假肢手指和致动器制造技术

用于假肢手指和致动系统的特征，包括通过丝杠使蜗轮旋转的传动特征。诸如中心轴的键控构件被弹簧偏置并将旋转从蜗轮传递到手指，同时允许手动旋转手指而不损坏蜗轮或其他部件。在一些实施例中，手指可以包括具有柔性的连杆，以在吸收冲击或其他高旋转负载的同时引起指段的旋转。手指可以包括单侧驱动机构，其中对侧在高横向负载的情况下提供支撑。手指可以包括平行的并通过传动变速箱机械连接的电机和变速箱。手指可包括变速式和变扭矩式变速箱。箱。箱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】假肢手指和致动器
通过引用合并任何优先申请本申请要求于2019年9月18日提交的名称为“带换挡的假肢手指致动器(PROSTHETIC DIGIT ACTUATORS WITH GEAR SHIFTING)”，申请号为62/902,227的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的，并构成本说明书的一部分。

技术介绍

领域描述了假肢的特征，特别是假肢手指。相关技术的描述假肢手指对于缺少自然手指的截肢者很有用。现有的假肢手指解决方案不能充分模仿自然手指，因此并不能完全恢复功能。因此，需要对假肢手指进行改进。

技术实现思路

本文所公开的实施例各自具有多个方面，没有单个实施例单独负责本公开的期望特性。在不限制本公开的范围的情况下，现将简要讨论其更突出的特征。经考虑这一讨论，特别是在阅读了标题为“具体实施方式”的部分之后，人们将理解本文所述的实施例的特征如何提供优于现有的用于假肢手指的系统、设备和方法的优点。以下公开描述了一些实施例的非限制性示例。例如，已公开的系统和方法的其他实施例可以包括或不包括本文所述的特征。此外，已公开的优点和好处可以仅适用于本专利技术的某些实施例，并且不应该用于限制本公开。假肢手指驱动的特征被描述。手指可以包括具有柔性部分的刚性连杆。柔性部分可以是在其远端处的弯曲部分。连杆可以将旋转力传递到手指的各个段以打开和闭合手指。连杆的柔性可以吸收超过阈值的负载，以吸收力并降低损坏手指和致动器的风险。手指可以包括在手指横侧的单侧驱动传动装置。致动力可以通过手指的单侧从致动器传递到连杆。手指的对侧可以包括支撑特征以采用超过阈值的横向负载进行帮助，从而防止在这种情况下损坏手指和致动器。支撑侧可以包括具有间隙的两个相对的表面，在高横向负载下，间隙闭合并且表面彼此接触以将摩擦旋转阻力引入手指并防止损坏。手指可以包括紧凑的致动器，所述致动器具有彼此平行定位的电机和变速箱。电机和变速箱可以位于假肢手指的指关节处或附近，或者位于手部，并以彼此平行并平行于手指的近段的方式延伸。一个或多个传动齿轮被布置为垂直于电机和变速箱，可以将旋转力从电机传递到变速箱。在另一方面，描述了一种假肢手指，其包括安装件、近段、中段、远段、连杆和致动器。所述安装件被配置为附接到手。所述近段可旋转地附接到所述安装件，所述中段可旋转地附接到所述近段和所述远段。所述近段具有驱动侧，该驱动侧被配置为被致动以旋转所述近段。所述近段具有支撑侧，该支撑侧被配置为响应于施加到手指的阈值横向负载向手
指提供旋转阻力。连杆可旋转地附接到安装件并且可旋转地附接到中段。所述连杆包括在其远侧部分的柔性部分。所述连杆被配置为响应于施加到手指的阈值旋转力而弯曲。所述致动器与安装件联接。所述致动器被配置为通过驱动侧旋转所述近段。所述致动器包括平行的并且通过一个或多个传动齿轮机械连接的发动机和变速箱。在另一方面，描述了一种假肢手指，其包括安装件、近段、中段、远段、连杆和致动器。所述安装件被配置为附接到手。所述近段可旋转地附接到所述安装件。所述中段可旋转地附接到所述近段和所述远段。所述近段具有驱动侧，所述驱动侧被配置为将致动传递至所述近段。所述近段具有支撑侧，该支撑侧被配置为响应于施加到手指的阈值横向负载向手指提供支撑。所述支撑侧包括第一相对表面，其与第二相对表面通过其间的间隙间隔开。在施加到手指的超过阈值横向负载的横向负载下，近段被配置为横向弯曲以闭合间隙，使得第一相对表面和第二相对表面彼此接触并增加手指的旋转摩擦。连杆可旋转地附接到安装件并且可旋转地附接到中段。所述连杆包括柔性部分。致动器与安装件联接。致动器被配置为通过驱动侧旋转所述近段。所述致动器包括平行的并且通过一个或多个传动齿轮机械连接的电机和变速箱。