一种模块式多自由度欠驱动仿生假肢手.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108272537A(43)申请公布日2018.07.13(21)申请号201810248861.X(22)申请日2018.03.25(71)申请人唐山云时代网络科技有限公司地址063000河北省唐山市高新区西昌路创业中心C座6层(72)发明人雷益龙(51)Int.Cl.A61F2/58(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图7页(54)发明名称一种模块式多自由度欠驱动仿生假肢手(57)摘要本发明提出一种模块式多自由度欠驱动仿生假肢手，包括手掌、拇指和四根手指，拇指及手指都为独立的模块，可以独立地安装及拆卸，每个模块由一台微型电机驱动，每个模块有两个运动关节，两个关节的运动是耦合的，为欠驱动方式；手指的机械传动链包括微型电机、微型减速器、直齿轮副、滑动螺旋副、拉力绳索及扭转弹簧，机械传动链分两层布置，采用折回式布局，并提出了一种楔形凸凹式绳索固定器组件；拇指电机沿手掌横向布置，锥齿轮副可以保证当拇指姿态改变时，传动链仍然可靠地工作；本发明提出的假肢手各电机都固定于手掌，假肢手结构简单、尺寸小、重量轻、工作可靠。CN108272537ACN108272537A权利要求书1/4页1.一种模块式多自由度欠驱动仿生假肢手，包括假肢手掌部联接件、拇指、食指、中指、无名指、小指，其中食指、中指、无名指及小指结构相同，只是各指节长度不同，统称为手指，手指由手指本体及手指机械传动链构成，拇指由拇指本体及拇指机械传动链构成，手指及拇指为模块化结构，可以独立地安装于掌部联接件或从掌部联接件拆下，其特征在于：手指本体由近及远包括模块基座、手指第一指节、手指第二指节、手指第三指节第一零件、手指第三指节第二零件，手指第三指节第一零件和手指第三指节第二零件组成第三指节，把手指第三指节分为两个零件是为了安装拉力绳索固定器组件及零件制造时便于拔模；手指第一指节通过手指第一关节空心销轴联接于手指模块基座远端，并可绕手指模块基座远端作回转运动，形成手指第一关节，第一扭转弹簧套装在手指第一关节空心轴上，第一扭转弹簧具有两个伸出端，一个伸出端插与安装于手指基座的第一弹簧限位销钉接触，另一伸出端与安装于手指第一指节的第二弹簧限位销钉接触，在手指第一指节的两端下方，分别各有一个导轮，通过导轮销轴联接于手指第一指节，导轮可以相对导轮销轴回转；手指第二指节通过手指第二关节空心销轴联接于手指第一指节远端，并可绕手指第一指节远端作回转运动，形成手指第二关节，第二扭转弹簧套装在手指第二关节空心轴上，第二扭转弹簧具有两个伸出端，一个伸出端与安装于手指第一指节的第三弹簧限位销钉接触，另一伸出端与安装于手指第二指节的第四弹簧限位销钉接触，在手指第二指节的两端下方，分别各有一个导轮，通过导轮销轴联接于手指第二指节，导轮可以相对导轮销轴回转；手指第三指节第一零件通过手指第三关节销轴联接于手指第二指节远端，并可绕手指第二指节远端作回转运动，形成手指第三关节，第三扭转弹簧套装在手指第三关节销轴上，第三扭转弹簧具有两个伸出端，一个伸出端与安装于手指第二指节的第五弹簧限位销钉接触，另一伸出端与安装于手指第三指节第一零件的第六弹簧限位销钉接触，第三指节第一零件的远端具有一空腔，用于放置拉力绳索固定器组件，手指第三指节第二零件通过其方形销过盈联接于手指第三指节第一零件的孔中，形成完整的手指第三指节；手指运动传动链包括微型电机微型减速器组件、直齿轮副、螺旋传动副及拉力绳索组件，手指电机联接板通过螺钉联接于手指模块基座的近端端面上，手指微型电机微型减速器组件置于手指模块基座的空腔中，并与电机联接板固定联接，第一直齿轮通过D形孔装配于微型减速器的伸出电机联接板外的D形截面输出轴轴颈上，在第一直齿轮与微型减速器输出轴的轴肩之间安装有隔套，用于调整第一直齿轮在微型减速器输出轴上的轴向位置；一滑动螺杆置于手指模块基座的空腔内并位于微型电机微型减速器组件的下方，滑动螺杆的一个轴颈穿过与电机联接板固定联接的铜套，并可在铜套内回转，滑动螺杆的一个轴肩与电机联接板外侧接触，实现滑动螺杆与电机联接板外侧的轴向定位，一定位套套装在滑动螺杆的轴颈上，两者以销钉联接，该定位套实现滑动螺杆在电机联接板内侧的轴向定位；第二直齿轮通过其中心的D形孔与滑动螺杆伸出电机联接板外侧的D形截面轴颈联接，且第二直齿轮与第一直齿轮相啮合，一滑动螺母与滑动螺杆旋合；手指机械传动链的主要特点为，采用了双层折回式布置方案，缩减了传动链沿手掌的长度，2CN108272537A权利要求书2/4页一拉力绳索穿过手指第一指节、手指第二指节及手指第三指节的空腔，拉力绳索的一端通过绳扣方式系于一销钉上，而该销钉固定于滑动螺母的远端端部，绳索的绳扣位于滑动螺母中间的开槽中，绳索的另一