CN219070814U - 一种仿生义指 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种仿生义指包括腕部固定组件、至少一个手指旋转组件、手指组件；所述手指旋转组件近端可转动地连接到所述手背部固定片远端；手指组件包括指根指节、中间指节、指尖指节，依次可转动连接，指根指节近端可转动连接到所述手指旋转组件远端；所述指根指节包括两个指根驱动件、一个指根套，所述指根套同指根指节、指尖指节中心线重合；所述中间指节包括两个中间指节驱动件，所述中间指节驱动件并向交叉布置。本实用新型通过残缺指根驱动仿生义指运动，可以很大程度上模拟人体手指的弯曲和伸展运动，达到自然仿生的效果，而且整体结构简单，生产成本可控，也可以较为快捷实现个人定制，有利于产品的大规模推广应用。

Description

一种仿生义指

技术领域

本实用新型涉及假肢技术领域，具体为一种仿生义指。

背景技术

目前，对于失去部分手指的残疾人士，特别是只残留手指指根部分的患者来说，一般是佩戴美容义指，美容义指直接套在残留的手指指根上起装饰作用，没有运动功能，不能像自然手指弯曲、动作。特别是对于失去两根及以上手指的患者来说，手指缺失导致其抓取物体不稳或不能抓住物体，丧失了部分劳动能力，严重影响其生活质量，美容义指对此基本无改善作用。

目前也有能辅助残疾人士进行动作的义指，但大多存在价格较高、定制周期较长等问题，而且一般其结构也较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种仿生义指，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种仿生义指，包括腕部固定组件、至少一个手指旋转组件和至少一个手指组件；所述腕部固定组件包括手腕带和手背部固定片，所述手腕带设置在手背部固定片近端，所述手背部固定片远端设置有至少一个过孔，用于连接手指旋转组件；所述手指旋转组件近端连接到所述手背部固定片远端过孔处；手指组件包括指根指节、中间指节、指尖指节，依次连接；所述指根指节包括两个指根驱动件、一个指根套，所述指根套可拆卸或可滑动固定到一个指根驱动件上，所述指根套同指根指节、指尖指节中心线在水平面上的投影相互重合，两个所述指根驱动件的近端分别铰接到所述手指旋转组件的远端，两个所述指根驱动件的远端分别铰接到所述中间指节的近端。

进一步的，所述中间指节包括两个中间指节驱动件，两个所述中间指节驱动件的近端分别同两个所述指根驱动件的远端分别铰接，两个所述中间指节驱动件的远端分别铰接到所述指尖指节的近端；两个所述中间指节驱动件分别置于指根指节、指尖指节中心线的两侧，并向交叉布置。

进一步的，所述手背部固定片的过孔为沿手指方向的长槽孔。

进一步的，所述手指旋转组件近端同所述手背部固定片远端过孔处构成转动副或球面副。

进一步的，所述中间指节还包括有外壳，所述外壳为中空结构，所述中间指节驱动件设置在所述外壳内，所述外壳两端分别同所述指根指节、指尖指节铰接或者所述外壳固定到一个所述中间指节驱动件上或者所述外壳一端同所述指根指节或指尖指节铰接，另一端固定到一个所述中间指节驱动件上。

进一步的，所述指根指节包括指根第一驱动件、指根第二驱动件，所述指根第一驱动件、指根第二驱动件并向交叉排列。

进一步的，所述指根第一驱动件、指根第二驱动件并向排列，远端向下弯曲；所述指根第二驱动件设置有供指根第一驱动件从其中心线穿过的开孔结构；所述指根套可拆卸或可滑动固定到指根第二驱动件。

进一步的，所述指根第一驱动件近端设置有两个铰接孔，前后布置，分别为近端前孔，近端后孔；所述中间指节包括中间第一驱动件、中间第二驱动件；所述中间第二驱动件为L形结构，近端设置有折弯部，所述折弯部设置有两个铰接孔，上下布置，分别为近端上孔，近端下孔；所述中间第一驱动件的近端同所述指根第一驱动件的近端后孔连接，所述中间第二驱动件的近端下孔铰接到指根第一驱动件的近端前孔，所述中间第二驱动件的近端上孔铰接到指根第二驱动件的远端；所述指尖指节近端设置有两个铰接孔，上下布置，分别为指尖近端上孔，指尖近端下孔；所述中间第一驱动件远端铰接到所述指尖指节的近端上孔；所述中间第二驱动件远端铰接到所述指尖指节的近端下孔。

本实用新型所涉及的仿生义指，通过残缺指根驱动仿生义指运动，可以很大程度上模拟人体手指的弯曲和伸展运动，达到自然仿生的效果。而且整体结构简单，生产成本可控，也可以较为快捷实现个人定制，有利于产品的大规模推广应用。在具体的结构设计上，通过驱动件结构优化，使得指套位于整体结构的中心线上，有利于断指发力和带动仿生义指运动，同时可以显著提升长期使用的舒适性；通过远端指节驱动件交叉排列，在断指舒适的运动区间内可以实现远端指节更大的活动范围，实现更为真实的模拟效果。

