專利名稱：具有可機(jī)械操作的手指或腳趾構(gòu)件的假肢的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少一個(gè)可機(jī)械操作的手指或腳趾構(gòu)件(digit member)的假肢。
背景技術(shù)：
提供一根或多根穿戴者可操作的機(jī)電指的手假肢是已知的。常規(guī)的假
系統(tǒng)將動(dòng)力傳送到手指。這種常規(guī)的假、肢具有許多缺陷，特別是要求電機(jī) 和傳動(dòng)系統(tǒng)之間的精確校準(zhǔn)以及假肢的手部分內(nèi)的強(qiáng)加的空間需求，前一 種情況可能形成笨重的裝置，后一種情況可能使假肢不適合還具有一些殘 余手指或腳趾的病人。
W095/24875描述了 一種手假肢，其設(shè)法解決了常規(guī)假肢的上述缺陷。 更具體地說(shuō)，W095/24875的手假肢包括安裝在手指構(gòu)件內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和 齒輪箱。操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在手指構(gòu)件內(nèi)的蝸桿。蝸桿與固定式蝸 輪嚙合并在其周圍移動(dòng)以使手指構(gòu)件繞蝸輪轉(zhuǎn)軸移動(dòng)。
本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到W095/24875的手假肢的某些缺陷。更具體地說(shuō)，
傳動(dòng)丄的齒輪的短:假肢手指，如適合孩^^;的手指:_ 、
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有手指或腳趾構(gòu)件的假肢，該手指 或腳趾構(gòu)件纟皮設(shè)計(jì)成提供小的手指或腳趾，如適合孩子們的手指或腳趾。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)上述理解已經(jīng)設(shè)計(jì)了本發(fā)明且因而從第一個(gè)方面提供了一種用 于提供至少一個(gè)可機(jī)械操作的手指或腳趾構(gòu)件的假肢，該假肢具有至少一
5個(gè)所述手指或腳趾構(gòu)件，所述手指或腳趾構(gòu)件大致上正切于假肢的支撐構(gòu)
件上的固定式蝸輪裝置(worm gear wheel means)延伸且被安裝用于繞蝸輪 裝置轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，手指或腳趾構(gòu)件具有可操作的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)蝸桿裝置 (worm means),蝸桿裝置與蝸輪裝置嚙合以便在假肢的使用中，當(dāng)操作驅(qū) 動(dòng)電機(jī)時(shí)，手指或腳趾構(gòu)件在蝸輪裝置周圍移動(dòng)，其特征在于蝸桿裝置設(shè) 置在手指或腳趾構(gòu)件外。
將蝸桿裝置設(shè)置在手指或腳趾構(gòu)件外減少了手指或腳趾構(gòu)件內(nèi)的機(jī) 電部件占據(jù)的縱向空間的量。這便于設(shè)計(jì)較短的手指或腳趾構(gòu)件，如適合 孩子們的手指或腳趾構(gòu)件。相比之下，W095/24875的手假肢具有設(shè)置在 手指構(gòu)件內(nèi)的蝸桿裝置(即蝸桿)，如W095/24875的圖2所顯示的。
更具體地說(shuō)，蝸桿裝置可以相對(duì)于手指或腳趾構(gòu)件橫向延伸。
可替代地或此外，蝸桿裝置可以大體垂直于手指或腳趾構(gòu)件延伸。
以這種方式設(shè)置蝸桿裝置便于包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)在內(nèi)的機(jī)電部件朝蝸輪 裝置移動(dòng)。
因而，可替代地或此外，蝸桿裝置和驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以設(shè)置在蝸輪裝置轉(zhuǎn) 軸的相對(duì)側(cè)。
在本發(fā)明的形式中，假肢還可以包括傳動(dòng)裝置，其4支設(shè)計(jì)成將驅(qū)動(dòng)電 機(jī)的運(yùn)動(dòng)耦合到蝸桿裝置。
更具體地說(shuō)，可以設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置以使蝸桿裝置的旋轉(zhuǎn)軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的 旋轉(zhuǎn)軸傾斜。
更具體地說(shuō)，蝸桿裝置的旋轉(zhuǎn)軸以約90度向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸傾斜。
可替代地或此外，傳動(dòng)裝置可以包括彼此嚙合的第一斜齒輪和第二斜 齒輪，第一斜齒輪設(shè)計(jì)成響應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，而第二斜齒偏禺合 到蝸桿裝置。
可替代地或此外，蝸輪裝置具有允許其相對(duì)于手指或腳趾構(gòu)件設(shè)置的 輪廓以使蝸輪裝置和手指或腳趾構(gòu)件之間的距離小于蝸輪裝置的最大半 徑。此最大半徑在蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸和在使用時(shí)蝸輪裝置的外圍邊緣上與所迷 蝸桿裝置嚙合的點(diǎn)之間。
