CN211388855U - 一种欠驱动仿生手腕装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种欠驱动仿生手腕装置，包括手腕盘座、假肢手盘座及转向支架，转向支架包括呈交叉设置的第一支撑杆组和第二支撑杆组，第一支撑杆组和第二支撑杆组中分别包含至少一根支撑杆，第一支撑杆组中的支撑杆与第二支撑杆组中的支撑杆分别位于平行设置的不同竖直面内；第一支撑组中的支撑杆具有相同的倾斜角度，第二支撑组中的支撑杆具有相同的倾斜角度，各支撑杆的两端分别与手腕盘座的上端面及假肢手盘座的下端面呈旋转铰接；第一支撑杆组和第二支撑杆组上分别设有贯穿手腕盘座的牵引绳，用于拉动支撑杆旋转。本实用新型可以真实模拟人的手腕运动，实现大角度翻转运动，方便与假肢手连接，更加灵活。

Description

一种欠驱动仿生手腕装置

技术领域

本实用新型涉及仿生手技术领域，具体涉及一种欠驱动仿生手腕装置。

背景技术

仿生手腕作为假肢手的主要组成部分，可以实现假肢手的动作更加灵活，成为国内外研究的重点，受到了社会残疾人的高度重视。

中国专利文献CN 204800661中公开了一种两自由度仿人手腕装置，包括翻转机构及旋转机构。翻转机构包括基座、第一动力单元、第一传动单元和侧翻平台，可以实现内外翻转运动。旋转机构包括第二动力单元、第二传动单元和转动平台，可以实现内外旋转运动，可作仿人机器人手腕使用，也可以安装在假肢手上。上述专利文献中在实现内外翻转运动时，其可控的翻转角度有限，结构复杂，且不能够真实模拟人手腕的翻转角度。

实用新型内容

针对现有技术中的以上不足，本实用新型提供了一种欠驱动仿生手腕装置，其结构简单，可以模拟人的手腕运动，实现假肢手的大角度翻转运动，且结构简单，方便与假肢手连接，使假肢手更加灵活。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种欠驱动仿生手腕装置，所述装置包括手腕盘座、假肢手盘座及位于所述手腕盘座和假肢手盘座之间的转向支架，所述转向支架包括呈交叉设置的第一支撑杆组和第二支撑杆组，所述第一支撑杆组和所述第二支撑杆组中分别包含至少一根支撑杆，所述第一支撑杆组中的支撑杆与所述第二支撑杆组中的支撑杆分别位于平行设置的不同竖直面内；所述第一支撑组中的支撑杆具有相同的倾斜角度，所述第二支撑组中的支撑杆具有相同的倾斜角度，各支撑杆的两端分别与所述手腕盘座的上端面及所述假肢手盘座的下端面呈旋转铰接；所述第一支撑杆组和第二支撑杆组上分别设有贯穿所述手腕盘座的牵引绳，用于拉动所述第一支撑杆组和第二支撑杆组中的支撑杆旋转。

优选地，所述第一支撑杆组设有两根平行设置的支撑杆，所述第二支撑杆组设有两根平行设置的支撑杆，所述第一支撑杆组中的两支撑杆位于所述第二支撑杆组中的两支撑杆的两侧.

所述牵引绳包括第一牵引绳和第二牵引绳，所述第一牵引绳贯穿所述手腕盘座，且靠近所述第一支撑杆组中的支撑杆上部铰接端设置；所述第二牵引绳贯穿所述手腕盘座，且靠近所述第二支撑杆组中的支撑杆上部铰接端设置。

进一步优选地，所述手腕盘座和假肢手盘座之间还设有第一盘座，所述第一盘座与所述手腕盘座之间、所述第一盘座与所述假肢手盘座之间分别设有呈交叉设置的第一支撑杆组和第二支撑杆组，各所述的第一支撑杆组位于同一竖直面内，各所述的第二支撑组位于同一竖直面内，所述第一盘座与所述假肢手盘座之间所设置的第二支撑杆组与所述第一盘座与所述手腕盘座之间所设置的第二支撑杆组通过联动杆连接。

