专利名称：索控式机械手的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械手，特别涉及一种同时具有随意拉开和随意拉闭两种功能的用于上肢截肢患者的索控式机械手。
背景技术：
目前，利用自身力源操纵的功能性上肢假肢简称为索控式机械手。索控式机械手的主要原理是通过自身的运动来拉动牵引索，进而来控制手指的开闭及肘关节的屈伸。国内外的机械手大体可分为随意张开式和随意闭合式两类。随意张开式的假手，常态时处于拇指、食指、中指合的功能位，取物时通过拉动牵引索开手，依靠弹簧的扭力闭手。这类假手结构简单，持物省力；缺点是患者不能随意控制握力的大小。而随意闭合式的假手，常态时处于开手位，取物时握力可由患者自行控制，可用于抓持较重的物体，缺点是持物时需要保持牵引索的拉力，从而限制了手臂的某些运动，而且持物费力、结构复杂。针对现有技术的不足，本发明提供了一种索控式机械手，该索控式机械手综合了随意张开式和随意闭合式两类机械手的功能，工作时，可以根据具体条件通过转换功能来选择随意张开或随意闭合功能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种索控式机械手，该机械手具备切换拉开与拉闭功能的齿轮传动机构，使得本发明的机械手同时具有随意拉开与随意拉闭两种功能，本发明的机械手不但综合了两类机械手的长处，而且弥补了以往两类机械手的不足。本发明通过以下技术手段解决上述 技术问题:本发明的索控式机械手，包括手支架、第一手指、第二手指、弹性元件和控制索，所述手支架上设置有能够绕自身轴线旋转的铰接轴，所述第一手指和第二手指的指根处设置于铰接轴上，第一手指和第二手指可绕铰接轴的轴线旋转，所述第一手指指根处设置有以第一手指转轴为中心的弧形通孔和与第一手指转动配合的传动齿轮，所述传动齿轮的转轴与第一手指的转轴垂直；所述第一手指指根两侧的铰接轴上还套有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与铰接轴沿周向固定配合，所述第二齿轮绕铰接轴转动配合，所述第一齿轮和第二齿轮同时与传动齿轮哨合形成反向传动机构；所述第一齿轮的侧面固定设置有拉杆I，所述第二齿轮的侧面固定设置有拉杆II，所述拉杆I和拉杆II各自的一端分别垂直穿过并伸出所述弧形通孔，拉杆I和拉杆II分别位于弧形通孔的两端，所述弧形通孔的大小允许拉杆I和拉杆II在弧形通孔内滑动时互不干涉；所述弹性元件的一端与拉杆I的伸出端连接，另一端固定在手支架上，所述控制索与拉杆II的伸出端连接，在控制索不受外力的拉动时所述拉杆I在弹性元件的作用下顶住弧形通孔的一端，且拉杆II顶住弧形通孔的另一端。进一步，所述第二手指的指根外缘以铰接轴为圆心周向设置有第一传动齿，所述铰接轴上靠近第二手指指根处设置有第二传动齿，所述手支架上设置有双层齿轮，所述第一传动齿和第二传动齿与双层齿轮同时哨合形成第二手指对铰接轴的旋转进行增速的传动机构。进一步,所述传动齿轮为锥形齿轮。进一步，所述弹性元件为拉簧。本发明的有益效果:本发明的索控式机械手能够通过旋转第二手指将扭力传递到铰接轴上，所述铰接轴将带动与之周向固定连接的第一齿轮及第一齿轮上的拉杆I同时旋转，因为第一齿轮和第二齿轮同时与传动齿轮哨合形成反向传动机构，所述第一齿轮将带动第二齿轮及第二齿轮上的拉杆II反向旋转，所述拉杆I和拉杆II将各自从弧形通孔的一端反向滑动到弧形通孔的另一端，完成与拉杆I和拉杆II连接的弹性元件和控制索在位置上的互换，进而达到转换随意拉开与随意拉闭功能的目的，使得使用者能够根据不同的工作需求自由选择拉开或是拉闭功能。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明的索控式机械手的立体示意图；图2为本发明的索控式机械手的分解示意图；图3为本发明的索控式机械手的侧面示意图；图4为本发明的手指A-A剖面示意图；图5为本发明的索控式机械手处于随意拉开功能自然状态时的立体示意
图6为本发明的索控式机械手处于随意拉开功能拉开状态时的立体示意图；图7为本发明的索控式机械手处于随意拉闭功能自然状态时的立体示意图；图8为本发明的索控式机械手处于随意拉闭功能拉闭状态时的立体示意图。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1至8所示:本发明的索控式机械手，包括手支架1、第一手指2、第二手指3、弹性元件4和控制索5，所述手支架I上设置有能够绕自身轴线旋转的铰接轴6，所述第一手指2和第二手指3的指根处设置于交接轴上，第一手指2和第二手指3可绕铰接轴6的轴线旋转，所述第一手指2指根处设置有以第一手指转轴为中心的弧形通孔7和与第一手指2转动配合的传动齿轮8,所述传动齿轮8为锥形齿轮，所述传动齿轮8的转轴与第一手指的转轴垂直，所述传动齿轮8能够跟随第一手指2绕铰接轴6同步旋转；所述第一手指2指根两侧的铰接轴6上还套有第一齿轮9和第二齿轮10，所述第一齿轮9与铰接轴6沿周向固定配合，所述第二齿轮10绕铰接轴6转动配合，所述第一齿轮和第二齿轮同时与传动齿轮哨合形成反向传动机构；所述第一齿轮9的侧面固定设置有拉杆I 11，所述第二齿轮10的侧面固定设置有拉杆II 12,所述拉杆I 11和拉杆II 12各自的一端分别垂直穿过并伸出所述弧形通孔7，拉杆I和拉杆II分别位于弧形通孔7的两端，所述弧形通孔7的大小允许拉杆I 11和拉杆II 12在弧形通孔7内滑动时互不干涉；所述弹性元件4的一端与拉杆I 11的伸出端连接，另一端固定在手支架I上，所述控制索5与拉杆II 12的伸出端连接，在控制索5不受外力的拉动时所述拉杆I 11在弹性元件4的作用下顶住弧形通孔7的一端，且拉杆II 12顶住弧形通孔7的另一端。