出了一体化机壳的机械结构。另一方面，旋腕也是假肢手的重要可选部件。旋腕有电动旋腕和手动旋腕两种。电动旋腕需另一台电机驱动，并需滑环机构在腕部旋转运动时保证假肢手驱动电机缆线的联接，因而自动旋腕价格甚至高于单自由度假肢手价格。手动旋腕用健手旋动手腕，锁紧机构有摩擦式及棘轮式。手动摩擦旋腕应用广泛。

上述现有技术中存在以下问题：

1.假肢手及旋腕是两个独立的部件。两者用螺钉联接。虽然具有选择的方便，然而，手动式旋腕结构简单，价格便宜，已成为绝大多数患者的首要选择。

2.假肢手及旋腕两者分别都有基础构件(称为机架)。假肢手机架和旋腕机架两者用螺钉联接。两个机架有重叠的部分，造成尺寸及重量增加。

3.有的截肢患者保留了较长的小臂残肢，其对旋腕的长度有较苛刻的要求。患者对现有假肢手及旋腕不满意。

4.分离的假肢手及旋腕，造成零件数目增加，给制造及装配带来不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的问题，提供一种实现人手的夹持及腕部旋转基本功能的集成旋腕式单自由度假肢手。

本实用新型集成旋腕式单自由度假肢手，通过下述技术方案予以实现，由总成机架，旋腕部分和假肢手部分组成；

所述总成机架包括旋腕联接端和手部联接端，旋腕联接端由总成机架连接板25和悬腕连接部24组成，手部联接端由总成机架上侧板29和总成机架下侧板32组成，总成机架连接板一端固定旋腕联接部的凸出空心轴，总成机架连接板另一端分别固定总成机架上侧板29和总成机架下侧板32的一端；

所述旋腕部分包括：旋腕端盖1，旋腕挡片2，塑料垫3，小臂联接器4，O形密封圈5，尼龙垫6和旋腕限位螺钉17，总成机架的旋腕联接端凸出空心轴颈上套装着旋腕小臂联接器4，旋腕小臂联接器4面对总成机架7的内平面上加工有环形槽，环形槽内嵌O形橡胶密封圈5，密封圈5与尼龙垫6相接触；旋腕挡片2通过螺钉联接于总成机架旋腕联接端凸出空心轴端面上，两者之间置有塑料垫3；旋腕端盖1位于旋腕挡片2外侧，旋腕端盖1通过螺钉与旋腕小臂联接器4固定；旋腕小臂联接器4上固定着一限位螺钉17，用于对旋腕挡片2的阻挡部分实施限位；

所述假肢手部分包括：电机减速器组件8，第二轴延长式铜套9，二联齿轮轴10，假肢中指11，假肢食指12，假肢拇指13，第二轴铜套14，第一轴铜套15，减速器输出齿轮轴16，扇形齿轮18，食指第一销轴19，连杆20，食指第二销轴21，拇指第一销轴22和拇指第二销轴23；

总成机架7手部联接端的两侧板的第一组同心孔用于约束电机减速器组件8，电机减速器组件8穿过一个侧板的一个大孔，与电机减速器组件固定孔相对的侧板孔内嵌放着第一轴铜套15，电机减速器组件输出齿轮轴16的轴颈插入于第一轴铜套15内，中间传动轴10是二联齿轮轴，二联齿轮10的一个齿轮与电机减速器组件8输出齿轮啮合，在总成机架7手部联接端两侧板加工有第二组同心孔，第二组同心孔内分别安装第二轴铜套14及第二轴延长式铜套9，用于对二联齿轮轴10的两端的轴颈实施约束；

总成机架7手部联接端上、下侧板前端加工有两组同心孔，分别固定联接着食指第一销轴19及拇指第一销轴22，假肢食指12及假肢中指11加工有两组同心孔，假肢食指12及假肢中指11后端同心孔穿过食指第一销轴19；假肢食指12与假肢中指11前端同心孔穿过食指第二销轴21，销轴21外周联接在一连杆20的一端的孔内，假肢拇指13也加工有两个孔，前端的孔穿过拇指第一销轴22，拇指23后端的孔内间隙配合联接着拇指第二销轴23，销轴23与连杆20另一端孔间隙配合联接；扇形齿轮18与二联齿轮轴10的第二个齿轮啮合，而扇形齿轮18与假肢食指12紧固联接。