最优选地，所述第一盘座与所述假肢手盘座之间还设有第二盘座，所述第二盘座与所述第一盘座之间、所述第二盘座与所述假肢手盘座)之间分别设有呈交叉设置的第一支撑杆组和第二支撑杆组，各所述的第一支撑杆组位于同一竖直面内，各所述的第二支撑组位于同一竖直面内，所述联动杆将所述手腕盘座、第一盘座、第二盘座和假肢手盘座之间的第二支撑杆组上下串接在一起。

所述联动杆包括平行设置的第一联动杆和第二联动杆，所述第一联动杆分别与其中一侧的位于同一竖直平面上的各所述第二支撑杆组中的支撑杆中部形成旋转铰接，所述第二联动杆分别与另一侧的位于同一竖直平面上的各所述第二支撑杆组中的支撑杆中部形成旋转铰接。

所述第一盘座和第二盘座的中部分别成型一通孔，所述第一联动杆和第二联动杆贯穿所述通孔中。

所述手腕盘座、第一盘座、第二盘座和假肢手盘座为等外径圆盘结构。

所述第一支撑杆组和第二支撑杆组中的各所述支撑杆相对所述通孔轴向呈对称设置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

A.本实用新型通过牵引绳的牵引作用控制并平衡转向支架3的转向，可以很好地控制仿生手腕的翻转方向及转角大小，且整个仿生手腕装置结构简单，非常方便配备给残疾人及机械人使用。

B.本实用新型可以实现多个盘座的组合，比如设置3层或更多层转向支架，每层中的第二支撑杆组中的两支撑杆分别与第一联动杆和第二联动杆串接，两牵引绳将作用力逐渐传递给第一联动杆和第二联动杆，在第一联动杆和第二联动杆的作用下实现每层转向支架的同向同步旋转，从而实现了假肢手的大角度翻转，加工成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1是本实用新型所提供的带有假肢手的仿生手腕装置整体结构图；

图2是手腕装置的其中一个角度下的整体结构示意图；

图3是手腕装置的另一角度下的整体结构示意图；

图4是手腕装置的另一角度下的整体结构示意图；

图5是本实用新型所提供的第二种仿生手腕装置结构示意图；

图6是本实用新型所提供的第三种仿生手腕装置结构示意图；

图7是图6所示另一角度结构示意图。

附图标记说明：

1-手腕盘座；2-假肢手盘座

3-转向支架

31-第一支撑杆组，32-第二支撑杆组

4-牵引绳

41-第一牵引绳，42-第二牵引绳

5-第一盘座

6-联动杆

61-第一联动杆，62-第二联动杆

7-第二盘座；8-通孔；9-铰接座。

a-支撑杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图5所示，本实用新型提供了一种欠驱动仿生手腕装置，包括手腕盘座1、假肢手盘座2及位于手腕盘座1和假肢手盘座2之间的转向支架 3，转向支架3包括呈交叉设置的第一支撑杆组31和第二支撑杆组32，第一支撑杆组31和第二支撑杆组32中分别包含至少一根支撑杆a，第一支撑杆组31中的支撑杆与第二支撑杆组32中的支撑杆分别位于平行设置的不同竖直面内；第一支撑杆组31中的支撑杆具有相同的倾斜角度，第二支撑杆组32中的支撑杆具有相同的倾斜角度，各支撑杆的两端分别与手腕盘座1的上端面及假肢手盘座2的下端面呈旋转铰接；第一支撑杆组 31和第二支撑杆组32上分别设有贯穿手腕盘座1的牵引绳4，用于拉动第一支撑杆组31和第二支撑杆组32中的支撑杆旋转。其中的牵引绳4设置了第一牵引绳41和第二牵引绳42，分别设置在假肢手盘座2的下端面两端位置，通过电机分别驱动第一牵引绳41和第二牵引绳42，第一牵引绳41用于带动第一支撑杆组31向下旋转，而此时的第二牵引绳42和第二支撑杆组32则跟随第一支撑杆组31的旋转方向同步旋转，此时的假肢手盘座2向着一侧翻转一定角度，通过保持两牵引绳保持相同力度，实现对手腕翻转角度的保持；当拉动第二牵引绳时，第二牵引绳带动第二支撑杆组向着相反的方向旋转，此时假肢手盘座会向着相反的一侧翻转一定角度，其结构简单，制作成本低，且很巧妙的实现了手腕的灵活翻转动作。

