CN2668077Y - 用于前臂极短残肢的电动肘关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于前臂极短残肢的电动肘关节，包括直流微电机驱动的减速器和双四连杆传动机构以及上臂筒和前臂筒，其主要特点是，电动肘关节的减速器安装在前臂筒内，位置在残肢端部下面，通过双四连杆传动系统使得假肢在自然肘关节处伸屈，摇杆与上臂筒相连，这种结构达到了既有外部动力，又能使假肢前臂与上臂长度保持正常比例的目的，同时这种肘关节可以利用残肢上臂的肱二头肌和肱三头肌的肌电信号控制屈肘和伸肘，由于人体肘关节伸屈本来就是由这两块肌肉控制的，所以控制非常自然，轻松自如，而且功能良好，可靠性高，结构较为简单，安装使用非常方便，特别适用于前臂极短残肢的病人安装使用。

Description

用于前臂极短残肢的电动肘关节

技术领域

本实用新型涉及假肢领域，特别涉及康复工程中的电动肘关节假肢领域，具体是指一种用于前臂极短残肢的电动肘关节。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，对生活质量的要求在逐步增加。对于残肢人来说，同样存在着这方面的要求，因此如何使他们更方便的学习、工作和生活，是一个非常重要的问题。因此，康复工程也是摆在社会面前的一个重要领域。目前，各种各样的残疾人假肢产品的出现，大大方便了残疾人的生活，提高了他们的生活质量，尤其是对于上肢残疾的人来说，上肢假肢更具有非常重要的意义，其功能的强弱直接影响了他们的生活质量。

目前，对于前臂截肢但是残肢极短的病人来说，由于屈肘90时前臂残肢横向伸出上臂很少甚至未伸出上臂，这样的极短前臂没有起码的长度来举起前臂假肢，使肘关节失去了功能，又占据了安装假肢肘关节的位置，如果将电动肘关节安装于前臂极短残肢下面，由于假肢肘关节位置低于人体肘关节位置很多，使得前臂很短，功能和外观都无法满足要求。而在现有国内外的假肢技术中，对于这种残肢还没有实用的安装电动肘关节的方法，只能安装一副放在肘关节两边的铰链，这付铰链固定在上臂筒与前臂筒之间。铰链轴装有锁，可在几种不同位置锁定，开锁后可自由摆动。锁的开闭靠肩部活动拉动或者完全被动地靠另一只手扳动。这种肘关节都没有外部能源和动力装置，只能靠人力使其活动。如果另一侧的手也伤残，这种假肢就更不能满足功能上的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种控制轻松自如、结构简单、功能稳定可靠、安装使用方便、适用于前臂极短残肢安装的电动肘关节。

为了实现上述的目的，本实用新型的用于前臂极短残肢的电动肘关节具有如下构成：

该用于前臂极短残肢的电动肘关节，包括直流微电机驱动的减速器、双四连杆动传动机构和上臂筒、前臂筒。其主要特点是，减速器位于前臂筒内残肢端部下方，用双四连杆传动到肘关节处，使假肢肘关节伸屈时前臂和上臂长度保持自然比例。

该肘关节可以用肌电信号控制，在前臂筒内装上控制肘、腕、手的三自由度肌电控制系统或控制肘和手指的二自由度肌电控制系统。前臂筒端部装上腕和手头，便可用肌电信号来控制肘关节和腕及手指的动作。如果前臂长度较短，则只能安装电动手头和被动腕，肌电信号可控制肘和手指的动作，该肘关节也可用开关控制。开关可用肩带拉动或靠残肢肘伸屈碰触或拉动。

该用于电动肘关节的传动机构为装于减速器两侧的二个四连杆结构，该四连杆结构包括一个一端固定于所述减速器传动轴的曲柄，该曲柄的一端与一连杆的一端相铰接，该连杆的另一端与一锐角L形摇杆末端相铰接，该锐角L形摇杆的顶角端与减速器固定支架的延伸杆末端相铰接，一弧形前支架与一弧形后支架的两端均分别固定于锐角L形摇杆上，该杆与上臂筒铆接。

由于采用了该实用新型的电动肘关节，通过传动系统使得假肢在自然肘关节处伸屈，达到了既有外部动力，又能使假肢前臂保持正常比例的目的，同时利用肌电信号进行控制，非常轻松自如，而且功能稳定，可靠性高，结构较为简单，安装使用非常方便，特别适用于前臂极短残肢的病人来安装使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构装配图。

