一种高度欠驱动多指灵巧手制造技术

本实用新型专利技术设计了一种高度欠驱动多指灵巧手。它解决了现有的假肢手要么不能像人手那样进行各种操作，要么价格昂贵的问题。该灵巧手，其特征在于，包括用于固定安装各个构件并与手臂相连的手掌；所述手掌后端中部设置手指驱动电机组件，所述驱动电机组件端部设置绕线轮，所述绕线轮和滑轮导杆组件通过钢丝绳连接；所述滑轮导杆组件通过钢丝绳连接各手指关节的驱动绳轮。所述手掌右端中部设置拇指组件。所述手掌前端设置食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件。本灵巧手能完成人手的简单抓握动作，具有制造方便、结构简单、重量轻的优点，在帮助残疾人改善现有状况，实现生活自理方面有重要的社会意义和广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及康复工程领域，具体涉及一种高度欠驱动多指灵巧手，用于帮助残疾人实现日常生活自理。主要用于替代人手实现抓握动作和抓取不同物体。
技术介绍
肢体残疾特别是上肢残疾作为一个有特殊困难和特殊要求的群体，很难进行正常生活和很好的融入社会。为了帮助他们改善现有状况、跟上社会发展步伐，使用假肢手是最直接有效的手段。而目前大部分的人手假肢只是对人手进行简单的外观模仿，缺乏活动功能，不能像人手那样进行各种操作。而一些进口的高档假肢手，尽管操作灵活、适应性好，却因为价格昂贵让普通人难以支付。这些原因都使得残疾人对假肢手的使用受到限制。为此，本技术提供一款高度欠驱动多指灵巧手，该灵巧手能实现人手的基本功能，具有结构简单，重量轻、制作成本低等优点，可替代人手帮助残疾人在日常生活中自理。
技术实现思路
本技术的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种高度欠驱动多指灵巧手，该灵巧手重量轻、制作成本低，能实现人手的基本功能，可替代人手帮助残疾人改善现有状况，实现生活自理，很好的融入社会。本技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高度欠驱动多指灵巧手，其特征在于，包括用于固定安装各个构件并与手臂相连的手掌；所述手掌后端中部设置手指驱动电机组件，所述驱动电机组件端部设置绕线轮，所述绕线轮和滑轮导杆组件通过钢丝绳连接；所述滑轮导杆组件通过钢丝绳连接各手指关节的驱动绳轮。所述手掌右端中部设置拇指组件。所述手掌前端设置食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件。前述的高度欠驱动多指灵巧手，所述的手掌设计为铝合金平面矩形结构，用于安装驱动电机及减速装置、各手指组件和滑轮导杆组件。手掌尺寸根据人的手掌比例设计，以确保假肢手更接近人手结构。前述的高度欠驱动多指灵巧手，所述拇指组件主要由手掌连接板、近端指骨旋转轴、轴承端盖、关节连接板、驱动绳轮、轴承端盖、末端指节、紧固螺钉、远端指骨旋转轴、关节连接板、中端指骨旋转轴、轴承端盖、向心关节轴承组成。食指可实现各指节的弯曲运动。前述的高度欠驱动多指灵巧手，所述食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件结构形式与食指组件完全相同，但各零件的尺寸和各转动关节之间的相对距离依据人手比例设计。手指弯曲均通过钢丝绳拉动驱动绳轮来实现。由于采用同一电机驱动，各关节运动不相互独立，关节转动的角度取决于滑轮直径和绕线方式。前述的高度欠驱动多指灵巧手，所述滑轮导杆组件由动滑轮、导杆和绳子组成，每个动滑轮两侧对称布置一个导杆，导杆固定在手掌上，起改变绳子方向的作用。动滑轮可在手掌内沿直线轨道移动。当拉动底部的绳子时，能带动各级滑轮和绳子，使各手指同时合起；当有手指被阻碍时，通过滑轮的移动调整，其他手指可继续合起，该滑轮导杆组件具有自调节能力。综上所述，本灵巧手是由绳和滑轮传递运动与动力的欠驱动简单机械手，五个手指可实现弯曲运动，运动方式与人手相似，能完成人手的简单抓握动作。由于手指多个指节的弯曲运动均由一套驱动电机装置完成，省去很多动力源和减速装置，减轻了重量。另外，所有手指均采用相同的结构形式，方便加工制造，可节约生产成本。本灵巧手在帮助残疾人改善现有状况，实现生活自理方面有重要的社会意义和广阔的应用前景。