本实用新型中优选地在第一支撑杆组31中设有两根平行设置的支撑杆，在第二支撑杆组32设有两根平行设置的支撑杆，第一支撑杆组31中的两支撑杆位于第二支撑杆组32中的两支撑杆的两侧。

如图6和图7所示，在手腕盘座1和假肢手盘座2之间还设有第一盘座5，第一盘座5与手腕盘座1之间、第一盘座5与假肢手盘座2之间分别设有呈交叉设置的第一支撑杆组31和第二支撑杆组32，各第一支撑杆组31位于同一竖直面内，各第二支撑杆组32位于同一竖直面内，第一盘座5与假肢手盘座2之间所设置的第二支撑杆组32与第一盘座5与手腕盘座1之间所设置的第二支撑杆组32通过联动杆6连接。当然还可以将联动杆6与第一支撑杆组31中的各支撑杆连接，同样可以实现仿生手腕功能。在拉动其中一个牵引绳时，通过联动杆可以实现对上层中各个支撑杆的旋转动作，可以实现大角度的手腕翻转。

如图1至图4所示，本实用新型最优选的方案是：第一盘座5与假肢手盘座2之间还设有第二盘座7，第二盘座7与第一盘座5之间、第二盘座7与假肢手盘座2之间分别设有呈交叉设置的第一支撑杆组31和第二支撑杆组32，这样的话，第一盘座5、第二盘座7将假肢手盘座与手腕盘座之间的空间分隔成三层结构，每层具有相同的第一支撑杆组和第二支撑杆组，每层的第一支撑杆组中设置了两个呈平行设置且具有一定倾角的支撑杆，每层的第二支撑杆组中设置了两个呈平行设置且具有一定倾角的支撑杆。如图2所示，所形成的三层结构，每层四个支撑杆分别位于四个竖直平面内，联动杆6将手腕盘座1、第一盘座5、第二盘座7和假肢手盘座2之间的第二支撑杆组32上下串接在一起。通过牵引绳，在联动杆的作用下，每层结构都要产生一定角度的翻转，三层结构可以实现更大角度的手腕翻转。

当然还可以在第一盘座和第二盘座之间设置更多的盘座，实现更大角度的手腕翻转，由于每层结构都相同，所以制作起来更加简便。

这里的联动杆6包括平行设置的第一联动杆61和第二联动杆62，第一联动杆61分别与其中一侧的位于同一竖直平面上的各第二支撑杆组32 中的支撑杆中部形成旋转铰接，第二联动杆62分别与另一侧的位于同一竖直平面上的各第二支撑杆组32中的支撑杆中部形成旋转铰接。

为了是联动杆具有充分的摆动范围，在第一盘座和第二盘座的中部位置分别成型了较大的通孔结构，优选地，第一支撑杆组31和第二支撑杆组32中的各支撑杆呈对称设置在通孔的两侧，其中的第二支撑杆组中的两支撑杆分别位于通孔的位置，第一联动杆61和第二联动杆62分别贯穿通孔8，并与第二支撑杆组中的两支撑杆中部形成旋转铰接。

本实用新型中所有支撑杆的两端分别通过固定在各个盘座上的铰接座 9形成旋转连接。图中优选的采用了手腕盘座1、第一盘座5、第二盘座7 和假肢手盘座2为等外径圆盘结构，通孔设置在第一盘座和第二盘座的中部，当然，这里的通孔不局限于图中的大圆孔结构，还可以为两个平行设置的长条孔结构，分别贯穿第一联动杆和第二联动杆。