为使本实用新型构思和其他目的、优点、特征及作用能更清楚易懂，将在下文具体实施方式中特举较佳实施例，并配合附图，作出详细展开说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的手指旋转组件和手指组件装配状态下手指伸直状态结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例的手指旋转组件和手指组件装配状态下手指弯曲状态结构示意图；

图4为本实用新型一种实施例的手指组件去掉中指指节外壳手指伸直状态结构示意图；

图5 为本实用新型一种实施例的手指旋转组件和手指组件装配状态下手指伸直状态爆炸示意图；

图6为本实用新型另一种实施例的手指旋转组件结构爆炸示意图。

图7为本实用新型另一种实施例的手背部固定片过孔局部放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如附图1-6所示，本实用新型所涉及的一种仿生义指包括腕部固定组件10、至少一个手指旋转组件20和至少一个手指组件30。

如附图1所示，所述腕部固定组件10包括手腕带102和手背部固定片101。手腕带102包裹在手腕上，用于把手背部固定片101近端固定于手腕上，手背部固定片102呈仿手背形片状，远端固定有至少一个手指旋转组件20。

所述近端是所述仿生义指佩戴后，以自身躯干为参照物确定。近端是指距离躯干近的一端，距离躯干远的一端就是远端。

所述手腕带102由右带状物1021和左带状物1022构成，两片带状物一端固接于手背部固定片10近端；另一端相互固接在一起。

进一步的，两片带状物一端和手背部固定片10近端固接方式为缝合或铆接或粘接；进一步的，两片带状物另一端相互固接的方式为手表带式连接或尼龙粘粘接。

所述手背部固定片10靠近手指指根处有至少一个过孔1011，过孔数量和手指断指的数量相匹配，用于连接一个或多个手指旋转组件20，附图为5个过孔1011。

进一步的，如附图7所示，手背部固定片10的过孔1011为沿手指方向的长槽孔，用于调节手指旋转组件的前后位置。

如附图1、2、3、5所示，手指旋转组件20包括底座上体213、底座下体214、手指连接杆212和顶盖211。底座上体213的下柱2132穿过手背部固定片101的过孔1011后其底部同底座下体214固定连接，二者共同夹持手背部固定片101，实现底座上体213同手背部固定片101的连接。

手指连接杆212近端同底座上体213铰接，具体的手指连接杆212的近端孔2121套在底座上体213的上柱2131上，组成回转运动副，实现一个自由度旋转；顶盖211固接在底座上体213上柱2131的上端面，防止手指连接杆轴向位移；进一步的，上柱2131与顶盖211、下柱2132同底座下体214的固接方式为焊接、粘结、螺纹连接中的任一种。

所述手指连接杆212上的中端孔2122、远端孔2123通过销钉4000连接手指组件。

如附图1-5所示，手指组件30由指根指节30-1、中间指节30-2、指尖指节30-3构成。指根指节30-1、中间指节30-2、指尖指节30-3依次可转动连接，指节之间可相对旋转。

具体的，指根指节30-1包含一指根第一驱动件311、一指根第二驱动件312和一个指根套313、紧固螺钉板314、紧固螺钉315。

所述指根第一驱动件311、指根第二驱动件312并向排列，远端向下弯曲。

指根第二驱动件312的近端孔3121通过销钉4000和手指连接杆的中端孔2122连接，指根第一驱动件311的近端孔3111通过销钉4000和手指连接杆远端孔2123连接；指根第二驱动件312的远端孔3122和指根第一驱动件311的近端前孔3113通过销钉4000连接于中间指节30-2。

所述指根第二驱动件312和指根第一驱动件311呈十字交叉并向排列，具体的，所述指根第二驱动件312设置有供指根第一驱动件311从其中心线穿过的开孔结构。指根第二驱动件312、指根套313、手指连接杆212、指尖指节30-3中心线在水平面上的投影相互重合。

具体的，如附图1-5所示，所述指根第二驱动件312包括有近端第一杆部312a、近端第二杆部312b、远端杆部312c，所述近端第一杆部312a、近端第二杆部312b相互平行，中部通过两处横杆321d连接固定，远端端部同远端杆部312c固定，横杆321d将近端第一杆部312a、近端第二杆部312b之间分隔为近端开口槽3125、远端封闭槽3123、中端封闭槽3124。

所述手指连接杆212嵌入指根第二驱动件312的近端开口槽3125，所述指根第一驱动件311穿过所述指根第二驱动件312的远端封闭槽3123；所述指根套313顶部连接到所述中端封闭槽3124。

