一种模拟手部运动的仿生手制造技术

本申请公开一种模拟手部运动的仿生手，包括食指、中指、无名指、小指、拇指、手掌，手掌包括手掌架，手掌架上安装食指、中指、无名指、小指、拇指，拇指包括：拇指连接轴，拇指连接轴的上、下端分别转动连接拇指上、下掌指板，拇指连接轴固定拇指带轮一，拇指电机减速机的输出轴固定拇指锥齿轮一，拇指锥齿轮一同时与拇指锥齿轮二、拇指双联轮上端设置的拇指锥齿轮三啮合，拇指锥齿轮二驱动拇指上远端板转动，拇指双联轮下端设置的拇指带轮二与拇指带轮一形成带传动连接，所述的拇指双联轮活套在拇指下近端销上，拇指下近端销与拇指下远端板和拇指下掌指板转动连接，实现拇指的两关节运动，使拇指的运动接近健康人的拇指运动。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟手部运动的仿生手
本专利技术涉及一种仿生手，尤其涉及一种模拟手部运动的仿生手。
技术介绍
随着科技水平的不断发展，仿生运动功能设计越来越受到人民的青睐，手是人体最复杂的器官之一，能够实现复杂的动作，目前的仿生假肢手市场需求越来越大，很多手部残障人士急需穿戴上替代手功能的假肢手，或者生产中，对人体伤害很大的场合也继续仿生手的应用。目前的仿生手的拇指通常仅有一个自由度，跟人类的手功能相差甚远，不能满足假肢手或者生产工程中的仿生手功能的使用要求，正常的拇指具有掌指关节、远端指关节，完通过复杂的运动完程某些工作。现有的仿生手一些是只有两个手指，其形状与功能与夹子极为相似，仅能实现抓握功能，且抓握不够牢固，而且非常不美观，如果使用者安装，对其心里有一定的影响。还有一些仿生手采用拉线与连杆驱动，拉线容易松弛，甚至断裂，不利用长期使用，连杆机构运动不是线性变化规律，难于控制。本申请的技术方案拇指具有两个自由度，与健康人手指运动功能非常接近；拇指的屈伸采用两个关节联动设计，且驱动电机设置在拇指的掌指节内，为手掌部节省了空间，可以容纳控制电路；四指（食指、中指、无名指、小指）的屈伸采用三个关节联动结构，实现仿生手的运动功能接近健康人手的运动功能；滑杆机构采用了平动的铰链连接，而不采用万向联轴节连接，提高了传动效率和传动的稳定性；四指的屈伸运动和拇指的屈伸运动的驱动电机均设置在手指内，一方面便于维护、更换手指；采用齿轮机构、带传动机构、滑杆机构驱动手指联合运动，手指运动规律稳定，运动平稳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种拇指具有两个自由度、拇指、食指、中指、无名指、小指具有三个自由度，且上述手指均采用独立电机驱动的仿生手本专利技术的目的是这样实现的：一种模拟手部运动的仿生手，包括食指1、中指2、无名指3、小指4、拇指5、手掌11，所述的食指1、中指2、无名指3、小指4设置在手掌11的前端，所述的拇指5包括：拇指连接轴501、拇指带轮一510、拇指双联轮511、拇指锥齿轮一513、拇指电机减速机514、拇指电机架515、拇指锥齿轮二516，所述的拇指连接轴501的后、前端分别转动连接拇指上掌指板502、拇指下掌指板507的下端，拇指连接轴501固定拇指带轮一510，拇指电机减速机514通过拇指电机架515固定在拇指上掌指板502上，拇指电机减速机514的输出轴固定拇指锥齿轮一513，拇指锥齿轮一513同时与拇指锥齿轮二516、拇指双联轮511后端设置的拇指锥齿轮三啮合，所述的拇指锥齿轮二516的小端与拇指锥齿轮三的小端相对设置，所述的拇指锥齿轮二516固定在拇指上近端销503上，拇指上近端销503的上固定拇指上远端板504的下端，拇指上近端销503转动连接拇指上掌指板502的上端，所述的拇指双联轮511前端设置的拇指带轮二通过拇指同步带509与拇指带轮一510形成带传动连接，所述的拇指双联轮511活套在拇指下近端销512上，拇指下近端销512与拇指下远端板506的下端和拇指下掌指板507的上端转动连接；所述的拇指连接轴501固定在手掌11的上端中部。所述的拇指上掌指板502与拇指下掌指板507的前后侧分别通过一个拇指掌指连接板508固定连接，所述的拇指上远端板504与拇指下远端板506前后侧分别通过一个拇指远端连接板505固定连接。手掌11包括手掌架1105，所述的手掌架1105的前端从上至下依次设置有食指凸台1101、中指凸台1104、无名指凸台1103、小指凸台1102，分别用于安装食指、中指、无名指、小指，手掌架1105的中间上端设置有拇指凸台1108，拇指凸台1108上设置的拇指安装孔固定拇指连接轴501。