CN207575300U - 一种适用于索控式仿生手的新型手臂及仿生手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及假肢领域，提供了一种适用于索控式仿生手的新型手臂及仿生手，包括单自由度手腕、集成式小臂和柔性接受腔，集成式小臂具有位置相对的大头和小头，单自由度手腕与小头连接，柔性接受腔与大头连接，集成式小臂包括小臂本体和舵机，小臂本体具有内腔，舵机设置于内腔内，内腔内还设置有电路板和电池，电池和舵机均与电路板电连接，小臂本体设置有与内腔连通的钢索通道，钢索通道位于舵机下方，且钢索通道贯穿单自由度手腕。该适用于索控式仿生手的新型手臂安装于仿生手时质量主要集中于集成式小臂上，便于残疾人士佩戴。本实用新型还提供了一种包括上述适用于索控式仿生手的新型手臂的仿生手，其便于上肢残疾人士佩戴。

Description

一种适用于索控式仿生手的新型手臂及仿生手

技术领域

本实用新型涉及假肢领域，具体而言，涉及一种适用于索控式仿生手的新型手臂及仿生手。

背景技术

我国有数以百万计的上肢残疾人口需要康复帮助，而手是区分人与动物的关键之一，结构精巧，功能复杂，仿生手的技术难度可想而知。

智能仿生手主要服务于上肢残疾或功能障碍人群，目前市面上智能仿生手大多由于采用微小电机内置手指的方式，虽然外观看起来简单，但是实际重量大，不便于长期佩戴。

实用新型内容

本实用新型提供了一种适用于索控式仿生手的新型手臂，旨在改善现有仿生手手掌部分重量大，不便于佩戴的问题。

本实用新型还提供了一种仿生手，其便于上肢残疾人士佩戴。

本实用新型是这样实现的：

一种适用于索控式仿生手的新型手臂，包括单自由度手腕、集成式小臂和柔性接受腔，集成式小臂具有位置相对的大头和小头，单自由度手腕与小头连接，柔性接受腔与大头连接，集成式小臂包括小臂本体和舵机，小臂本体具有内腔，舵机设置于内腔内，内腔内还设置有电路板和电池，电池和舵机均与电路板电连接，小臂本体设置有与内腔连通的钢索通道，钢索通道位于舵机下方，钢索通道延伸至单自由度手腕，且钢索通道贯穿单自由度手腕。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，适用于索控式仿生手的新型手臂还包括大臂和肘关节，柔性接受腔通过大臂和肘关节与大头连接，大臂的一端与柔性接受腔连接，大臂远离柔性接受腔的另一端与肘关节连接，肘关节与大头连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，小臂本体侧壁设置有开口，开口与内腔连通，开口处设置有可拆卸的盖体。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，小臂本体的侧壁设置有显示屏，显示屏与电路板电连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，小臂本体靠近大头处的侧壁设置有用于安装开关按钮的第一通孔。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，小臂本体上位于第一通孔的下方设置有用于作为肌电信号传感器信号的接入口的第二通孔。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，舵机包括第一舵机和第二舵机，钢索通道包括第一钢索通道和第二钢索通道，第一钢索通道对应设置于第一舵机的下方，第二钢索通道对应设置于第二舵机的下方。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，小臂本体远离大头的一侧设置有卡孔，单自由度手腕靠近小臂本体的一侧设置有卡凸，卡凸设置于卡孔内实现集成式小臂与单自由度手腕的连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，单自由度手腕远离集成式小臂的一侧设置有凹槽，凹槽内设置有第三舵机。

一种仿生手，包括仿生手掌和上述的适用于索控式仿生手的新型手臂，仿生手与适用于索控式仿生手的新型手臂连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的适用于索控式仿生手的新型手臂，使用时，由于集成式小臂集成了多个电控系统，将原本置于手指和手掌内的系统部分，移至小臂内部，从而尽可能减小了手部的重量，提高仿生手佩戴的舒适性。本实用新型通过上述设计得到的仿生手，由于包括本实用新型所提供的适用于索控式仿生手的新型手臂，故其手掌部分质量轻，便于残疾人士佩戴。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的适用于索控式仿生手的新型手臂的正视图；

图2是本实用新型第一实施例提供的适用于索控式仿生手的新型手臂的侧视图；

图3是图2中小臂本体的第一视角的结构示意图；

图4是图2中小臂本体的第二视角的结构示意图；

图5是图2中单自由度手腕的第一视角的结构示意图；

图6是图2中单自由度手腕的第二视角的结构示意图；

图7是本实用新型第二实施例提供的适用于索控式仿生手的新型手臂的结构示意图。

图标：100-适用于索控式仿生手的新型手臂；110-单自由度手腕；111-卡凸；112-凹槽；113-第三舵机；130-集成式小臂；131-大头；132-小头；133-小臂本体；134-第一舵机；135-第二舵机；136-内腔；137-电路板；138-电池；139-舵机；141-开口；142-盖体；143-显示屏；144-第一钢索通道；145-第二钢索通道；146-第一通孔；147-第二通孔；148-钢索通道；149-卡孔；150-柔性接受腔；200-适用于索控式仿生手的新型手臂；210-单自由度手腕；230-集成式小臂；231-大头；232-小头；233-小臂本体；240-大臂；241-肘关节；250-柔性接受腔。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