在另一方面，描述了一种假肢手指，其包括安装件、近段、中段、远段、连杆和致动器。所述安装件被配置为附接到手。所述近段可旋转地附接到所述安装件。所述中段可旋转地附接到所述近段和所述远段。所述近段具有驱动侧，所述驱动侧被配置为被致动以旋转所述近段。所述近段具有支撑侧，该支撑侧被配置为响应于施加到手指的阈值横向负载向手指提供旋转阻力。连杆可旋转地附接到安装件和所述中段。所述连杆包括柔性部分，并且被配置为响应于施加到手指的阈值旋转力而弯曲；致动器与安装件联接。致动器被配置为通过驱动侧旋转所述近段。所述致动器包括平行于行星变速箱延伸的电机。所述电机的输出轴通过一系列传动齿轮与行星变速箱机械连接，所述一系列传动齿轮位于所述电机和行星变速箱的第一端并且垂直于所述电机和行星变速箱延伸。可以实现各个方面的各个实施例。例如，连杆还可以包括近侧连杆和远侧连杆。远侧连杆可以包括所述柔性部分。远侧连杆可以可旋转地附接到近侧连杆和远段。近侧连杆可以包括转弯部。近段的旋转导致所述近段、中段和远段同时旋转。在一些实施例中，致动器还可包括拉伸弹簧和蜗轮。所述拉伸弹簧被配置为沿角度方向上旋转地偏置所述蜗轮。在一些实施例中，假肢手指还可以包括推力轴承。推力轴承可以被配置为响应于施加到所述手指的所述阈值横向负载提供所述旋转阻力。推力轴承可以被配置为在承受轴向力的同时提供旋转运动。推力轴承可以包括第二相对表面。在一些实施例中，假肢手指可进一步包括弹性体的指尖插入件。指尖插入件可以被配置为连接到所述远段。所述插入件的至少一部分是导电的。在一些实施例中，所述电机的纵向轴线平行于变速箱的纵向轴线延伸。所述电机的纵向轴线垂直于容纳所述一系列传动齿轮的传动变速箱的纵向轴线延伸。在另一方面，描述了用于假肢手指致动器的变速型变速箱的特征。变速箱换挡以调节电机输出的速度和扭矩。变速箱允许输出速度和扭矩的两种或多种组合。调整换挡环以选择性地接合和/或脱离变速箱的两个或多个级。这些级可以是行星齿轮或谐波驱动。电机通过接合的级向与假肢手指机械连接的输出轴提供旋转输出。基于来自系统的机械和/
或电子反馈，换挡可以是自动的。可以提供轴向力反馈，例如来自使用推力止动器的蜗轮蜗杆组，该推力止动器响应轴向力的阈值移动以引起挡位变化。可以提供扭矩输出反馈，例如由电子传感器提供，其使电子致动器引起挡位变化。变速箱可以结合到各种假肢手指中，例如具有多个关节连接的指段、紧凑的线性或旋转致动器、一个或多个刚性连杆、一个或多个筋和/或可扩展连杆的手指或其他手指。使用变速箱的示例手指通过三个关节连接的、包括近段、中段和远段的指段来模仿自然手指。所述段通过致动器和机械连杆进行关节运动，所述机械连杆被配置为引起段旋转。手指可能有多个自由度。单个致动器可用于单个手指。在某些变体中可能会使用筋。旋转的手指可以提供模仿自然手指的关节运动，从而完全包围各种形状和大小的物体，为截肢者提供恢复和增强的抓握功能。由于只需要单个致动器，该手指可节省空间、重量和动力。这些和其他假肢手指可以使用本文所述的变速箱。弹簧偏置的蜗轮传动装置可以为手指的旋转提供手动模式，并防止由于作用在手指上的外力引起的旋转而损坏。一方面，描述了一种假肢手指。假肢手指包括安装件、近段、中段、远段、近侧连杆、远侧连杆和致动器。所述安装件被配置为附接到手。近侧部分在第一枢轴处可旋转地附接到安装件，中段可旋转地附接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种假肢手指，包括：安装件，其被配置为附接至手；近段、中段和远段，所述近段可旋转地附接至所述安装件，并且所述中段可旋转地附接至所述近段和所述远段，其中，所述近段具有驱动侧和支撑侧，所述驱动侧被配置为被致动以旋转所述近段，所述支撑侧被配置为响应于施加至所述手指的阈值横向负载而向所述手指提供旋转阻力；连杆，其可旋转地附接至所述安装件并且可旋转地附接至所述中段，所述连杆包括在其远侧部分的柔性部分，并且被配置为响应于施加至所述手指的阈值旋转力而弯曲；以及致动器，其与所述安装件联接，并且被配置为通过所述驱动侧旋转所述近段，其中所述致动器包括平行的并且通过一个或多个传动齿轮机械连接的电机和变速箱。2.根据权利要求1所述的假肢手指，其中，所述连杆还包括近侧连杆和远侧连杆，并且所述远侧连杆包括所述柔性部分。3.根据权利要求2所述的假肢手指，其中，所述远侧连杆可旋转地附接至所述近侧连杆和所述远段。4.