[發明專利]基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢及使用方法

在審

• 申請號: 201910249990.5
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109893307A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 艾吉昆;柴宇宸;孫社稷;楊斯喬;劉沖
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: A61F2/54
• 分類號: A61F2/54;A61F2/58;A61F2/70;B33Y80/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.一種基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，包括依次連接假肢手指部、假肢手掌部、假肢腕部、假肢小臂部和連接殘肢部；

所述假肢手指部包括相對設置的夾板一和夾板二，所述夾板一和夾板二的內側均設有氣囊，所述夾板一與齒輪一固連，所述夾板一與齒輪一均套設在連接軸一上，所述夾板二與齒輪二固連，所述夾板二與齒輪二均套設在連接軸二上，所述齒輪一和齒輪二嚙合以帶動夾板一和夾板二開合；

所述假肢手掌部包括連接板一、連接板二、控制夾板一和夾板二夾合的夾取機構和控制夾板一和夾板二放松的連桿機構，所述連接板一和連接板二平行設置，且均分別與所述連接軸一和連接軸二固定連接；所述夾取機構包括舵機一、齒輪三、齒輪四、齒輪五和棘輪止動機構，所述棘輪止動機構包括棘輪和棘爪，所述舵機一的輸出端與齒輪三固連，所述齒輪三與齒輪一嚙合，所述齒輪四與夾板二遠離齒輪二的一側固連，所述齒輪四與齒輪五嚙合，所述齒輪五與棘輪固連，所述棘輪與齒輪五均套設在連接軸三上，所述連接軸三與連接板二固連，所述棘爪通過連桿機構與舵機二連接，所述舵機二通過連桿機構推動棘爪遠離棘輪。

2.根據權利要求1所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述連桿機構包括運動連桿一和運動連桿二，所述運動連桿一的一端與所述棘爪遠離棘輪的一端連接，所述運動連桿一的另一端設有滑槽一；所述運動連桿二一端與舵機二的輸出端固連，所述運動連桿二的另一端與轉軸連接，所述轉軸設置在所述滑槽一內，且沿滑槽一滑動。

3.根據權利要求1所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢還包括固定塊，所述固定塊與夾板二固連，所述固定塊設有滑槽二，所述運動連桿一設置在所述滑槽二內，且沿滑槽二運動；所述固定塊靠近棘輪一側的內壁設有傾斜壁，所述傾斜壁位于棘爪的上方。

4.根據權利要求1所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述連接板一位于齒輪二與夾板二之間，所述連接板二位于夾板二與齒輪四之間；所述夾板一和連接板二之間設有齒輪六，所述齒輪六與夾板一固連，所述齒輪六與齒輪七嚙合，所述齒輪七位于連接板二與夾板二之間，且與夾板二固連。

5.根據權利要求4所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述齒輪六套設在連接軸一上，所述齒輪四和齒輪七均套設在所述連接軸二上。

6.根據權利要求1所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述夾板一和夾板二的結構相同，均為弧形結構。

7.根據權利要求1所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述所述氣囊與儲氣罐通過氣管連接，所述儲氣罐設置在假肢小臂部，所述氣管上設有二位三通電磁閥。

8.根據權利要求1所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述假肢腕部內設有電機，所述電機通過聯軸器與連接板一和連接板二靠近假肢腕部的一側連接。

9.根據權利要求4所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，所述假肢腕部、假肢小臂部和和連接殘肢部均采用3D打印制造完成；所述連桿機構、齒輪一、齒輪二、齒輪三、齒輪四、齒輪五、齒輪六、齒輪七、棘輪和棘爪均采用3D打印制造完成。

10.一種基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢的使用方法，采用權利要求1所述的基于3D打印的帶氣囊的棘輪止動機械假肢，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、啟動假肢腕部的電機轉動調整假肢手掌部的抓取角度；

步驟二、啟動舵機一使夾板一和夾板二夾合，夾板一和夾板二分別距目標物體2～6mm時，關閉舵機一，棘輪止動機構使夾板一和夾板二的位置鎖定；

步驟三、開啟二位三通電磁閥給氣囊充氣，充滿夾板一和夾板二與目標物體間的縫隙，夾取物體；

步驟四、需要松開假肢手指部時，通過二位三通電磁閥將氣囊中的氣體排出，同時，啟動舵機二通過連桿機構將棘爪彈出，與棘輪分開，舵機一反向轉動實現假夾板一和夾板二的放松。