一种人体仿生外骨骼假肢手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种人体仿生外骨骼假肢手，其特征在于：包括仿生手掌以及与仿生手掌相连的仿生手臂，所述仿生手掌包括手掌壳体、设在手掌壳体上的拇指、食指、中指、无名指和小指，所述仿生手掌内设有一动力装置，所述动力装置包括分别与拇指、食指、中指、无名指和小指相连的一组电机，所述仿生手臂内设有电源装置和采集控制装置，所述电源装置为动力装置和采集控制装置提供电源；所述采集控制装置一组肌电导联线以及与肌电导联线相连的控制电路板。本实用新型专利技术通过采集人体4路肌电信号，实时分析并控制电机做出各种手势，且可根据抓握物体大小，适时调整，准确、安全、灵活，拆卸组装简单，具有较大的市场价值。

A human bionic exoskeleton prosthesis

The utility model discloses a bionic exoskeleton hand of human body, which consists of a bionic palm and a bionic arm connected with a bionic palm. The bionic palm includes a palm shell, a thumb, a index finger, a middle finger, an innominate finger and a small finger on the shell of the palm. The bionic palm is provided with a power device. The power device includes a group of motors connected with the thumb, the index finger, the middle finger, the ring finger, the ring finger and the small finger. The power device and the acquisition control device are provided in the bionic arm. The power supply device provides power for the power device and the acquisition control device, and the acquisition and control device is a group of electrical conductance lines and the electromyography. A control circuit board connected to the lead line. The utility model can analyze and control motor signals in real time by collecting the 4 EMG signals of human body. It can be adjusted in time according to the size of the grasping object. It is accurate, safe, flexible, simple disassembly and assembly, and has great market value.

【技术实现步骤摘要】
一种人体仿生外骨骼假肢手
本技术一种新型仿生外骨骼假肢手，尤其是一种能够根据人体肌电信号做出各种不同手势的适合3D打印的外骨骼仿生假肢手。
技术介绍