第一实施例

请参照附图1和附图2所示，本实用新型实施例提供的适用于索控式仿生手的新型手臂100，其包括依次连接的单自由度手腕110、集成式小臂130和柔性接受腔150。柔性接受腔150为软质套体。

具体地，集成式小臂130具有位置相对的大头131和小头132，单自由度手腕110与小头132连接，柔性接受腔150与大头131连接。使用时，使用者将手臂套设于柔性接受腔150内，实现残肢与适用于索控式仿生手的新型手臂100的连接，需要说明的是，柔性接受腔150为柔性硅胶材质其大小尺寸因人而异，其佩戴方便，透气舒适。

请参照附图1并同时参照附图3和4，集成式小臂130包括小臂本体133和舵机139，小臂本体133具有内腔136，舵机139设置于内腔136内，内腔136内还设置有电路板137和电池138，电池138与舵机139均与电路板137连接，小臂本体133还设置有与内腔136连通的钢索通道148，该钢索通道148位于舵机139的下方。请参照附图5和6，钢索通道148延伸至单自由度手腕110，且贯穿单自由度手腕110。

集成式小臂130集成了舵机139、电路板137、电池138等电控系统，将原本置于手指和手掌内的系统部分，移至小臂内部，从而尽可能减小了手部的重量，提高仿生手佩戴的舒适性。

进一步地，舵机139包括第一舵机134和第二舵机135，内腔136内设置有舵机安装机构，该舵机安装机构上设置有螺孔，通过将螺钉穿过舵机139和螺孔，实现舵机139安装于内腔136内，一个舵机139对应设置4个螺孔，则一共设置有8个螺孔。将钢索通道148包括第一钢索通道144和第二钢索通道145，第一钢索通道144对应设置于第一舵机134的下方，第二钢索通道145对应设置于第二舵机135的下方。每一个舵机139对应连接一根或多根钢索，钢索的一端与舵机139连接，另一端穿过钢索通道148直通单自由度手腕110，舵机139工作带动钢索控制仿生手工作，设置两个舵机139的目的是为使仿生手动作更灵活，能够做较为复杂的动作。舵机139通过钢索控制仿生手的运动，舵机139顺时旋转手指弯曲，逆时旋转手指伸直。

需要说明的是，设置于小臂本体133内舵机139的数量还可以是1或3个及以上，钢索通道148的数量与设置于小臂本体133内的舵机139的数量相对应。可根据生产及市场需要进行数量调整。

请参照附图3和4，小臂本体133设置有开口141，开口141与内腔136连通，开口141开设于大头131，开口141处设置有可拆卸的盖体142，该可拆卸连接方式为卡接。设置开口141与盖体142的目的是方便小臂本体133内个零部件的拆装。

进一步地，小臂本体133的侧壁设置有显示屏143，显示屏143与电路板137电连接，该显示屏143设置于盖体142的外壁，盖体142的外壁开设有安装槽(图未示)，显示屏143通过螺钉固定与安装槽内。设置显示屏143的目的是为了能够时时显示仿生手的信息，包括电量和动作定义等，以便于适用于索控式仿生手的新型手臂100的使用更便捷。

进一步地，小臂本体133靠近大头131处的侧壁设置有第一通孔146，第一通孔146的截面为边长8mm的正方形。设置第一通孔146的目的是为了在其中安装控制电路板137的开关按钮。

进一步地，小臂本体133上位于第一通孔146的下方设置有第二通孔147，第二通孔147的孔径为10mm，其作为肌电信号传感器信号的接入口。

请参照附图3和4并结合参见附图5和6，进一步地，小臂本体133远离大头131的一侧设置有卡孔149，单自由度手腕110靠近小臂本体133的一侧设置有卡凸111，卡凸111设置于卡孔149内实现集成式小臂130与单自由度手腕110的连接。该连接方式方便拆卸。

请参照附图1和2并同时参见附图5和6，进一步地，单自由度手腕110远离集成式小臂130的一侧设置有凹槽112，凹槽112内设置有第三舵机113，第三舵机113与仿生手掌连接，第三舵机113的旋转盘设置有螺孔，紧固螺钉穿过螺孔与单自由度手腕110连接。单自由度手腕110可通过第三舵机113的运动实现自主地旋转，初始状态沿顺时针方向和逆时针方向各旋转90度，满足日常的使用。单自由度手腕110安装有第三舵机113具备一个主动式活动自由度，可实现沿手臂的轴向旋转。配合仿生手实现更多的动作，完成仿生手掌的内翻外翻动作。