所述二联齿轮轴的总长度小于假肢手两侧板的间距。

在总成机架的腕部联接端的平面处安装有尼龙垫片。旋腕小臂联接器的中心孔套装在总成机架腕部联接端的突出空心轴颈外周上，两者可以相对转动。旋腕小臂联接器面向总成机架腕部联接端的平面上加工了环形槽，槽内嵌放着O形橡胶密封圈，该密封圈与尼龙垫片接触，两者可以相对滑动，可以提供所需的摩擦力矩。旋腕挡片通过螺钉联接于总成机架的腕部联接端轴颈上。在旋腕挡片与旋腕小臂联接器之间安装有塑料垫片，该塑料垫片与旋腕小臂联接器之间也存在摩擦力约束。小臂授腔可以套装在旋腕小臂联接器外圆周上，两者以螺钉联接。这样，总成机架就可以绕小臂轴线回转。O型密封圈与尼龙垫片提供的摩擦力矩可以保持总成机架相对于小臂授腔的姿态。旋腕小臂联接器上安装有限位螺钉，可以对旋腕挡片的阻挡部分实施阻挡，避免了总成机架整周回转，防止穿过总成机架腕部联接端空心轴颈的线缆折断。

在总成机架手部联接端具有两个侧板。两个侧板各有四个对应的孔，对应的孔是同心的。最前端的两个孔分别穿过螺钉用于在两端固定带螺纹孔的销轴。中指与食指是紧固为一体的，加工了两个同心孔。食指与中指后端的孔穿过前述的一个销轴，并可绕其转动。食指与中指前端的孔内穿过螺钉，紧固联接着另一销轴，销轴外周上套装着一个连杆的一端。拇指也加工了两个孔。拇指前端的孔套装在侧板前端的一个销轴外周，并可绕前端销轴回转。拇指后端的孔与前述连杆另一个孔用销钉联接。这样，拇指与食指的运动成为联动运动方式。总成机架手部联接端的两个侧板对应的第一个同心孔用于固定电机。侧板直径较大的孔内穿套着电机减速器组件，对应的较小的孔内嵌放着一铜套，铜套内约束着电机减速器组件输出齿轮轴轴颈。总成机架手部联接端的两个侧板对应的第二个同心孔用于约束中间传动轴，中间传动轴为二联齿轮轴。二联齿轮轴中的直径较大的齿轮与电机减速器组件输出齿轮啮合。二联齿轮直径较小的齿轮与一扇形齿轮啮合，而该扇形齿轮与食指紧固。这样，电机的回转运动经齿轮传动链，成为拇指及食指的开合运动。中间传动轴总长略小于两侧板间距，以便中间传动轴顺利安装。中间传动轴两端都设计为轴颈，以便与滑动轴承配合。一铜套嵌入于总成机架第二同心孔中的一个。另一延长式铜套通过螺钉联接于总成机架侧板上。延长式铜套在中间齿轮轴安装后，再套装在中间轴的轴颈上。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型把传统的单自由度假肢手机架及手动旋腕的机架设计为一个零件称为总成机架。总成机架消除了原单自由度假肢手机架及摩擦式旋腕机架的重叠部分，并把假肢手的两个侧板也集成在总成机架上。这样，原设计中的四个零件现设计为一个零件，消减了冗余，省去了原假肢手机架与摩擦旋腕机架之间的三个联接螺钉及两侧板与假肢手机架之间的四个联接螺钉。