這利用了本發(fā)明的形式的優(yōu)勢(shì)，即在使用假肢的過(guò)程中，只有蝸輪裝 置的外圍邊緣的一部分與蝸桿裝置嚙合。因而，該蝸輪裝置可以比具有圓形輪廓的蝸輪裝置設(shè)置得更靠近手指或腳趾構(gòu)件，由此可以提供更緊湊的 假肢。
更具體地說(shuō)，蝸輪裝置可以具有大體半圓形的輪廓。
更具體地說(shuō)，半圓形的彎曲外圍邊緣可以被定位用于與蝸桿裝置嚙合。
可替代地或此外，手指或腳趾構(gòu)件可以是大姆指以外的手指構(gòu)件或大 拇指構(gòu)件中的其中一個(gè)。
可替代地或此外，蝸桿裝置可以包括蝸桿。
可替代地或此外，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以是扭矩和驅(qū)動(dòng)電流之間具有大致線性 關(guān)系的永石茲體DC電才幾。
可替代地或此外，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以通過(guò)其輸出軸耦合到齒輪箱系統(tǒng)，由 此在使用中，可以從不同比的范圍中選擇不同的扭矩_輸出驅(qū)動(dòng)速度比。
可替代地或此外，假肢可以具有多個(gè)手指或腳趾，每一個(gè)具有至少一 個(gè)手指或腳趾構(gòu)件，且假肢可以設(shè)置有控制裝置，其被設(shè)計(jì)成允許手指或 腳趾或多組手指或腳趾獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
更具體地說(shuō)，多個(gè)手指或腳趾可以包括單個(gè)大拇指和至少一個(gè)大姆指 以外的手指。
更具體地說(shuō)，大拇指可以具有高速、低扭矩特征的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而大姆 指以外的手指可以具有低速、高扭矩特征的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
可替代地或此外，可以用具有通常類似于正常手的外觀的美學(xué)上可接 受的材料的覆蓋物來(lái)覆蓋假肢。
將蝸桿裝置設(shè)置在手指或腳趾構(gòu)件外的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是釋放了手指或 腳AL構(gòu)件內(nèi)的縱向空間。
因此，在本發(fā)明的另一種形式中，假肢還可以包括另外的(第二)手 指或腳趾構(gòu)件(即，手指或腳趾的中節(jié)指骨)，(第一 )手指或腳趾構(gòu)件(即， 手指或腳趾的近節(jié)指骨)在其遠(yuǎn)端連接到另外的手指或腳趾構(gòu)件以形成近 側(cè)關(guān)節(jié)，該近側(cè)關(guān)節(jié)便于另外的手指或腳趾構(gòu)件相對(duì)于手指或腳趾構(gòu)件運(yùn) 動(dòng)。
在布￡肢中設(shè)置近側(cè)關(guān)節(jié)利用了手指或腳趾構(gòu)件內(nèi)釋放的縱向空間。 更具體地說(shuō)，^J支可以;故配置來(lái)用于動(dòng)力致動(dòng)近側(cè)關(guān)節(jié)?？商娲鼗虼送猓僦梢耘渲贸墒沟昧硗獾氖种富蚰_趾構(gòu)件可通過(guò) 動(dòng)力致動(dòng)以第一方向相對(duì)于手指或腳趾構(gòu)件移動(dòng)。
更具體地說(shuō)，假肢可以配置成使得另外的手指或腳趾構(gòu)件可通過(guò)偏壓 裝置以第二反向的方向相對(duì)于手指或腳趾構(gòu)件移動(dòng)。
因而，在動(dòng)力致動(dòng)前，偏壓裝置可以使另外的手指或腳趾構(gòu)件相對(duì)于 手指或腳趾構(gòu)件回到其位置。
更具體地說(shuō)，偏壓裝置可以包括彈簧裝置，如螺旋彈簧。
可替代地或此外，假肢可以配置成以便通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)致動(dòng)近 側(cè)關(guān)節(jié)。
更具體地說(shuō)，假肢還可以包括近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)裝置，其被配置成使驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的運(yùn)動(dòng)耦合到另外的手指或腳趾構(gòu)件，且由此致動(dòng)近側(cè)關(guān)節(jié)。
更具體地說(shuō)，近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)裝置可以包括在第一端連接到蝸輪裝置且 在第二、相對(duì)的端連接到另外的手指或腳趾構(gòu)件的近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件。
更具體地說(shuō)，近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件的第一端可以在與蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸隔開 的位置連接到蝸輪裝置。