食指1的结构与中指2、无名指3、小指4的结构相同，食指1包括食指连接轴101、带轮一110、手指电机减速机111、锥齿轮一113、锥齿轮二115、双联轮116、锥齿轮四120、锥齿轮五121，食指连接轴101的上、下端分别转动连接上掌指板102、下掌指板109的后端，食指连接轴101固定带轮一110，手指电机减速机111直接或间接固定在上掌指板102上，手指电机减速机111的输出轴固定锥齿轮一113，锥齿轮一113同时与锥齿轮二115、双联轮116上端设置的锥齿轮三啮合；所述的锥齿轮二115固定在上近端销114上，上近端销114上部与上掌指板102的前端转动连接，上近端销114中部与上近端指板103的后端固定连接，所述的双联轮116活套在下近端销108的上端，下近端指板107与下掌指板109通过下近端销108的下部铰接，下近端销108与下近端指板107下掌指板109转动连接，所述的双联轮116下端设置的同步带轮二通过同步带117与带轮一110形成带传动连接；所述的锥齿轮一113通过滑杆传动机构与转动盘118连接，转动盘118通过传动杆125与传动盘同步传动连接，并实现锥齿轮一113与转动盘118位置变化后能够同步转动；传动盘126固定转轴127的后端，转轴127中部转动连接转轴支撑134，转轴支撑134固定在上近端指板103上，传动盘126转动安装在转动盘支撑128上，转轴127中部转动连接转轴支撑134，转动盘支撑128、转轴支撑134固定在上近端指板103上，转轴127的前端固定锥齿轮五121，锥齿轮五121与锥齿轮四120啮合，锥齿轮四120固定在上远端销119上，上远端销119固定上远端指板104的后端，上远端销119转动连接上近端指板103的前端，所述的转轴127与传动盘126同轴，转动盘118与锥齿轮一113同轴设置，下近端指板107的前端通过下远端销106与下远端指板105的后端铰接；所述的上近端销114与下近端销108同轴，下远端销106与上远端销119同轴。食指凸台1101上设置的食指安装孔固定食指连接轴101，中指凸台1104上设置的中指安装孔固定中指连接轴，无名指凸台1103上设置的无名指安装孔固定无名指连接轴，小指凸台1102上设置的小指安装孔固定小指连接轴。如图8，所述的滑杆传动机构的结构为：滑杆传动机构包括后滑杆122、滑杆销123、前滑杆124、传动杆125、滑套129，沿着锥齿轮一113的圆周方向均步设置有三个后滑杆122，三个后滑杆122沿前后方向水平设置，三个后滑杆122与锥齿轮一113上设置的滑杆孔前后滑动、以及后滑杆沿着滑杆孔转动连接，每个后滑杆122前部分别通过一个滑杆销123与一个前滑杆124铰接，滑杆销123沿着竖直方向设置，三个前滑杆124中的每个前滑杆124分别与一个滑套129滑动连接，三个滑套129沿着转动盘118的圆周方向均布，三个滑套129与转动盘118轴向设置的滑套孔转动连接；每个滑套129向前穿过转动盘118后均固定一个传动杆125的上侧后伸端，前伸端与传动盘126上设置的传动杆安装孔转动连接，传动盘126与转动盘118结构相同，传动盘126与转动盘118沿着上下方向的中心距等于传动杆125后伸端与前伸端之间的距离。滑杆传动机构还包括簧片一130、簧片座一131、簧片二132、簧片座二133，每个滑套129向后穿过转动盘118后，均固定一个簧片座二133，簧片座二133的上、下侧固定有簧片二132，簧片二132具有弹性，簧片二132与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟手部运动的仿生手，包括食指(1)、中指(2)、无名指(3)、小指(4)、拇指(5)、手掌(11)，所述的食指(1)、中指(2)、无名指(3)、小指(4)设置在手掌(11)的前端，所述的拇指(5)包括：拇指连接轴(501)、拇指带轮一(510)、拇指双联轮(511)、拇指锥齿轮一(513)、拇指电机减速机(514)、拇指电机架(515)、拇指锥齿轮二(516)，所述的拇指连接轴(501)的后、前端分别转动连接拇指上掌指板(502)、拇指下掌指板(507)的下端，拇指连接轴(501)固定拇指带轮一(510)，拇指电机减速机(514)通过拇指电机架(515)固定在拇指上掌指板(502)上，拇指电机减速机(514)的输出轴固定拇指锥齿轮一(513)，拇指锥齿轮一(513)同时与拇指锥齿轮二(516)、拇指双联轮(511)后端设置的拇指锥齿轮三啮合，所述的拇指锥齿轮二(516)的小端与拇指锥齿轮三的小端相对设置，所述的拇指锥齿轮二(516)固定在拇指上近端销(503)上，拇指上近端销(503)的上固定拇指上远端板(504)的下端，拇指上近端销(503)转动连接拇指上掌指板(502)的上端，所述的拇指双联轮(511)前端设置的拇指带轮二通过拇指同步带(509)与拇指带轮一(510)形成带传动连接，所述的拇指双联轮(511)活套在拇指下近端销(512)上，拇指下近端销(512)与拇指下远端板(506)的下端和拇指下掌指板(507)的上端转动连接；所述的拇指连接轴(501)固定在手掌(11)的上端中部。...