本实施例所提供的适用于索控式仿生手的新型手臂100适合小臂截肢的残疾人士使用，且根据截肢程度的不同调整集成式小臂130的长度。

第二实施例

参照附图7所示，本实用新型实施例所提供的适用于索控式仿生手的新型手臂200，其实现原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

本实施例提供的适用于索控式仿生手的新型手臂200其包括单自由度手腕210、集成式小臂230、大臂240、肘关节241和柔性接受腔250，集成式小臂230包括小臂本体233，小臂本体233具有位置相对大头231和小头232。柔性接受腔250通过大臂240和肘关节241与大头231连接，大臂240的一端与柔性接受腔250连接，大臂240远离柔性接受腔250的另一端与肘关节241连接，肘关节241与大头231连接，单自由度手腕210与小头232连接。

肘关节241具备被动式旋转的功能，可实现集成式小臂230沿肘关节241旋转。从手臂伸直到完全弯曲，即从0度到90度，有四个角度位置采用锁位的方式可以固定集成式小臂230的角度，满足日常的使用。在使用前，健全的另一只手扳动集成式小臂230调整到所需位置再固定即可。

本实施例所提供的适用于索控式仿生手的新型手臂200适合大臂截肢的残疾人士使用。且根据截肢程度的不同调整大臂240的长度。

综上所述，适用于索控式仿生手的新型手臂由于集成式小臂集成了多个电控系统，将原本置于手指和手掌内的系统部分，移至小臂内部，从而尽可能减小了手部的重量，提高仿生手佩戴的舒适性；设置多个舵机可使仿生手能做更复杂的动作；小臂本体设置开口和盖体有利于适用于索控式仿生手的新型手臂的拆装；设置显示屏能时时显示仿生手的信息；卡凸与卡孔的设计方便与单自由度手腕与集成式小臂之间的拆卸；大臂与肘关节的设计使得适用于索控式仿生手的新型手臂能够适合大臂截肢的残疾人士使用。

本实用新型还提供了一种仿生手，该仿生手包括相互连接的仿生手掌和本实用新型所提供的适用于索控式仿生手的新型手臂。由于该仿生手包括本实用新型所提供的适用于索控式仿生手的新型手臂故其手掌部质量轻便于残疾人士佩戴。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，包括单自由度手腕、集成式小臂和柔性接受腔，所述集成式小臂具有位置相对的大头和小头，所述单自由度手腕与所述小头连接，所述柔性接受腔与所述大头连接，所述集成式小臂包括小臂本体和舵机，所述小臂本体具有内腔，所述舵机设置于所述内腔内，所述内腔内还设置有电路板和电池，所述电池和所述舵机均与所述电路板电连接，所述小臂本体设置有与所述内腔连通的钢索通道，所述钢索通道位于所述舵机下方，所述钢索通道延伸至所述单自由度手腕，且所述钢索通道贯穿所述单自由度手腕。

2.根据权利要求1所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述适用于索控式仿生手的新型手臂还包括大臂和肘关节，所述柔性接受腔通过所述大臂和所述肘关节与所述大头连接，所述大臂的一端与所述柔性接受腔连接，所述大臂远离所述柔性接受腔的另一端与所述肘关节连接，所述肘关节与所述大头连接。

3.根据权利要求1所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述小臂本体侧壁设置有开口，所述开口与所述内腔连通，所述开口处设置有可拆卸的盖体。

4.根据权利要求1所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述小臂本体的侧壁设置有显示屏，所述显示屏与所述电路板电连接。

5.根据权利要求1所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述小臂本体靠近所述大头处的侧壁设置有用于安装开关按钮的第一通孔。

6.根据权利要求5所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述小臂本体上位于所述第一通孔的下方设置有用于作为肌电信号传感器信号的接入口的第二通孔。

7.根据权利要求1所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述舵机包括第一舵机和第二舵机，所述钢索通道包括第一钢索通道和第二钢索通道，所述第一钢索通道对应设置于所述第一舵机的下方，所述第二钢索通道对应设置于所述第二舵机的下方。

8.根据权利要求1所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述小臂本体远离所述大头的一侧设置有卡孔，所述单自由度手腕靠近所述小臂本体的一侧设置有卡凸，所述卡凸设置于所述卡孔内实现所述集成式小臂与所述单自由度手腕的连接。

9.根据权利要求8所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，其特征在于，所述单自由度手腕远离所述集成式小臂的一侧设置有凹槽，所述凹槽内设置有第三舵机。

10.一种仿生手，其特征在于，包括仿生手掌和如权利要求1-9任一项所述的适用于索控式仿生手的新型手臂，所述仿生手与所述适用于索控式仿生手的新型手臂连接。