需要说明的是，上述说明仅为本申请的一种实施例，所述指根第二驱动件312可以通过金属条焊接、整体铸造、3d打印等方式制备，在具体结构上附图所示的近端第一杆部312a、近端第二杆部312b、远端杆部312c截面为圆柱形，还可以为矩形或其他形状，同样的指根第一驱动件311、手指连接杆212其截面可以为矩形或其他形状，本申请不对其进行限定。

所述指根套313，为环状结构，顶部同指根第二驱动件312连接，具体的所述指根套313下端为一个圆环，圆环用于将患者残缺指根插入其内，驱动手指组件运动。所述圆环上端有凸台，凸台中间设置有通孔，紧固螺钉315穿过中端封闭槽3124、指根套313凸台上的通孔和紧固螺钉板314固接，使指根套313固定在指根第二驱动件312的底面上，并将通过松开紧固螺钉315，可以实现指根套313沿中端封闭槽3124的前后滑动，以调整指根套313的位置，位置确定后可以拧紧紧固螺钉315实现固定。

本申请通过上述结构实现指根第二驱动件312、指根套313、手指连接杆212、指尖指节30-3中心线在水平面上的投影相互重合，使得指根在佩戴和使用全过程中更为舒适，如果指根套313的中心线同手指整体的中心线不重合，在使用时，残指指根驱动力相对手指轴线有一个距离，从而对手指轴线产生一个扭矩，此力矩无法平衡，只能最终作用于残指上，残指始终需承受一个额外的扭矩，长期佩戴或因驱动力过大导致扭矩过大的话，很可能造成残指的韧带扭伤、关节移位等二次伤害。本申请的指套是安装在连杆的中心线上，而此中心线和残指的轴线是重合的，从而能够避免上述情况的发生。

所述中间指节30-2包含一中间第一驱动件322、一L形中间第二驱动件323和一个外壳321。两根驱动件并向排列，

中间第一驱动件322的近端孔3221通过销钉4000和指根指节30-1指根第一驱动件311的近端后孔3112连接，

中间第二驱动件323的近端下孔3232通过销钉4000和指根指节30-1指根第一驱动件311的近端前孔3113连接；中间第二驱动件323的近端上孔3231通过销钉4000和指根指节30-1指根第二驱动件312的远端孔3122连接。

中间第一驱动件322远端孔3222和中间第二驱动件323的远端孔3233通过销钉和指尖指节连接。

所述外壳321为中空结构，两个驱动件在其中空中穿过，外壳321近端孔3211通过销钉4000和中间第二驱动件323的近端下孔3232、指根指节30-1指根第一驱动件311的近端前孔3113连接；外壳321远端孔3212通过销钉4000和中间第二驱动件323的远端孔3233、指尖指节孔连接；可随中间第二驱动件323一起转动，外壳底部用于接触并抓握物体。

进一步的，外壳321亦可一端开孔位置在L型驱动件的杆身处，并固接在L型驱动件的杆身上，固接方式焊接、粘结、铆接或螺纹连接

进一步的，外壳321亦可两端开孔位置在都L型驱动件的杆身处，并固接在L型驱动件的杆身上，固接方式焊接、粘结、铆接或螺纹连接

指尖指节30-3包括用仿生指尖331仿生指尖用于接触并抓握物体，支撑部332用以支撑仿生指尖331和同中间指节30-2连接，所述支撑部332近端设置有同中间指节30-2连接孔，具体的支撑部332近端上孔3311通过销钉4000和中间指节30-2中间第一驱动件322远端孔3222连接；指尖指节331近端下孔3312通过销钉4000中间指节30-2的L型驱动件远端孔3233连接；中间第一驱动件322、中间第二驱动件323呈十字交叉并向排列。

外壳321中空部位方便中间第一驱动件322、中间第二驱动件323紧凑布局，并可最大程度增加驱动件的截面积，以加强整个中指手指的刚度和强度；并且中间第二驱动件323和中间第一驱动件322分别布局在指根指节驱动件的两侧，左右受力均匀，不会沿指节轴线产生扭转力矩，残指指根无需始终承受一个额外的扭矩，显著改善患者使用体验。

人体自然手指各指节之间最大相对旋转角度可达90°，仿生义肢也需达到这样的角度。本申请通过中间第一驱动件322、中间第二驱动件323呈十字交叉并向排列，形成平面四杆机构驱动对指尖指节30-3，当驱动其中驱动件在180°范围内旋转时，固定杆和对边杆之间有超过180°的旋转（对边杆相对于固定杆1翻转），进而实现指尖指节30-3大角度的转动，更真实的模拟人体手指的运动。