2.减少了原旋腕部件与假肢手部件之间的联接部分的加工，免除了两者的联接螺钉。减少了两侧板与机架之间的联接部分加工，免除了两者的联接螺钉。

3.缩短了假肢手旋腕组件的总长度，旋腕总长度缩短为7毫米。满足了保留较长残肢截肢者的假肢手的要求。

4.由于强化了侧板与机架的联接，增强了假肢手基体刚度，使手指的开合运动更平稳。

附图说明

图1是总成机架立体图；

图2是集成旋腕假肢手结构剖视图；

图3是集成旋腕假肢手传动图。

其中

1.旋腕端盖2.旋腕挡片3.塑料垫4.小臂联接器5.O形密封圈6.尼龙垫7总成机架8.电机减速器组件9.第二轴延长式铜套10.二联齿轮轴11.假肢中指12.假肢食指13.假肢拇指14.第二轴铜套15.第一轴铜套16.减速器输出齿轮轴17.旋腕限位螺钉18.扇形齿轮19.食指第一销轴20.连杆21.食指第二销轴22.拇指第一销轴23.拇指第二销轴24.旋腕连接部25.总成机架连接板26.电机安装孔27.第二轴延长式铜套安装孔28.总成机架食指销轴安装孔29.总成机架上侧板30.总成机架拇指第一销轴安装孔31.总成机架拇指第二销轴安装孔32.总成机架下侧板33.第二轴铜套安装孔34.第一轴输出齿轮铜套安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，总成机架7把传统设计的假肢手两侧板，假肢手机架，摩擦旋腕机架四个零件整合为一个零件，消减了冗余。总成机架包括总成机架连接板25、总成机架上侧板29和总成机架下侧板组成的手部联接端，总成机架连接板25一端固定旋腕联接端24凸出空心轴，总成机架连接板25另一端分别固定总成机架上侧板29和总成机架下侧板的一端。

如图2所示，总成机架7的旋腕联接端凸出空心轴颈上套装着旋腕小臂联接器4，两者可以绕共同轴线相对回转。旋腕小臂联接器4面对总成机架7的内平面上加工有环形槽，环形槽内嵌O形橡胶密封圈5，密封圈5与尼龙垫6相接触。旋腕挡片2通过螺钉联接于总成机架7旋腕联接端凸出空心轴端面上，两者之间置有塑料垫3。旋腕端盖1位于旋腕挡片2外侧，旋腕端盖1通过螺钉与旋腕小臂联接器4固定；总成机架7相对旋腕小臂联接器4可以回转。而O形圈5与尼龙垫6，塑料垫3与小臂联接器4之间的摩擦力矩用于保持总成机架7与旋腕小臂联接器4之间的相对姿态。旋腕小臂联接器4上固定着一限位螺钉17，对旋腕挡片2的阻挡部分实施限位。

总成机架上侧板29及下侧板32的第一组同心孔用于约束电机减速器组件8。电机减速器组件8穿过侧板29的电机安装孔26。与电机安装孔26相对的侧板32的第一轴输出齿轮铜套安装孔34内嵌放着第一轴铜套15。电机减速器组件输出齿轮轴16的轴颈插入于第一轴铜套15内。中间传动轴10是二联齿轮轴，其总长度稍短于两侧板内部间距，以便于该轴的安装。二联齿轮10的一个齿轮与电机减速器组件8输出齿轮啮合。在总成机架7上侧板29及下侧板32分别加工有第二组同心孔：第二轴延长式铜套安装孔27及第二轴普通铜套安装孔33。第二轴普通铜套安装孔33内安装第二轴铜套14，第二轴延长式铜套安装孔27内安装第二轴延长式铜套9，用于对二联齿轮轴10的两端的轴颈实施约束。

总成机架7手部联接端上、下侧板前端加工用于联接食指销轴的孔：总成机架食指销轴安装孔28和用于联接拇指销轴的孔：总成机架拇指第一销轴安装孔30、总成机架拇指第二销轴安装孔31。如图3所示，食指销轴安装孔28固定联接着食指第一销轴19，总成机架拇指第一销轴安装孔30、总成机架拇指第二销轴安装孔31固定连接着拇指第一销轴22。食指12及中指11加工有两组同心孔，食指12及中指11后端同心孔穿过食指第一销轴19，食指12及中指11绕食指第一销轴回转。食指12与中指11前端同心孔穿过食指第二销轴21。销轴21外周联接在一连杆20的一端的孔内。拇指13也加工有两个孔，前端的孔穿过拇指第一销轴22，拇指13绕拇指第一销轴22回转。拇指23后端的孔内间隙配合联接着拇指第二销轴23。销轴23与连杆20另一端孔间隙配合联接。扇形齿轮18与二联齿轮轴10的第二个齿轮啮合，而扇形齿轮18与食指12紧固联接。单自由度假肢手机械传动路线为电机减速器组件8输出齿轮轴16，依次传动中间传动轴10二联齿轮，扇形齿轮18，食指12及中指11，连杆20，拇指13，形成食指12及拇指13的屈指及展指运动。