图2为本实用新型的安装使用的外观示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1和图2，该用于前臂极短残肢的特种电动肘关节，包括直流微电机驱动的减速器、四连杆传动机构，前臂筒和上臂筒，前臂筒内装有控制肘关节和手指运动的肌电控制系统，前臂筒端部装有被动腕关节和电动手头。

该用于前臂极短残肢的特种电动肘关节的外部传动机构为装于减速器两侧的二个四连杆结构，该四连杆结构包括一个一端通过螺母固定于减速器输出转动轴的曲柄2，该曲柄2的一端与一连杆4的一端相铰接，该连杆4的另一端与一锐角L形摇杆5末端相铰接，该锐角L形摇杆的顶角端与固定杆3的末端相铰接。曲柄2、固定杆3、连杆4和锐角L形摇杆5构成四连杆结构。一弧形前支架6与一弧形后支架7的两端均分别铆接于两个四连杆的锐角L形摇杆5上，并铆接于上臂筒上。

在实际应用中，对于前臂截肢但是残肢10极短的病人来说，首先要测量残肢10的肘关节至残肢端部的长度和肘关节处的残肢宽度以及残肢各个位置的周长；根据以上测量的尺寸，设计定做上述各个零件，再采用不锈钢材料进行四连杆零件的加工；然后将这些零件安装在具有微电机驱动的电动肘减速器上，便成为一个特种电动肘关节；再对残肢取模，制作上臂接受腔9。

前臂部分要首先将前臂筒11与电动手头、被动腕、肌电控制系统，可取下充电的蓄电池或电源接口等组装好后戴上硅橡胶仿真手套12。然后将特种肘关节的减速器1装入前臂筒11上部固定。再根据正确对线位置将减速器两侧的L形摇杆的长杆与上臂筒9铆接。将假肢带在残肢上测试背带位置和长度，然后安装好背带8。电动肘关节的伸由肘伸肌(肱三头肌)的肌电信号控制，屈肘由肘屈肌(肱二头肌)的肌电信号控制，被动腕关节由健侧手扳动，手指张合也由肱二头肌和肱三头肌的肌电信号控制。当两块肌肉同时收缩一次，产生的肌电信号使假肢控制位置由肘切换到手指，由声光反馈信号告诉使用者控制位置此时是手指，肱三头肌和肱二头肌产生的肌电信号此时可控制手指开闭，而不能控制肘伸屈。如果这两块肌肉同时再产生一次肌电信号，控制位置便回到肘关节。

由于是前臂截肢，使用者上臂的二头肌和三头肌完好无损，所以肌电信号良好，控制轻松自如，再加上肘关节在自然位置伸屈，使用效果很好。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。例如：

1、上述双四连杆结构可以用同步带或链条传动代替，此时在减速器轴上安装一带动同步带或链条的主动轮，在摇杆的转动轴上装上被动轮，该被动轮与该摇杆连为一体，便可通过主动轮和被动轮之间传动从而驱动摇杆运动。

2、上述特种电动肘关节也可以采用开关控制，手指部分也可以采用索控手。

3、此肌电控制肘关节也可采用将肌电信号分为强弱两种信号，分别控制二个不同的动作，这样便可以用上述两块肌肉产生四种信号，用来分别控制肘伸，和手指开闭。

Claims (4)

1、一种用于前臂极短残肢的电动肘关节，包括直流微电机驱动的电动肘关节减速器和双四连杆传动机构以及上臂筒和前臂筒，其特征在于，该电动肘关节安装在前臂筒内、位于残肢端部下面的位置，并通过一摇杆与上臂筒相连。

2、根据权利要求1所述的用于前臂极短残肢的电动肘关节，其特征在于，在前臂筒内还安装有控制手指和腕部运动的肌电控制系统。

3、根据权利要求1所述的用于前臂极短残肢的电动肘关节，其特征在于，所述的肘关节运动传动机构为装于减速器对称两侧的二个四连杆结构，该四连杆结构包括一个一端固定于所述减速器输出轴的曲柄，该曲柄的自由端与一连杆的一端相铰接，该连杆的另一端与一锐角L形摇杆的末端相铰接，该锐角L形摇杆的另一端与上臂筒铆接，一弧形前支架与一弧形后支架的两端均分别固定于所述的两个四连杆结构的锐角L形摇杆上。

4、根据权利要求1所述的用于前臂极短残肢的电动肘关节，其特征在于，所述的肘关节运动传动机构为装于减速器对称两侧的同步带或链条，所述的减速器轴上安装有一带动同步带或链条的主动轮，摇杆与固定杆铰接的转动轴上装有被动轮，且该被动轮与该摇杆连为一体，摇杆与上臂筒铆接。

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