当所述索控式机械手转换功能时，首先旋转铰接轴6，铰接轴6带动与之周向固定连接的第一齿轮9与之同步旋转，第一齿轮9通过传动齿轮8将扭力传递到第二齿轮10并带动第二齿轮10及与第二齿轮10固定连接的拉杆II 12反向旋转，所述拉杆I 11和拉杆II 12将各自从弧形通孔7的一端反向滑动到弧形通孔7的另一端，完成与拉杆I 11和拉杆II 12连接的弹性元件4和控制索5在位置上的互换，进而达到转换随意拉开与随意拉闭功能的目的，使得使用者能够根据不同的工作需求自由选择拉开或是拉闭功能。作为上述技术方案的进一步改进，如图1和2所示，所述第二手指3的指根外缘以铰接轴6为圆心周向设置有第一传动齿13，所述铰接轴6上靠近第二手指3指根处设置有第二传动齿14,所述手支架I上设置有双层齿轮15,所述第一传动齿13和第二传动齿14与双层齿轮15同时哨合形成正向增速传动机构。通过设置与第二手指3上的第一传动齿13啮合的双层齿轮15，以及在铰接轴6上设置与双层齿轮15啮合的第二传动齿14形成了正向增速传动机构，当转换功能时只需掰动第二手指3就可以达到转换拉开与拉闭功能的目的，具有操作简单的特点。 作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性元件4为拉簧。采用拉簧可以进一步降低本发明的成本，使其更具有实用性。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.控式机械手，包括手支架(I)、第一手指(2)、第二手指(3)、弹性元件(4)和控制索(5)，所述手支架(I)上设置有能够绕自身轴线旋转的铰接轴￠)，所述第一手指(2)和第二手指(3)的指根处设置于铰接轴(6)上，第一手指(2)和第二手指(3)可绕铰接轴(6)的轴线旋转，其特征在于: 所述第一手指(2)指根处设置有以第一手指转轴为中心的弧形通孔(7)和与第一手指转动配合的传动齿轮(8)，所述传动齿轮(8)的转轴与第一手指的转轴垂直； 所述第一手指(2)指根两侧的铰接轴(6)上还套有第一齿轮(9)和第二齿轮(10)，所述第一齿轮(9)与铰接轴(6)沿周向固定配合，所述第二齿轮绕铰接轴(6)转动配合，所述第一齿轮(9)和第二齿轮(10)同时与传动齿轮(8)哨合形成反向传动机构； 所述第一齿轮(9)的 侧面固定设置有拉杆I (11)，所述第二齿轮(10)的侧面固定设置有拉杆II (12)，所述拉杆I (11)和拉杆II (12)各自的一端分别垂直穿过并伸出所述弧形通孔(7)，拉杆I(Il)和拉杆11(12)分别位于弧形通孔(7)的两端，所述弧形通孔(7)的大小允许拉杆I(Il)和拉杆11(12)在弧形通孔(7)内滑动时互不干涉； 所述弹性元件(4)的一端与拉杆I(Il)的伸出端连接，另一端固定在手支架(I)上，所述控制索(5)与拉杆11(12)的伸出端连接，在控制索(5)不受外力的拉动时所述拉杆I(Il)在弹性元件(4)的作用下顶住弧形通孔(7)的一端，且拉杆II (12)顶住弧形通孔(7)的另一端。
2.根据权利要求1所述的索控式机械手，其特征在于:所述第二手指(3)的指根外缘以铰接轴￠)为圆心周向设置有第一传动齿(13)，所述铰接轴(6)上靠近第二手指(3)指根处设置有第二传动齿(14)，所述手支架(I)上设置有双层齿轮(15)，所述第一传动齿(13)和第二传动齿(14)与双层齿轮(15)同时啮合形成第二手指(3)对铰接轴(6)的旋转进行增速的传动机构。
3.根据权利要求2所述的索控式机械手，其特征在于:所述传动齿轮(8)为锥形齿轮。
4.根据权利要求3所述的索控式机械手，其特征在于:所述弹性元件(4)为拉簧。
全文摘要
本发明公开了一种索控式机械手，属于医疗辅助器械领域，本发明的索控式机械手，包括手支架、第一手指、第二手指、弹性元件和控制索，所述手支架上设置有能够绕自身轴线旋转的铰接轴，所述第一手指和第二手指的指根处设置于铰接轴上，第一手指和第二手指可绕铰接轴的轴线旋转，所述第一手指指根处设置有弧形通孔和传动齿轮，所述第一手指指根两侧的铰接轴上还设置有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮同时与传动齿轮啮合形成反向传动机构。本发明的索控式机械手通过旋转铰接轴可以达到转换机械手拉开与拉闭功能的目的，使得本发明的索控式机械手不但综合了现有技术的长处，而且弥补了现有技术的不足。
文档编号A61F2/54GK103083118SQ20131001950
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者李光旭, 范华侨 申请人:李光旭