Claims (2)

1.一种集成旋腕式单自由度假肢手，其特征在于，由总成机架，旋腕部分和假肢手部分组成；

所述总成机架包括旋腕联接端和手部联接端，旋腕联接端由总成机架连接板(25)和悬腕连接部(24)组成，手部联接端由总成机架上侧板(29)和总成机架下侧板(32)组成，总成机架连接板一端固定旋腕联接部的凸出空心轴，总成机架连接板另一端分别固定总成机架上侧板(29)和总成机架下侧板(32)的一端；

所述旋腕部分包括：旋腕端盖(1)，旋腕挡片(2)，塑料垫(3)，小臂联接器(4)，O形密封圈(5)，尼龙垫(6)和旋腕限位螺钉(17)，总成机架的旋腕联接端凸出空心轴颈上套装着旋腕小臂联接器(4)，旋腕小臂联接器(4)面对总成机架(7)的内平面上加工有环形槽，环形槽内嵌O形橡胶密封圈(5)，密封圈(5)与尼龙垫(6)相接触；旋腕挡片(2)通过螺钉联接于总成机架旋腕联接端凸出空心轴端面上，两者之间置有塑料垫(3)；旋腕端盖(1)位于旋腕挡片(2)外侧，旋腕端盖(1)通过螺钉与旋腕小臂联接器(4)固定；旋腕小臂联接器(4)上固定着一限位螺钉(17)，用于对旋腕挡片(2)的阻挡部分实施限位；

所述假肢手部分包括：电机减速器组件(8)，第二轴延长式铜套(9)，二联齿轮轴(10)，假肢中指(11)，假肢食指(12)，假肢拇指(13)，第二轴铜套(14)，第一轴铜套(15)，减速器输出齿轮轴(16)，扇形齿轮(18)，食指第一销轴(19)，连杆(20)，食指第二销轴(21)，拇指第一销轴(22)和拇指第二销轴(23)；

总成机架(7)的上、下侧板的第一组同心孔用于约束电机减速器组件(8)，电机减速器组件(8)穿过上侧板(29)的电机安装孔(26)，与电机减速器组件固定孔相对的下侧板(32)的第一轴输出齿轮铜套安装孔孔(34)内嵌放着第一轴铜套(15)，电机减速器组件输出齿轮轴(16)的轴颈插入于第一轴铜套(15)，中间传动轴(10)是二联齿轮轴，二联齿轮(10)的一个齿轮与电机减速器组件(8)输出齿轮啮合，在总成机架(7)的上、下侧板加工有第二组同心孔，第二组同心孔内分别安装第二轴铜套(14)及第二轴延长式铜套(9)，用于对二联齿轮轴(10)的两端的轴颈实施约束；

总成机架(7)的上、下侧板前端加工有两组同心孔，分别固定联接着食指第一销轴(19)及拇指第一销轴(22)；假肢食指(12)及假肢中指(11)加工有两组同心孔，假肢食指(12)及假肢中指(11)后端同心孔穿过食指第一销轴(19)；假肢食指(12)与假肢中指(11)前端同心孔穿过食指第二销轴(21)，销轴(21)外周联接在一连杆(20)的一端的孔内，假肢拇指(13)也加工有两个孔，前端的孔穿过拇指第一销轴(22)，拇指(23)后端的孔内间隙配合联接着拇指第二销轴(23)，销轴(23)与连杆(20)另一端孔间隙配合联接；扇形齿轮(18)与二联齿轮轴(10)的第二个齿轮啮合，而扇形齿轮(18)与食指(12)紧固联接。

2.根据权利要求1所述的集成旋腕式单自由度假肢手，其特征在于，所述二联齿轮轴的总长度小于假肢手两侧板的间距。