假肢作为截肢者的必需品，在全球众多肢体残疾的患者中，仅有少数人能负担得起佩戴假肢。现在市场上的假肢大部分是装饰性假肢，外观设计跟真实手臂一样，但没有任何功能；部分假肢开始尝试通过生物电流信号来控制其运动，商业化后价格昂贵，且手势单一，一般家庭难以承受。市场上商业化假肢不能针对患者尺寸量身定做，且存在诸多弊端，譬如，无法选择想要弯曲的手指，只能整只手抓握，整只手的松开，没法像正常人一样做成各种手势，非常不灵活；其次，不能根据实际抓握物体的大小，调整手势的动作幅度，每次都是同样的弯曲手势，故抓取的物品容易掉落，存在安全隐患。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种人体仿生外骨骼假肢手。技术方案：为解决上述技术问题，本技术提供的一种人体仿生外骨骼假肢手，包括仿生手掌以及与仿生手掌相连的仿生手臂，所述仿生手掌包括手掌壳体、设在手掌壳体上的拇指、食指、中指、无名指和小指，所述仿生手掌内设有一动力装置，所述动力装置包括分别与拇指、食指、中指、无名指和小指相连的一组电机，所述仿生手臂内设有电源装置和采集控制装置，所述电源装置为动力装置和采集控制装置提供电源；所述采集控制装置一组肌电导联线以及与肌电导联线相连的控制电路板。进一步地，所述拇指包括拇指第一指骨以及拇指第二指骨头，拇指第一指骨和拇指第二指骨头通过第一拇指关节轴连接，拇指第二指骨通过第二拇指关节轴与手掌壳体连接，拇指第一指骨上设有鱼线固定孔，拇指第二指骨上设有用于固定鱼线的导线轴，通过鱼线的一端固定于鱼线固定孔，另一端与电机固定，所述第一拇指关节轴和第二拇指关节轴上均设有扭簧和扭簧销。进一步地，所述食指、中指、无名指和小指结构均相同，均包括依次相连的第一指骨，第二指骨，第三指骨；第一指骨和第二指骨通过第一关节轴连接，第二指骨和第三指骨通过第二关节轴连接，第三指骨通过第三关节轴与手掌壳体连接，第一指骨上设有鱼线固定孔，第二指骨和第三指骨上均设有用于固定鱼线的导线轴，通过鱼线的一端固定于鱼线固定孔，另一端与电机固定，所述第一关节轴、第二关节轴、第三关节轴上均设有扭簧和扭簧销。进一步地，所述导线轴两端有卡扣固定。进一步地，所述第一拇指关节轴、第二拇指关节轴、第一关节轴、第二关节轴、第三关节轴两端有卡扣固定。进一步地，所述仿生手臂上设有对应的肌电导联线接口，所述肌电导联线接口与控制电路板连接；所述仿生手臂上设有一microusb接口，与电脑连接，用来对电路板上的固件和算法进行升级。进一步地，为了使鱼线更固定，所述手掌壳体上设有导线板，鱼线通过导线板进行穿线固定在特定直线上，可使鱼线沿着某一个特定的方向移动。进一步地，所述电机通过电机固定轴进行固定。进一步地，所述仿生手掌上设有用于绑定手臂的固定绑带。进一步地，所述电源装置与控制电路板连接，所述控制电路板包括一个程序下载电路、与程序下载电路相连的四个肌电采集电路，与四个肌电采集电路相连的一个Arduino最小系统、以及与Arduino最小系统相连的三个电机驱动电路；肌电采集电路通过肌电导联线与肌肉相连，采集信号；电机驱动电路控制电机正反转和调速，程序下载电路采用MicroUSB接口与电脑相连，Arduino最小系统，由控制芯片Atmega2560和复位电路组成。有益效果：本技术相对于现有技术而言具有以下优点：本技术通过采集人体4路肌电信号，实时分析并控制电机做出各种手势，且可根据抓握物体大小，适时调整，准确、安全、灵活，同时通过3D打印来对患者量身定制，价格低廉，时尚美观，拆卸组装简单，具有较大的市场价值。附图说明图1是本技术示意图。图2是外骨骼假肢手拇指示意图。图3是外骨骼假肢手食指示意图。图4是外骨骼假肢手中指示意图。图5是外骨骼假肢手无名指示意图。图6是外骨骼假肢手小指示意图。图7是外骨骼假肢手手掌及动力装置示意图。图8是外骨骼假肢手手臂及电源装置示意图。图9是外骨骼假肢手采集控制装置示意图。图10是外骨骼假肢手Microusb接口和导联线接口示意图。图11是鱼线连接示意图。图12是导线轴结构示意图。图13是导线板结构示意图。图14是程序控制电路正面结构示意图。图15为程序控制电路反面结构示意图。其中1.仿生手掌，2.仿生手臂，101.拇指，102.食指，103.中指，104.无名指，105.小指，106.第一拇指关节轴，107.拇指第二关节轴，106’第一关节轴，107’第二关节轴，108第三关节轴，109.扭簧，110.扭簧销，111.导线轴，112.卡扣112，113.导线板，115.电机固定轴，116.电机，117.手掌上盖，118.手掌壳体，119.鱼线，120.手臂壳体，121.手臂上盖，122.电池盒，123.固定绑带，124.肌电导联线，125.控制电路板，126.Microusb接口，127.导联线接口，128.通孔，129.鱼线固定孔，1011.拇指第一指骨，1012.