[發明專利]一種自適應抓握柔性假手

在審

• 申請號: 202011131199.3
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112120837A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 孟巧玲
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: A61F2/58
• 分類號: A61F2/58;A61F2/68
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種自適應抓握柔性假手，涉及醫療康復設備技術領域，包括：四個手指模塊，一個拇指模塊，連接各個手指模塊的手掌模塊，固定在手掌模塊內部的驅動模塊以及繩索傳動模塊。手指模塊由柔性仿生關節與指骨組成，連接指骨的柔性仿生關節具有不同剛度特性。假手可以通過手掌內部的驅動模塊運動與被抓物體反作用力配合，實現手指模塊根據被抓物體形狀做出不同手勢姿態。該自適應抓握柔性假手能更好地適應抓握不同外形的物體，實現自適應抓握與捏取的動作，滿足患者的日常生活需求。采用3D打印制造，方便設計修改與制造，成本低廉，易于推廣。

技術領域

本發明涉及醫療康復設備技術領域，尤其涉及一種自適應抓握柔性假手。

背景技術

根據中國殘疾人聯合會調查結果數據顯示，1987年我國各類殘疾人數約為5164萬人，到2010年末已達8502萬人，預計到2020年我國殘疾人數將突破1億。在殘疾人群中，肢體殘疾約占30％。對于上肢截肢患者來說，假手對于他們的正常生活具有重要的作用，因此設計出適用于上肢截肢患者的自適應抓握柔性假手具有重要的社會價值和經濟價值。

市面上適用于截肢患者的假手和假肢雖能完成一些簡單動作，但是它們的體積一般過于龐大，價格通常十分昂貴，并不適用于患者的日常生活，至今尚未大規模普及。

此外，市場上的假手假肢絕大部分都由剛性構件組成，運動起來非常笨重。考慮到運動的安全性，設備的便攜性，設計一款適用于截肢患者日常生活，輔助患者完成基本手勢動作的柔性假手具有廣闊前景。

因此，本領域的技術人員致力于設計一種自適應抓握柔性假手，以實現多抓握姿態，同時具有更好的柔度和更輕的重量，適合截肢患者的日常生活。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何通過控制拇指與其他手指的相互運動，實現假手多抓握姿態動作，以及如何提高假手的安全性，如何減輕假手的重量，并使其易于穿戴，更適應截肢患者的日常生活場景。

為實現上述目的，本發明提供了一種自適應抓握柔性假手，包括手指模塊、拇指模塊、手掌模塊、驅動模塊和繩索傳動模塊；

所述手指模塊的數量為四個，被設置分別對應食指、中指、無名指和小指，每個所述手指模塊的結構相似，尺寸不同；

所述拇指模塊被設置為對應于大拇指；

所述手指模塊位于所述手掌模塊頂部，與所述手掌模塊頂部的手指基座鉸接；所述拇指模塊位于所述手掌模塊側部，與所述手掌模塊側下角的拇指基座鉸接；

所述驅動模塊位于所述手掌模塊內部，包括左右兩個子驅動模塊；所述子驅動模塊包括電機與線軸；所述線軸包括上線軸和下線軸；所述線軸固定在所述電機頂部；所述電機固定在所述手掌模塊內部的電機座中；所述左右兩個子驅動模塊上下顛倒布置在所述手掌模塊內部的電機座中；

所述繩索傳動機構模塊包括手指驅動機構用繩索和拇指傳動機構用繩索。

進一步地，所述手指模塊包括指尖塊、遠節指骨塊、變形補償模塊、中節指骨塊、近節指骨塊、柔性鉸鏈和彈簧；

所述指尖塊內設置有第一滑槽，所述指尖塊與所述遠節指骨塊之間由螺釘、螺母連接，螺釘、螺母固定在所述第一滑槽中；

所述指尖塊下端設有第一螺紋凸臺，所述彈簧嵌于所述第一螺紋凸臺上，與所述遠節指骨塊相接觸；

所述變形補償模塊內設置有第二滑槽，所述遠節指骨塊與所述變形補償模塊之間由所述柔性鉸鏈鉸接，同時由螺釘、螺母固定，螺釘、螺母固定在所述第二滑槽中；

所述變形補償模塊下端設有第二螺紋凸臺，所述彈簧嵌于所述第二螺紋凸臺上，與所述中節指骨塊相接觸；