【附图说明】图1是本技术的灵巧手的结构总图；图2是本技术拇指组件的具体结构图；图3是本技术手掌组件的具体结构图；其中:图1中的编号分别为:1、拇指组件，2、食指组件，3、中指组件，4、无名指组件，5、小指组件，6、手掌组件；图2中的编号分别为:7、手掌连接板，8、近端指骨旋转轴，9、轴承端盖，10、关节连接板，11、驱动轮，12、轴承端盖，13、末端指节，14、紧固螺钉，15、远端指骨旋转轴，16、关节连接板，18、轴承端盖，19、向心关节轴承；图3中的编号分别为:20、手掌，21、电机组件，22、滑轮导杆连接组件，23、滑轮，24、绕线轮。【具体实施方式】为了使本技术的技术方案、技术特征、达成目的与功能易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述。如图1、图2、图3所示，一种高度欠驱动多指灵巧手，其特征在于，包括用于固定安装各个构件并与手臂相连的手掌20 ;所述手掌后端中部设置手指驱动电机组件21，所述驱动电机组件21端部设置绕线轮24，所述绕线轮24和滑轮导杆组件22通过钢丝绳连接；所述滑轮导杆组件22通过钢丝绳连接各手指关节的驱动轮11。所述手掌20右端中部设置拇指组件。所述手掌20前端设置食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件。下面根据图1-图3说明本技术的工作过程:灵巧手抓握物体时的工作过程:驱动电机组件21启动，带动绕线轮24转动，拉紧缠绕在滑轮导杆组件22上的钢丝绳，钢丝绳的一端连接拇指组件，另一端连接另一滑轮导杆组件。随着钢丝绳的拉紧，驱动轮11转动，带动近端指骨旋转轴8转动，近端指骨旋转轴8转动带动关节连接板10转动，完成近端指关节的弯曲运动。位于中端指骨旋转轴17上的驱动轮由于钢丝绳拉紧转动，中端指骨旋转轴17旋转带动关节连接板16转动，完成近端指关节的弯曲运动。由于钢丝绳拉紧，位于远端指骨旋转轴15上的驱动轮转动，远端指骨旋转轴15旋转带动末端指节13转动，完成远端指关节的弯曲运动。各关节弯曲的角度取决于滑轮直径和绕线方式。其他手指的弯曲过程与拇指相似。由于采用同一电机驱动，各关节运动不相互独立，五个手指同时张合；当有手指被阻碍时，通过滑轮的移动调整，其他手指可继续合起。灵巧手通过五个手指的弯曲完成物体的抓握，各手指的弯曲程度依据物体的形状，通过控制驱动电机的转角控制。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。【主权项】1.一种高度欠驱动多指灵巧手，其特征在于，包括用于固定安装各个构件并与手臂相连的手掌；所述手掌后端中部设置手指驱动电机组件，所述驱动电机组件端部设置绕线轮，所述绕线轮和滑轮导杆组件通过钢丝绳连接；所述滑轮导杆组件通过钢丝绳连接各手指关节的驱动绳轮；所述手掌右端中部设置拇指组件；所述手掌前端设置食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件。2.根据权利要求1所述的高度欠驱动多指灵巧手，所述的手掌设计为铝合金平面矩形结构，用于安装驱动电机及减速装置、各手指组件和滑轮导杆组件；手掌尺寸根据人的手掌比例设计，以确保假肢手更接近人手结构。3.根据权利要求1所述的高度欠驱动多指灵巧手，所述拇指组件主要由手掌连接板、近端指骨旋转轴、轴承端盖、关节连接板、驱动绳轮、轴承端盖、末端指节、紧固螺钉、远端指骨旋转轴、关节连接板、中端指骨旋转轴、轴承端盖、向心关节轴承组成；食指可实现各指节的弯曲运动。4.根据权利要求1所述的高度欠驱动多指灵巧手，所述食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件结构形式与食指组件完全相同，但各零件的尺寸和各转动关节之间的相对距离依据人手比例设计；手指弯曲均通过钢丝绳拉动驱动绳轮来实现；由于采用同一电机驱动，各关节运动不相互独立，关节转动的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高度欠驱动多指灵巧手，其特征在于，包括用于固定安装各个构件并与手臂相连的手掌；所述手掌后端中部设置手指驱动电机组件，所述驱动电机组件端部设置绕线轮，所述绕线轮和滑轮导杆组件通过钢丝绳连接；所述滑轮导杆组件通过钢丝绳连接各手指关节的驱动绳轮；所述手掌右端中部设置拇指组件；所述手掌前端设置食指组件、中指组件、无名指组件和小指组件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明辉，王海，白文广，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37