因而，當(dāng)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，手指或腳趾構(gòu)件在蝸輪裝置周圍的運(yùn)動(dòng)可 以造成蝸輪裝置上的關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件的連接位置和朝手指或腳趾構(gòu)件末端 的位置之間的距離增大。因此，若近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件是不能伸展的，那么 手指或腳趾構(gòu)件在蝸輪裝置周圍的運(yùn)動(dòng)可能使關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件將另外的手 指或腳趾構(gòu)件朝齒輪裝置運(yùn)動(dòng)并相對(duì)于手指或腳趾構(gòu)件繞近側(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
更具體地說(shuō)，關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件可以包括預(yù)定長(zhǎng)度的易彎構(gòu)件。
更具體地說(shuō)，假肢可以配置成使得易彎構(gòu)件的預(yù)定長(zhǎng)度可以被改變。
可替代地或此外，易彎構(gòu)件可以包括沿著易彎構(gòu)件間隔開的多個(gè)齒， 用于與蝸輪裝置和另外的手指或腳趾構(gòu)件中的至少一個(gè)上的相應(yīng)輪廓嚙 合，并由此提供到蝸輪裝置和另外的手指或腳處構(gòu)件中的至少一個(gè)的連接。
更具體地說(shuō)，易彎構(gòu)件上的多個(gè)齒的一部分可以嚙合相應(yīng)的輪廓，由 此可以通過(guò)改變與相應(yīng)的輪廓嚙合的那些齒來(lái)改變易彎構(gòu)件的長(zhǎng)度。
本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到手指或腳趾構(gòu)件和另外的手指或腳趾構(gòu)件之間 的近側(cè)關(guān)節(jié)的特征比迄今描述的應(yīng)用更寬泛。因而，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于提供至少一個(gè)可機(jī)械 操作的手指或腳趾的假肢，該假肢具有至少一個(gè)所述手指或腳趾，所述手 指或腳趾包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第一 (如，近節(jié)指骨)手指或腳趾構(gòu)件和第二 (如，中節(jié)指骨)手指或腳趾構(gòu)件，第一手指或腳趾構(gòu)件在其近端連接到 假肢的支撐構(gòu)件以形成第一關(guān)節(jié)(如，掌指骨[MCP]關(guān)節(jié))，從而允許第一 手指或腳趾構(gòu)件相對(duì)于支撐構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，第一手指或腳趾構(gòu)件在其遠(yuǎn)端連接 到第二手指或腳趾構(gòu)件以形成第二關(guān)節(jié)(如近側(cè)指間[PIP]關(guān)節(jié))，從而允 許第二手指或腳趾構(gòu)件相對(duì)于第一手指或腳趾構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，第一手指或腳趾 構(gòu)件和支撐構(gòu)件配置成以便當(dāng)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，致動(dòng)第一關(guān)節(jié)，其中假肢 被配置成動(dòng)力致動(dòng)第二關(guān)節(jié)。
更具體地說(shuō)，有￡肢可以配置成使得第二手指或腳趾構(gòu)件可依靠動(dòng)力致 動(dòng)在第一個(gè)方向相對(duì)于第一手指或腳趾構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
更具體地說(shuō)，假肢可以配置成使得第二手指或腳趾構(gòu)件可依靠偏壓裝 置在第二、相對(duì)的方向相對(duì)于第一手指或腳趾構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
因而，在動(dòng)力致動(dòng)前，偏壓裝置可以使第二手指或腳趾構(gòu)件相對(duì)于第 一手指或腳趾構(gòu)件回到其位置。
更具體地說(shuō)，偏壓裝置可以包括彈簧裝置，如螺旋彈簧。
可替代地或此外，布li支可配置成以便通過(guò)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)致動(dòng)第二關(guān)節(jié)。
更具體地說(shuō)，假肢還可以包括近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)裝置，其被配置成將驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的運(yùn)動(dòng)耦合到第二手指或腳趾構(gòu)件，且由此致動(dòng)第二關(guān)節(jié)。
在本發(fā)明的第二方面的形式中，假肢可以包括具有彼此嚙合的第 一齒 輪部件和第二齒輪部件的齒輪裝置，第一齒輪部件被配置成響應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，而第二齒輪部件連接到假肢的支撐構(gòu)件，以便在假肢的使 用中，當(dāng)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，齒輪是可操作的以使第一手指或腳趾構(gòu)件相對(duì) 于支撐構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。