根据权利要求2所述的假肢手指，其中，所述近侧连杆包括转弯部。5.根据权利要求1所述的假肢手指，其中，所述近段的旋转导致所述近段、所述中段和所述远段同时旋转。6.根据权利要求1所述的假肢手指，其中，所述致动器还包括拉伸弹簧和蜗轮，其中所述拉伸弹簧被配置为沿角度方向旋转地偏置所述蜗轮。7.根据权利要求1所述的假肢手指，还包括推力轴承，其被配置为响应于施加至所述手指的所述阈值横向负载提供所述旋转阻力。8.根据权利要求1所述的假肢手指，还包括弹性体的指尖插入件，其被配置为联接至所述远段，其中所述插入件的至少一部分是导电的。9.一种假肢手指，包括：安装件，其被配置为附接至手；近段、中段和远段，所述近段可旋转地附接至所述安装件，并且所述中段可旋转地附接至所述近段和所述远段，其中所述近段具有驱动侧和支撑侧，所述驱动侧被配置为将致动传递至所述近段，所述支撑侧被配置为响应于施加至所述手指的阈值横向负载向所述手指提供支撑，其中所述支撑侧包括第一相对表面，其与第二相对表面通过其间的间隙间隔开，并且其中在施加至所述手指的超过阈值横向负载的横向负载下，近段被配置为横向弯曲以闭合所述间隙，使得所述第一相对表面和所述第二相对表面彼此接触并增加所述手指的旋转摩擦；连杆，其可旋转地附接至安装件并且可旋转地附接至所述中段，所述连杆包括柔性部分；以及致动器，其与所述安装件联接，并且被配置为通过所述驱动侧旋转所述近段，其中所述致动器包括平行的并且通过一个或多个传动齿轮机械连接的电机和变速箱。10.根据权利要求9所述的假肢手指，其中，所述连杆还包括近侧连杆和远侧连杆，并且所述远侧连杆包括所述柔性部分。11.根据权利要求10所述的假肢手指，其中，所述远侧连杆可旋转地附接至所述近侧连
杆和所述远段。12.如权利要求9所述的假肢手指，其中，所述近段的旋转导致所述近段、所述中段和所述远段同时旋转。13.根据权利要求9所述的假肢手指，其中，所述致动器还包括拉伸弹簧和蜗轮，其中所述拉伸弹簧被配置为沿角度方向旋转地偏置所述蜗轮。14.根据权利要求9所述的假肢手指，还包括推力轴承，其被配置为在承受轴向力的同时提供旋转运动。15.根据权利要求9所述的假肢手指，还包括弹性体的指尖插入件，其被配置为联接至所述远段，其中所述插入件的至少一部分是导电的。16.一种假肢手指，包括：安装件，其被配置为附接至手；近段、中段和远段，所述近段可旋转地附接至所述安装件，并且所述中段可旋转地附接至所述近段和所述远段，其中所述近段具有驱动侧和支撑侧，所述驱动侧被配置为被致动以旋转所述近段，所述支撑侧被配置为响应于施加至所述手指的阈值横向负载向所述手指提供旋转阻力；连杆，其可旋转地附接至所述安装件和所述中段，所述连杆包括柔性部分，其被配置为响应于施加至手指的阈值旋转力而弯曲；以及致动器，其与所述安装件联接，并且被配置为通过所述驱动侧旋转所述近段，其中所述致动器包括平行于行星变速箱延伸的电机，其中所述电机的输出轴通过一系列传动齿轮与所述行星变速箱机械连接，所述一系列传动齿轮位于所述电机和行星变速箱的第一端并且垂直于所述电机和行星变速箱延伸。17.根据权利要求16所述的假肢手指，其中，所述连杆还包括近侧连杆和远侧连杆，并且所述远侧连杆包括所述柔性部分。18.根据权利要求17所述的假肢手指，其中，所述远侧连杆可旋转地附接至所述近侧连杆和所述远段。19.根据权利要求16所述的假肢手指，其中，所述电机的纵向轴线平行于所述变速箱的纵向轴线延伸。20.如权利要求16所述的假肢手指，其中，所述电机的纵向轴线垂直于传动变速箱的纵向轴线延伸，所述传动变速箱容纳所述一系列传动齿轮。21.如权利要求16所述的假肢手指，其中，所述近段的旋转导致所述近段、所述中段和所述远段同时旋转。22.根据权利要求16所述的假肢手指，其中，所述致动器还包括拉伸弹簧和蜗轮，其中，所述拉伸弹簧被配置为沿角度方向旋转地偏置所述蜗轮。23.根据权利要求16所述的假肢手指，还包括推力轴承，其被配置为响应于施加至所述假肢手指的所述阈值横向负载提供所述旋转阻力。24.根据权利要求16所述的假肢手指，还包括弹性体指尖插入件，其被配置为联接至所述远段，其中所述插入件的至少一部分是导电的。25.一种用于假肢手指致动器的变速箱，所述变速箱包括：外壳，其从近端轴向延伸至远端，所述近端被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：塔驰仿生有限公司，
类型：发明
国别省市：