如果采用平面四杆机构来实现上述功能，根据平面四杆机构的工作原理并结合人体实际的手指直径和长度，需要选择双曲柄机构或双摇杆结构。无论双曲柄机构或双摇杆结构，如果两个驱动件未交叉，当驱动其中一个连架杆在180°范围内（双摇杆机构达不到这个旋转角度）旋转时，只能带动指尖指节30-3在相对小角度（一般不超过30%）的旋转；

所述仿生指尖331表面可以为类皮肤或其他材质。所述仿生指尖331和支撑部332可以为一体结构，比如一体成型的塑料或其他材质结构，也可以为两个独立结构，如所述支撑部332为塑料或其他材质的硬质结构，所述仿生指尖331为软质结构，所述仿生指尖331套在或在上部、下部连接到支撑部332上。

附图6所示为另一种实施例的手指旋转组件20b，该实施例的手指旋转组件20b同腕部固定组件10为球关节连接。具体的，所述手指旋转组件20b包括底座下体214、关节球型手指连接杆215、球座216、顶紧塞217。关节球型手指连接杆215从后部穿入球座216中空腔内，并把关节球2151和球座216内球面2161接触，顶紧塞217从球座216后部顶入并固接，顶紧塞内球面2171亦和关节球2151接触，球座内球面2161和顶紧塞内球面2171共同组成一个内球面，保证关节球2151可在内做三自由度旋转；底座下体214固接在球座216的下端面上，二者共同夹持手背部固定片101。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”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。

此外，需要说明的是，在本实用新型的描述中，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种仿生义指，其特征在于，包括腕部固定组件、至少一个手指旋转组件和至少一个手指组件；

所述腕部固定组件包括手腕带和手背部固定片，所述手腕带设置在手背部固定片近端，所述手背部固定片远端设置有至少一个过孔，用于连接手指旋转组件；

所述手指旋转组件近端连接到所述手背部固定片远端过孔处；

手指组件包括指根指节、中间指节、指尖指节，依次连接；

所述指根指节包括两个指根驱动件、一个指根套，所述指根套可拆卸或可滑动固定到一个指根驱动件上，所述指根套同指根指节、指尖指节中心线在水平面上的投影相互重合，两个所述指根驱动件的近端分别铰接到所述手指旋转组件的远端，两个所述指根驱动件的远端分别铰接到所述中间指节的近端。

2.根据权利要求1所述的仿生义指，其特征在于，所述中间指节包括两个中间指节驱动件，两个所述中间指节驱动件的近端分别同两个所述指根驱动件的远端分别铰接，两个所述中间指节驱动件的远端分别铰接到所述指尖指节的近端；

两个所述中间指节驱动件分别置于指根指节、指尖指节中心线的两侧，并向交叉布置。

3.根据权利要求1所述的仿生义指，其特征在于，所述手背部固定片的过孔为沿手指方向的长槽孔。

4.根据权利要求1所述的仿生义指，其特征在于，所述手指旋转组件近端同所述手背部固定片远端过孔处构成转动副或球面副。

5.根据权利要求1所述的仿生义指，其特征在于，所述中间指节还包括有外壳，所述外壳为中空结构，所述中间指节驱动件设置在所述外壳内，所述外壳两端分别同所述指根指节、指尖指节铰接或者所述外壳固定到一个所述中间指节驱动件上或者所述外壳一端同所述指根指节或指尖指节铰接，另一端固定到一个所述中间指节驱动件上。

6.根据权利要求2所述的仿生义指，其特征在于，所述指根指节包括指根第一驱动件、指根第二驱动件，所述指根第一驱动件、指根第二驱动件并向交叉排列。

7.根据权利要求6所述的仿生义指，其特征在于，所述指根第一驱动件、指根第二驱动件并向排列，远端向下弯曲；所述指根第二驱动件设置有供指根第一驱动件从其中心线穿过的开孔结构；所述指根套可拆卸或可滑动固定到指根第二驱动件。

8.根据权利要求6或7任一条所述的仿生义指，其特征在于，所述指根第一驱动件近端设置有两个铰接孔，前后布置，分别为近端前孔，近端后孔；

所述中间指节包括中间第一驱动件、中间第二驱动件；

所述中间第二驱动件为L形结构，近端设置有折弯部，所述折弯部设置有两个铰接孔，上下布置，分别为近端上孔，近端下孔；

所述中间第一驱动件的近端同所述指根第一驱动件的近端后孔连接，所述中间第二驱动件的近端下孔铰接到指根第一驱动件的近端前孔，所述中间第二驱动件的近端上孔铰接到指根第二驱动件的远端；

所述指尖指节近端设置有两个铰接孔，上下布置，分别为指尖近端上孔，指尖近端下孔；

所述中间第一驱动件远端铰接到所述指尖指节的近端上孔；所述中间第二驱动件远端铰接到所述指尖指节的近端下孔。

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