更具體地說(shuō)，第一齒輪部件可設(shè)置在手指或腳趾構(gòu)件外。
可替代地或此外，齒輪裝置可以包括具有包含蝸桿的第一部件和包含 蝸輪的第二部件的蝸桿_蝸輪。
更具體地說(shuō)，近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)裝置可以包括在第一端連接到蝸輪裝置且 在第二、相對(duì)的端連^l妻到第二手指或腳趾構(gòu)件的近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件。更具體地說(shuō)，近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件的第一端可以在與蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸隔開 的位置連接到蝸輪。
因而，當(dāng)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，第一手指或腳趾構(gòu)件在蝸輪周圍的運(yùn)動(dòng)可 以造成齒輪上的關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件的連接位置和朝第一手指或腳趾構(gòu)件末端 的位置之間的距離增大。因此，若近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件是不能伸展的，那么
第一手指或腳趾構(gòu)件在蝸輪裝置周圍的運(yùn)動(dòng)可使關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件將第二手 指或腳趾構(gòu)件朝齒輪運(yùn)動(dòng)并相對(duì)于第一手指或腳趾構(gòu)件繞第二關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
更具體地說(shuō)，關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件可以包括預(yù)定長(zhǎng)度的易彎構(gòu)件。
更具體地說(shuō)，假肢可以配置成使得易彎構(gòu)件的預(yù)定長(zhǎng)度可以被改變。
可替代地或此外，易彎構(gòu)件可以包括沿著易彎構(gòu)件間隔開的多個(gè)齒， 用于與蝸輪裝置和第二手指或腳趾構(gòu)件中的至少一個(gè)上的相應(yīng)輪廓嚙合， 且由此提供到蝸輪裝置和第二手指或腳趾構(gòu)件中的至少一個(gè)的連接。
更具體地說(shuō)，易彎構(gòu)件上的多個(gè)齒的一部分可以嚙合相應(yīng)的輪廓，由 此可以通過(guò)改變與相應(yīng)的輪廓嚙合的那些齒來(lái)改變易彎構(gòu)件的長(zhǎng)度。
本發(fā)明第二方面的進(jìn)一步的實(shí)施方案可以包括本發(fā)明第一方面的一 個(gè)或更多特征。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了 一種用于提供至少一個(gè)可機(jī)械操作
的手指或腳趾構(gòu)件的假肢，該假肢包括具有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的至少一個(gè)所述手 指或腳趾構(gòu)件；以及具有彼此嚙合的第一齒輪部件和第二齒輪部件的齒輪 裝置，第一齒輪部件連接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而第二齒輪部件連接到假肢的支撐 構(gòu)件，以便在假肢的使用中，當(dāng)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，齒輪裝置是可操作的以 使手指或腳趾構(gòu)件相對(duì)于支撐構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，其中第一齒輪部件設(shè)置在手指或 腳5止構(gòu)件外。
更具體地說(shuō)，齒輪裝置可以包括具有包含蝸桿的第一部件和包含蝸輪 的第二部件的蝸桿-蝸輪。
本發(fā)明另外方面的進(jìn)一步的實(shí)施方案可以包括本發(fā)明第一方面的一 個(gè)或更多特4正。
此處提到的手指或腳趾通常是完整的手指或腳趾，如大姆指以外的手 指、大拇指或者甚至是腳趾，而提到的手指或腳趾構(gòu)件是完整的手指或腳趾部分，如大姆指以外的手指的近節(jié)指骨、中節(jié)指骨和遠(yuǎn)節(jié)指骨，或者這 些部分的組合，如中節(jié)指骨和遠(yuǎn)節(jié)指骨的組合。
附圖簡(jiǎn)述
從下面的具體描述中，本發(fā)明進(jìn)一步的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將變得顯而易見，
此具體描述僅通過(guò)實(shí)施例并參考附圖給出，附圖中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的假肢的手指或腳趾構(gòu)件的部分剖面圖； 圖2是圖1的近側(cè)指間(PIP)關(guān)節(jié)的局部放大視圖；以及 圖3是圖1的假肢的斜齒輪裝置的局部放大視圖。