【技术特征摘要】
1.一种模拟手部运动的仿生手，包括食指(1)、中指(2)、无名指(3)、小指(4)、拇指(5)、手掌(11)，所述的食指(1)、中指(2)、无名指(3)、小指(4)设置在手掌(11)的前端，所述的拇指(5)包括：拇指连接轴(501)、拇指带轮一(510)、拇指双联轮(511)、拇指锥齿轮一(513)、拇指电机减速机(514)、拇指电机架(515)、拇指锥齿轮二(516)，所述的拇指连接轴(501)的后、前端分别转动连接拇指上掌指板(502)、拇指下掌指板(507)的下端，拇指连接轴(501)固定拇指带轮一(510)，拇指电机减速机(514)通过拇指电机架(515)固定在拇指上掌指板(502)上，拇指电机减速机(514)的输出轴固定拇指锥齿轮一(513)，拇指锥齿轮一(513)同时与拇指锥齿轮二(516)、拇指双联轮(511)后端设置的拇指锥齿轮三啮合，所述的拇指锥齿轮二(516)的小端与拇指锥齿轮三的小端相对设置，所述的拇指锥齿轮二(516)固定在拇指上近端销(503)上，拇指上近端销(503)的上固定拇指上远端板(504)的下端，拇指上近端销(503)转动连接拇指上掌指板(502)的上端，所述的拇指双联轮(511)前端设置的拇指带轮二通过拇指同步带(509)与拇指带轮一(510)形成带传动连接，所述的拇指双联轮(511)活套在拇指下近端销(512)上，拇指下近端销(512)与拇指下远端板(506)的下端和拇指下掌指板(507)的上端转动连接；所述的拇指连接轴(501)固定在手掌(11)的上端中部。2.根据权利要求1所述的模拟手部运动的仿生手，其特征在于：所述的拇指上掌指板(502)与拇指下掌指板(507)的前后侧分别通过一个拇指掌指连接板(508)固定连接，所述的拇指上远端板(504)与拇指下远端板(506)前后侧分别通过一个拇指远端连接板(505)固定连接。3.根据权利要求2所述的模拟手部运动的仿生手，其特征在于：手掌(11)包括手掌架(1105)，所述的手掌架(1105)的前端从上至下依次设置有食指凸台(1101)、中指凸台(1104)、无名指凸台(1103)、小指凸台(1102)，分别用于安装食指、中指、无名指、小指，手掌架(1105)的中间上端设置有拇指凸台(1108)，拇指凸台(1108)上设置的拇指安装孔固定拇指连接轴(501)。4.根据权利要求3所述的模拟手部运动的仿生手，其特征在于：食指(1)的结构与中指(2)、无名指(3)、小指(4)的结构相同，食指(1)包括食指连接轴(101)、带轮一(110)、手指电机减速机(111)、锥齿轮一(113)、锥齿轮二(115)、双联轮(116)、锥齿轮四(120)、锥齿轮五(121)，食指连接轴(101)的上、下端分别转动连接上掌指板(102)、下掌指板(109)的后端，食指连接轴(101)固定带轮一(110)，手指电机减速机(111)直接或间接固定在上掌指板(102)上，手指电机减速机(111)的输出轴固定锥齿轮一(113)，锥齿轮一(113)同时与锥齿轮二(115)、双联轮(116)上端设置的锥齿轮三啮合；所述的锥齿轮二(115)固定在上近端销(114)上，上近端销(114)上部与上掌指板(102)的前端转动连接，上近端销(114)中部与上近端指板(103)的后端固定连接，所述的双联轮(116)活套在下近端销(108)的上端，下近端指板(107)与下掌指板(109)通过下近端销(108)的下部铰接，下近端销(108)与下近端指板(107)下掌指板(109)转动连接，所述的双联轮(116)下端设置的同步带轮二通过同步带(117)与带轮一(110)形成带传动连接；所述的锥齿轮一(113)通过滑杆传动机构与转动盘(118)连接，转动盘(118)通过传动杆(125)与传动盘同步传动连接，并实现锥齿轮一(113)与转动盘(118)位置变化后能够同步转动；传...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，马龙祥，杨章振，李晓堂，
申请(专利权)人：安阳市翔宇医疗设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41