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专利号: 2019108396349
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-03-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机械假肢手臂,所述手臂由手部、手腕、前臂、肘关节、上臂和肩关节组成,手部由手掌部分和手指部分组成,手腕前端通过手腕盘与手掌部分连接,手腕末端通过内齿轮与前臂连接,肘关节的一端与前臂连接,另一端与上臂连接,上臂通过肩关节安装在身体上,其特征在于:所述机械假肢手臂设置有用于驱动手指弯曲伸展的手指驱动机构、用于驱动手腕左右和上下摆动的手腕驱动机构、用于驱动手部旋转的前臂驱动机构、用于驱动前臂绕肘弯曲和伸展的肘关节驱动机构和用于驱动手臂前后和左右摆动的上臂驱动机构,所述手指部分由五根手指组成,除拇指之外的四根手指均采用连杆机构设置且每根手指有三个自由度,所述手指连杆机构由七个活节、五个连杆和两个弹簧组成,第一连杆的一端通过第一活节与手掌铰接,另一端通过第六活节与第二连杆中部铰接,第四连杆一端与电机输出轴连接且通过第七活节与电机铰接,另一端通过第二活节和第三活节分别与第五连杆和第二连杆的一端铰接,第五连杆的另一端通过第四活节与第三连杆的一端铰接,第二连杆的另一端通过第五活节与第三连杆的中部铰接。

2.根据权利要求1所述的机械假肢手臂,其特征在于:所述手掌部分包括手指驱动机构、两个斜齿轮组、两个手掌轴、拇指直齿轮和三指连接轴,所述手指驱动机构为三台电机,第一电机和第二电机分别设置在手掌背面的两个电机槽口中,第三电机设置于手掌正面的电机槽中,拇指和食指分别由第三电机和第二电机驱动,中指、无名指和小指通过三指连接轴连接由第一电机驱动,第一电机和第二电机分别通过斜齿轮组带动手掌轴转动,为手指连杆机构提供动力,第三电机通过拇指直齿轮带动拇指轴转动,实现拇指运动。

3.根据权利要求2所述的机械假肢手臂,其特征在于,所述的三台电机均为Maxon电机。

4.根据权利要求1所述的机械假肢手臂,其特征在于,第五连杆和第六连杆为两段结构,连杆中间设置弹簧。

5.如权利要求1所述的机械假肢手臂,其特征在于,所述手腕有两个自由度,包括手腕盘、手腕驱动机构、万向节、球接头和支杆,所述手腕驱动机构为两个直线电机,所述直线电机一端通过万向节与手腕板连接,另一端与内齿轮相连接,支杆两端分别通过球接头与手腕板和内齿轮连接。

6.如权利要求5所述的机械假肢手臂,其特征在于,所述两个直线电机可以实现同步和异步工作。

7.如权利要求1所述的机械假肢手臂,其特征在于,所述前臂有一个自由度,包括前臂环、前臂板和前臂驱动机构,所述前臂驱动机构由前臂电机、内齿轮和滚针轴承组成,前臂板上设置有前臂电机,前臂板通过螺栓固定在前臂环上,前臂电机输出轴连接正齿轮,正齿轮与内齿轮的啮合提供给腕部一个旋转运动,内齿轮与前臂环之间设置有滚针轴承。

8.如权利要求1所述的机械假肢手臂,其特征在于,所述肘关节、上臂和肩关节包括肘轴、肘关节驱动机构、上臂板、上臂驱动机构、两组同步带机构和肩板,所述肘关节具有一个自由度,所述肘关节驱动机构由第一锥齿轮、第二锥齿轮和肘部电机组成,第一锥齿轮通过键与肘轴连接,肘轴的两端通过轴承固定在两侧上臂板上,肘部电机带动第二锥齿轮旋转,通过第一锥齿轮与第二锥齿轮的啮合为肘轴转动提供动力;所述上臂驱动机构由第一上臂电机、第二上臂电机、第三锥齿轮和第四锥齿轮组成,第一上臂电机带动第一同步带机构转动,第一同步带结构的大齿轮与固定连接在肩板上,与肩刚性连接为一体,第一同步带轮机构的作用下,实现手臂的左右摆动,第二上臂电机带动第二同步带机构转动,第二同步带机构带动第三锥齿轮转动,第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合,第四锥齿轮通过轴与身体刚性连接,无相运动,手臂通过肩板与身体连接。

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