本实用新型通过牵引绳的牵引作用控制并平衡转向支架3的转向，可以很好地控制手腕的翻转方向及转角大小，且整个仿生手腕装置结构简单，非常方便配备给残疾人及机械人使用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述装置包括手腕盘座(1)、假肢手盘座(2)及位于所述手腕盘座(1)和假肢手盘座(2)之间的转向支架(3)，所述转向支架(3)包括呈交叉设置的第一支撑杆组(31)和第二支撑杆组(32)，所述第一支撑杆组(31)和所述第二支撑杆组(32)中分别包含至少一根支撑杆(a)，所述第一支撑杆组(31)中的支撑杆与所述第二支撑杆组(32)中的支撑杆分别位于平行设置的不同竖直面内；所述第一支撑杆组(31)中的支撑杆具有相同的倾斜角度，所述第二支撑杆组(32)中的支撑杆具有相同的倾斜角度，各支撑杆的两端分别与所述手腕盘座(1)的上端面及所述假肢手盘座(2)的下端面呈旋转铰接；所述第一支撑杆组(31)和第二支撑杆组(32)上分别设有贯穿所述手腕盘座(1)的牵引绳(4)，用于拉动所述第一支撑杆组(31)和第二支撑杆组(32)中的支撑杆旋转。

2.根据权利要求1所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述第一支撑杆组(31)设有两根平行设置的支撑杆，所述第二支撑杆组(32)设有两根平行设置的支撑杆，所述第一支撑杆组(31)中的两支撑杆位于所述第二支撑杆组(32)中的两支撑杆的两侧。

3.根据权利要求1所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述牵引绳(4)包括第一牵引绳(41)和第二牵引绳(42)，所述第一牵引绳(41)贯穿所述手腕盘座(1)，且靠近所述第一支撑杆组(31)中的支撑杆上部铰接端设置；所述第二牵引绳(42)贯穿所述手腕盘座(1)，且靠近所述第二支撑杆组(32)中的支撑杆上部铰接端设置。

4.根据权利要求1-3任一所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述手腕盘座(1)和假肢手盘座(2)之间还设有第一盘座(5)，所述第一盘座(5)与所述手腕盘座(1)之间、所述第一盘座(5)与所述假肢手盘座(2)之间分别设有呈交叉设置的第一支撑杆组(31)和第二支撑杆组(32)，各所述的第一支撑杆组(31)位于同一竖直面内，各所述的第二支撑杆组(32)位于同一竖直面内，所述第一盘座(5)与所述假肢手盘座(2)之间所设置的第二支撑杆组(32)与所述第一盘座(5)与所述手腕盘座(1)之间所设置的第二支撑杆组(32)通过联动杆(6)连接。

5.根据权利要求4所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述第一盘座(5)与所述假肢手盘座(2)之间还设有第二盘座(7)，所述第二盘座(7)与所述第一盘座(5)之间、所述第二盘座(7)与所述假肢手盘座(2)之间分别设有呈交叉设置的第一支撑杆组(31)和第二支撑杆组(32)，各所述的第一支撑杆组(31)位于同一竖直面内，各所述的第二支撑杆组(32)位于同一竖直面内，所述联动杆(6)将所述手腕盘座(1)、第一盘座(5)、第二盘座(7)和假肢手盘座(2)之间的第二支撑杆组(32)上下串接在一起。

6.根据权利要求5所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述联动杆(6)包括平行设置的第一联动杆(61)和第二联动杆(62)，所述第一联动杆(61)分别与其中一侧的位于同一竖直平面上的各所述第二支撑杆组(32)中的支撑杆中部形成旋转铰接，所述第二联动杆(62)分别与另一侧的位于同一竖直平面上的各所述第二支撑杆组(32)中的支撑杆中部形成旋转铰接。

7.根据权利要求6所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述第一盘座(5)和第二盘座(7)的中部分别成型一通孔(8)，所述第一联动杆(61)和第二联动杆(62)贯穿所述通孔(8)中。

8.根据权利要求7所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述手腕盘座(1)、第一盘座(5)、第二盘座(7)和假肢手盘座(2)为等外径圆盘结构。

9.根据权利要求8所述的欠驱动仿生手腕装置，其特征在于，所述第一支撑杆组(31)和第二支撑杆组(32)中的各所述支撑杆(a)相对所述通孔轴向呈对称设置。

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