[發明專利]一種基于肌電控制的多傳感閉鏈級聯式手部假肢

有效

• 申請號: 201911067638.6
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN111134917B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 杜義浩;于金須
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞邁康健醫療科技有限公司
• 主分類號: A61F2/54
• 分類號: A61F2/54;A61F2/58;A61F2/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及人肢體可穿戴智能替代物與醫療器械領域，尤其涉及一種基于肌電控制的多傳感閉鏈級聯式手部假肢，包括：四指機構、拇指機構、手背板、電機托板、電機和電氣部分，四指機構包括假指組、搖桿組和連桿組，拇指機構包括拇指假指組、拇指搖桿組和拇指連桿組，電氣部分包括傳感器組、電控組、顯示器和肌電采集模塊，傳感器組包括多種傳感器模塊，傳感器組嵌入在假指遠指段，電控組包括核心PCB板、電機驅動模塊和電池，肌電采集模塊嵌入在電機托板內側與前臂接觸部位，與前臂的指伸肌和指淺屈肌貼合。本發明采用肌電控制、電機驅動、閉鏈級聯式結構傳動并由多傳感器反饋控制，能夠模塊化拆卸適應不同手部體征，復現和豐富手部原有功能。

技術領域

本發明涉及人肢體可穿戴智能替代物與醫療器械領域，尤其涉及一種基于肌電控制的多傳感閉鏈級聯式手部假肢。

背景技術

手是人們日常生活和生產作業過程中最重要的器官之一，同時具備多項功能：抓握拿捏物體、體驗物體觸感、感知物體溫度、丈量物體大概尺寸等，同時人們也會使用手去完成一些較為危險的活動，時常造成手部損傷甚至手部肢體殘缺或者手部功能損失，嚴重影響人們生活質量。據全國殘疾人數量統計顯示，各類殘疾人總量和占總人口比例均有上升，其中肢體殘疾2412萬人，占殘疾人總數的29.07％。綜上，如何替代手部殘缺肢體和輔助損傷肢體完成手功能，恢復正常的生產生活能力，顯得至關重要。

隨著我國經濟的發展，面向殘疾人的社會福利越來越高，幫助殘疾人恢復正常的生產生活，能夠減小社會壓力、減輕家庭負擔，使得智能假肢越來越成為研究的熱點，涌現出了大量的假肢產品，但由于目前的假肢產品大多針對肢體大關節，如前臂、小腿、整個上肢和整個下肢等，專門用于手部的假肢研發較少。中國專利申請號為：CN201810943869.8的發明專利公開了一種基于語音控制與視覺識別的智能假肢手及其系統和方法，該專利所述的手部假肢具備3個自由度，采用肌電、語音和視覺識別的綜合控制。但仍存在以下問題：

（1）手部假肢自由度過少，只能完成整根手指的彎曲，無法實現模仿人類真實手指的三關節分別彎曲和伸展，手指靈活度差；

（2）手部假肢不具備反饋環節，只能完成手部抓握等物理動作，不能反饋物體溫度和抓握時的壓力，也不具備其他額外的輔助功能，實用性和功能性差；

針對上述問題，設計一種高自由度，手部各個關節可動，具備多傳感器反饋的多功能手部假肢具有重要意義。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，設計了一種基于肌電控制的多傳感閉鏈級聯式手部假肢。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于肌電控制的多傳感閉鏈級聯式手部假肢，包括四指機構、拇指機構、手背板、電機托板、電機和電氣部分；

所述四指機構包括：假指組、搖桿組和連桿組，所述四指機構包括了食指、中指、環指和小指四根假指，根據人體手部食指、中指、環指和小指的長度比例，所述四指機構中各個假指的各零部件長度也呈對應比例，但各個假指具有完全相同的機械結構；

進一步地，所述假指組包括：指掌連接桿、近指段、中指段和遠指段，其中，指掌連接桿與所述手背板鉸接，近指段、中指段和遠指段分別對應人體真實手部四指的近指端、中指端和遠指端；

進一步地，所述搖桿組包括：第一搖桿、第二搖桿、第三搖桿、第四搖桿和第五搖桿，所述第一搖桿、第二搖桿、第三搖桿、第四搖桿分別與所述假指組的各個假指鉸接，所述第五搖桿是所述四指機構的輸入桿，與所述手背板鉸接；

進一步地，所述連桿組包括：第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿，所述第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿分別與所述搖桿組鉸接；

所述拇指機構包括：拇指假指組、拇指搖桿組和拇指連桿組；