具體描述
圖1顯示了具有大姆指以外的手指3的手假肢1 (其構(gòu)成手指)的局 部剖面圖。使用時(shí)，假肢l經(jīng)由主體(未示出)以通常已知的方式穩(wěn)固地 固定到病人的手殘余部分(未示出)。主體具有軸4，蝸輪5固定地安裝到 軸4上。蝸輪5是大體半圓形的輪廓。大姆指以外的手指3大致上正切于 蝸輪5延伸。大姆指以外的手指3具有大致上管狀的外殼6，其內(nèi)安裝了 具有齒輪箱系統(tǒng)23的驅(qū)動(dòng)電機(jī)7。齒輪箱系統(tǒng)23提供了待從不同比的范 圍中選擇的不同的扭矩-輸出驅(qū)動(dòng)速度比。凸出部(未示出)從管狀外殼 6的下面懸垂且可旋轉(zhuǎn)地安裝到軸上以便于大姆指以外的手指3相對(duì)于軸 4和蝸輪5旋轉(zhuǎn)。軸4的中心8界定了轉(zhuǎn)軸(其構(gòu)成蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸)，大姆 指以外的手指3繞該轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的外殼6對(duì)應(yīng)于大姆指以 外的手指的近節(jié)指骨，而形成在軸4和從外殼6懸垂的凸出部之間的關(guān)節(jié) 對(duì)應(yīng)于大姆指以外的手指的掌指骨(MCP)關(guān)節(jié)或指關(guān)節(jié)。
驅(qū)動(dòng)軸9從驅(qū)動(dòng)電機(jī)7和齒輪箱系統(tǒng)23延伸。第 一斜齒輪10安裝到 驅(qū)動(dòng)軸9的遠(yuǎn)端上。第二斜齒輪11安裝在假肢1內(nèi)以使第二斜齒輪11的 旋轉(zhuǎn)軸與第一斜齒輪10的旋轉(zhuǎn)軸大體成90度。第一斜齒輪10和第二斜 齒輪ll 一起構(gòu)成傳動(dòng)裝置。雖然通過(guò)已知的方式可以容易地改變齒輪比， 但是第一斜齒輪10和第二斜齒輪11的齒輪比實(shí)質(zhì)上是1比1。第二斜齒 輪11與蝸桿13 —樣安裝到相同的軸12上。蝸桿13被定位以使其嚙合蝸輪5的帶齒的彎曲外圍邊緣。從圖l可以看出，蝸桿13以約90度的角度 橫向向外殼6延伸。
應(yīng)該注意，蝸桿13設(shè)置在假肢內(nèi)以使其在外殼6的外面(外殼6對(duì) 應(yīng)于手指或腳趾構(gòu)件)。因而，蝸桿6設(shè)置在假肢的手內(nèi)，而不是在大姆 指以外的手指3內(nèi)，即使當(dāng)假肢被構(gòu)建成當(dāng)操作大姆指以外的手指3時(shí)， 蝸桿13隨外殼6 —起移動(dòng)，正如下面描述的。
驅(qū)動(dòng)軸7是扭矩和驅(qū)動(dòng)電流之間具有大體線性關(guān)系的永磁體DC電機(jī)。 而且，驅(qū)動(dòng)電機(jī)靠安裝在假肢遠(yuǎn)端的小型可充電電池14供電。驅(qū)動(dòng)電機(jī) 靠開關(guān)15 (其構(gòu)成控制裝置)控制，開關(guān)15由已知的方式致動(dòng)，如殘余 手指或腳趾的運(yùn)動(dòng)或手腕運(yùn)動(dòng)。可替代地或另外，控制可以借助于壓敏電 阻器或產(chǎn)生自殘余肌肉作用的肌電活動(dòng)的信號(hào)。在假肢包括多個(gè)其他手指 或腳趾，即大拇指和一個(gè)或多個(gè)其他大姆指以外的手指的本發(fā)明的形式 中，借助已知方式的控制提供了手指或腳趾或多組手指或腳趾的獨(dú)立運(yùn) 動(dòng)。在大姆指以外的手指的情形時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7具有低速、高扭矩的特征， 而在大拇指的情形時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有高速、低扭矩的特征。
大姆指以外的手指3具有對(duì)應(yīng)于大姆指以外的手指的中節(jié)指骨或遠(yuǎn)節(jié) 指骨(且其構(gòu)成第二手指或腳趾構(gòu)件)的指尖部分16,其與外殼6的遠(yuǎn)端 形成對(duì)應(yīng)于大姆指以外的手指的近側(cè)指間(PIP)關(guān)節(jié)的近側(cè)關(guān)節(jié)17。箭 頭24表示大姆指以外的手指3繞轉(zhuǎn)軸8 (即，MCP關(guān)節(jié))的運(yùn)動(dòng)，而箭 頭26表示指尖部分16繞PIP關(guān)節(jié)17的運(yùn)動(dòng)。
不能伸展的齒帶18在設(shè)置于蝸輪5中的孔19內(nèi)在第一端連接到蝸輪 5，越過(guò)形成在蝸輪上的突起20并在第二端連接到指尖部分16。螺旋彈簧 22 (其構(gòu)成偏壓裝置)在一端連接到外殼6的末端且在第二、相對(duì)的端連 接到指尖部分16。
用硅橡膠或類似物的覆蓋物21覆蓋假肢以按照已知方式提供與正常 的手外觀相似且實(shí)用的美學(xué)上可接受的外觀。
圖2是圖1的PIP關(guān)節(jié)17的局部放大圖。與圖1 一樣，指尖部分16 對(duì)應(yīng)于大姆指以外的手指的中節(jié)指骨和遠(yuǎn)節(jié)指骨。正如從圖2看到的，齒 帶18越過(guò)安裝在關(guān)節(jié)17附近的輥30,接著越過(guò)指尖核心32，指尖核心 32是由塑料或金屬形成且連接到關(guān)節(jié)17的實(shí)心主體。指尖核心32具有形 成于其表面內(nèi)的凹陷部分，該凹陷部分被成形以接納帶18上的齒并提供指尖核心32與帶18之間的嚙合。通過(guò)使帶18脫離指尖核心32并在重新 使帶18與指尖核心嚙合之前在需要的方向上移動(dòng)帶可以按對(duì)應(yīng)于帶上的 齒距的刻度量調(diào)整帶18的有效長(zhǎng)度。當(dāng)按要求嚙合帶時(shí)，覆蓋物34設(shè)置 在大姆指以外的手指的遠(yuǎn)端部分上并通過(guò)螺釘36固定以將帶18夾在覆蓋 物34和指尖核心32之間。