拇指第二指骨，1021.食指第一指骨，1022.食指第二指骨，1023.食指第三指骨，1031.中指第一指骨，1032.中指第二指骨，1033.中指第三指骨，1041.无名指第一指骨，1042.无名指第二指骨，1043.无名指第三指骨，1051.小指第一指骨，1052.小指第二指骨，1053.小指第三指骨。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。如图1所示，一种新型仿生外骨骼假肢手，包括：仿生手掌1，仿生手臂2，电源装置，采集控制装置。其中所述仿生手掌1包括一个拇指101，一个食指102，一个中指103，一个无名指104，一个小指105，一个手掌壳体，一个手掌上盖117以及位于手掌壳体118内的5颗微型推杆电机116；其中所述仿生手臂2包括一个手臂壳体120，一个手臂上盖121，电源装置包括一个内置电池盒122以及固定绑带123；其中采集控制装置包括4路通道的肌电导联线124，一个控制电路板125。本实施例是一种通过采集人体四组肌肉电信号，针对不同的信号做出各种手势的适合3D打印的外骨骼仿生假肢手，拇指101、食指102、中指103、无名指104、小指105分别于手掌壳体118对应的配合点用转轴安装，食指102、中指103、无名指104、小指105具有3个转动关节，拇指101具有2个转动关节，每个关节处用转轴连接，同时配合有扭簧109和扭簧销110支撑关节两端。如图11所示，整个手指配有通孔128，使用鱼线一端固定于手指顶部，通过通孔，一端固定于手掌壳体内电机116，当手掌壳体打开时，通过扭簧109支持手掌全部张开，当手掌握拳时，通过电机116拉动鱼线使扭簧109压缩，使手掌收缩。手掌壳体118与手臂壳体120通过螺丝螺母连接。如图2所示，所述的拇指101部分包括拇指第一指骨1011，拇指第二指骨1012，扭簧109和扭簧销110，第一关节轴106’，第二关节轴107’，导线轴111和卡扣112。第一指骨和第二指骨通过第一关节轴106’连接，第二指骨通过第二关节轴107’与手掌壳体118连接。所有关节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人体仿生外骨骼假肢手，其特征在于：包括仿生手掌以及与仿生手掌相连的仿生手臂，所述仿生手掌包括手掌壳体、设在手掌壳体上的拇指、食指、中指、无名指和小指，所述仿生手掌内设有一动力装置，所述动力装置包括分别与拇指、食指、中指、无名指和小指相连的一组电机，所述仿生手臂内设有电源装置和采集控制装置，所述电源装置为动力装置和采集控制装置提供电源；所述采集控制装置为一组肌电导联线以及与肌电导联线相连的控制电路板。

【技术特征摘要】
1.一种人体仿生外骨骼假肢手，其特征在于：包括仿生手掌以及与仿生手掌相连的仿生手臂，所述仿生手掌包括手掌壳体、设在手掌壳体上的拇指、食指、中指、无名指和小指，所述仿生手掌内设有一动力装置，所述动力装置包括分别与拇指、食指、中指、无名指和小指相连的一组电机，所述仿生手臂内设有电源装置和采集控制装置，所述电源装置为动力装置和采集控制装置提供电源；所述采集控制装置为一组肌电导联线以及与肌电导联线相连的控制电路板。2.根据权利要求1所述的人体仿生外骨骼假肢手，其特征在于：所述拇指包括拇指第一指骨以及拇指第二指骨头，拇指第一指骨和拇指第二指骨头通过第一拇指关节轴连接，拇指第二指骨通过第二拇指关节轴与手掌壳体连接，拇指第一指骨上设有鱼线固定孔，拇指第二指骨上设有用于固定鱼线的导线轴，通过鱼线的一端固定于鱼线固定孔，另一端与电机固定，所述第一拇指关节轴和第二拇指关节轴上均设有扭簧和扭簧销。3.根据权利要求2所述的人体仿生外骨骼假肢手，其特征在于：所述食指、中指、无名指和小指结构均相同，均包括依次相连的第一指骨，第二指骨，第三指骨；第一指骨和第二指骨通过第一关节轴连接，第二指骨和第三指骨通过第二关节轴连接，第三指骨通过第三关节轴与手掌壳体连接，第一指骨上设有鱼线固定孔，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷硕，王薇，
申请(专利权)人：上海术理智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31