圖3提供了假肢的斜齒輪的局部放大圖。假肢包括具有三個(gè)肢狀物44、 46、 48的斜支撐構(gòu)件42，且第二肢狀物46和第三肢狀物48垂直于第一 肢狀物44設(shè)置，由此形成雙L型的輪廓，且蝸桿13設(shè)置在第二肢狀物46 和第三肢狀物48之間。如圖3所示，第一肢狀物44連接到假肢的外殼6。 第一斜齒輪10的軸穿過(guò)設(shè)置在斜支撐構(gòu)件42的第一肢狀物44內(nèi)的孔， 而第二斜齒輪11的軸穿過(guò)設(shè)置在斜支撐構(gòu)件的第二肢狀物46內(nèi)的孔。而 且，蝸桿13的軸#1接納在設(shè)置于第三肢狀物48中的凹陷中。因而，L型 斜支撐構(gòu)件支撐第一斜齒輪10和第二斜齒輪11以及蝸桿13并在假肢的組 裝過(guò)程中，易于提供第一斜齒輪10和第二斜齒輪11的相對(duì)定位。在未闡 釋的可替代形式中，斜支撐構(gòu)件42具有大的單一肢狀物取代如圖3所示 的第二肢狀物46和第三肢狀物48。斜支撐構(gòu)件42的可替代形式的大的單 一肢狀物界定了一孔，蝸桿13被支撐在該孔內(nèi)。此外，大的單一肢狀物 形成為使其按照?qǐng)D3所示和參考圖3所描述的相同的方式來(lái)支撐第二斜齒 輪11的軸和蝸桿13的軸。
使用時(shí)，穿戴者通過(guò)上述控制裝置致動(dòng)大姆指以外的手指，控制裝置 提供了驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的操作。操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)7造成第一斜齒輪10的旋轉(zhuǎn)， 這使第二斜齒輪11連同蝸桿13 —起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)蝸桿13旋轉(zhuǎn)時(shí)，其在固定式 蝸輪5的外圍表面的附近或者以順時(shí)針?lè)较颍蛘咭阅鏁r(shí)針?lè)较蚯靶?，這 取決于驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的旋轉(zhuǎn)方向。這使大姆指以外的手指3按箭頭24標(biāo)示 的方向圍繞轉(zhuǎn)軸8運(yùn)動(dòng)。當(dāng)大姆指以外的手指3以向下的方向繞轉(zhuǎn)軸8運(yùn) 動(dòng)時(shí)，齒帶18在蝸輪5的孔19內(nèi)的連接點(diǎn)和近側(cè)關(guān)節(jié)17之間的距離減 少。這是因?yàn)榭?9偏離了蝸輪的轉(zhuǎn)軸，如圖1所示。當(dāng)此距離減小時(shí)， 固定長(zhǎng)度的齒帶18牽拉指尖部分16以抵抗螺旋彈簧22的偏壓以使指尖 部分16相對(duì)于大姆指以外的手指3的其余部分順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 一旦使大姆 指以外的手指3繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向反向，即大姆指以外的手指3向上運(yùn)動(dòng)， 那么齒帶18上的張力被釋放，且彈簧22向指尖部分16施加偏壓以使指 尖部分回到圖1所示的伸展位置。
權(quán)利要求
1.一種假肢，其用于提供至少一個(gè)可機(jī)械操作的手指或腳趾構(gòu)件，所述假肢具有至少一個(gè)所述手指或腳趾構(gòu)件，所述手指或腳趾構(gòu)件大致上正切于所述假肢的支撐構(gòu)件上的固定式蝸輪裝置延伸，且被安裝用于繞所述蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述手指或腳趾構(gòu)件具有可操作的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)蝸桿裝置，所述蝸桿裝置與所述蝸輪裝置嚙合以便在所述假肢的使用中，當(dāng)操作所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，所述手指或腳趾構(gòu)件在所述蝸輪裝置周圍移動(dòng)，其特征在于所述蝸桿裝置設(shè)置在所述手指或腳趾構(gòu)件外。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的假肢，其中所述蝸桿裝置相對(duì)于所述手指或 腳處構(gòu)件4黃向延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的假肢，其中所述蝸桿裝置大體垂直于所 述手指或腳趾構(gòu)件延伸。
4. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述蝸桿裝置和所述驅(qū) 動(dòng)電機(jī)設(shè)置在所述蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸的相對(duì)側(cè)。
5. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述假肢還包括傳動(dòng)裝 置，所述傳動(dòng)裝置^1配置成將所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)耦合到所述蝸桿裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的假肢，其中所述傳動(dòng)裝置可配置成使得所述 蝸桿裝置的旋轉(zhuǎn)軸向所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸傾斜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的假肢，其中所述蝸桿裝置的所述旋轉(zhuǎn)軸以約 90度向所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)軸傾斜。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的假肢，其中所述傳動(dòng)裝置包括彼 此嚙合的第一斜齒輪和第二斜齒輪，所述第一斜齒輪配置成響應(yīng)所述驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，而所述第二斜齒輪連接到所述蝸桿裝置。
9. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中在使用所述假肢的過(guò)程 中，所述蝸輪裝置的外圍邊緣中只有一部分與所述蝸桿裝置嚙合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的假肢，其中所述蝸輪裝置具有允許其相對(duì) 于所述手指或腳趾構(gòu)件設(shè)置的輪廓，以使所述蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸和所述手指或 腳趾構(gòu)件之間的距離小于所述蝸輪裝置的最大半徑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的假肢，其中所述最大半徑在所述蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸和在使用時(shí)所述蝸輪裝置外圍邊緣上與所述蝸桿裝置嚙合的點(diǎn)之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9-11任一項(xiàng)所述的假肢，其中所述蝸輪裝置具有 大體半圓形的輪廓。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的假肢，其中所述半圓形的彎曲外圍邊緣被 定位用于與所述蝸桿裝置嚙合。
14. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述手指或腳趾構(gòu)件 是大姆指以外的手指構(gòu)件和大拇指構(gòu)件之一。
15. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述蝸桿裝置包括蝸桿。
16. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)是扭矩 和驅(qū)動(dòng)電流之間具有大致線性關(guān)系的永磁體DC電機(jī)。
17. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)其 輸出軸耦合到齒輪箱系統(tǒng)，由此在使用中，能夠從不同比的范圍中選擇不 同的扭矩-輸出驅(qū)動(dòng)速度比。
18. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述假肢具有多個(gè)手 指或腳趾，每一個(gè)手指或腳趾具有至少一個(gè)手指或腳趾構(gòu)件，且所述有i肢 設(shè)置有控制裝置，所述控制裝置被設(shè)計(jì)成允許手指或腳趾或多組手指或腳 趾獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的假肢，其中所述多個(gè)手指或腳趾包括單個(gè) 大拇指和至少一個(gè)大姆指以外的手指。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的假肢，其中所述大拇指具有高速、低扭矩 特征的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，且所述大姆指以外的手指具有低速、高扭矩特征的驅(qū)動(dòng) 電機(jī)。
21. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，其中所述假肢覆蓋有具有 大致類似于正常手的外觀的美學(xué)上可接受的材料的覆蓋物。
22. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的假肢，還包括第二手指或腳趾構(gòu) 件，所述第一手指或腳趾構(gòu)件在其遠(yuǎn)端連接到所述第二手指或腳趾構(gòu)件以 形成允許所述第二手指或腳趾構(gòu)件相對(duì)于所述第一手指或腳趾構(gòu)件運(yùn)動(dòng) 的近側(cè)關(guān)節(jié)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的假肢，其中所述假肢被配置來(lái)用于動(dòng)力致動(dòng)所述近側(cè)關(guān)節(jié)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的假肢，其中所述假肢被配置成使得 所述第二手指或腳趾構(gòu)件可依靠動(dòng)力致動(dòng)在第一方向相對(duì)于所述手指或 腳3止構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的假肢，其中所述假肢被配置成使得所述第 二手指或腳趾構(gòu)件可依靠偏壓裝置在第二方向相對(duì)于所述手指或腳趾構(gòu) 件移動(dòng)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的假肢，其中所述偏壓裝置包括彈簧裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22-26任一項(xiàng)所述的假肢，其中所述假肢被配置成 使得通過(guò)操作所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)致動(dòng)所述近側(cè)關(guān)節(jié)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的假肢，還包括近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)裝置，所迷近 側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)裝置被配置成使所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)耦合到所述第二手指或 腳J止構(gòu)件，且由此致動(dòng)所述近側(cè)關(guān)節(jié)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的假肢，其中所述近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)裝置包括近 側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件，所述近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件在第一端連接到所述蝸輪裝置且 在第二、相對(duì)的端連接到所述第二手指或腳趾構(gòu)件。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的假肢，其中所述近側(cè)關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件的所述 第一端在與所述蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸隔開的位置連接到所述蝸輪裝置。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的假肢，其中所述關(guān)節(jié)傳動(dòng)構(gòu)件包括 預(yù)定長(zhǎng)度的易彎構(gòu)件。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的假肢，其中所述假肢被配置成使得所述易 彎構(gòu)件的所述預(yù)定長(zhǎng)度能被改變。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的假肢，其中所述易彎構(gòu)件包括沿著 所述易彎構(gòu)件間隔開的多個(gè)齒，用于與所述蝸輪裝置和另外的手指或腳趾 構(gòu)件中的至少一個(gè)上的相應(yīng)輪廓嚙合，且由此提供到所述蝸輪裝置和所述 另外的手指或腳趾構(gòu)件中的至少一個(gè)的連接。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的假肢，其中所述易彎構(gòu)件上的所述多個(gè)齒 的一部分與所述相應(yīng)輪廓嚙合，由此可通過(guò)改變與所述相應(yīng)輪廓嚙合的那 些齒來(lái)改變所述易彎構(gòu)件的長(zhǎng)度。
35. —種假肢，其實(shí)質(zhì)上如此處參考圖1 -3中的任意一個(gè)所描述的。
全文摘要
一種用于提供至少一個(gè)可機(jī)械操作的手指或腳趾構(gòu)件的假肢(1)。該假肢(1)具有至少一個(gè)手指或腳趾構(gòu)件(3)，該手指或腳趾構(gòu)件(3)大致正切于假肢的支撐構(gòu)件上的固定式蝸輪裝置(5)延伸，且被安裝用于繞蝸輪裝置轉(zhuǎn)軸(8)旋轉(zhuǎn)。手指或腳趾構(gòu)件具有可操作的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)以驅(qū)動(dòng)蝸桿裝置(13)。蝸桿裝置(13)與蝸輪裝置(5)嚙合以便在假肢的使用中，當(dāng)操作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，手指或腳趾構(gòu)件(3)在蝸輪裝置(5)周圍移動(dòng)，其中蝸桿裝置(13)設(shè)置在手指或腳趾構(gòu)件(3)外。
文檔編號(hào)A61F2/58GK101321508SQ200680044718
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者大衛(wèi)·詹姆士·高爾 申請(qǐng)人:泰茨艾瑪斯有限公司