專利名稱：基于腳趾控制的電子假手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及假肢技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及假手控制技術(shù)，具體是指一種具有被動開關(guān)來對假手進行控制的電子假手裝置。
背景技術(shù)：
對于上肢殘疾者來說，失去了手臂會引起生活、工作上的不便，心理上也會遭受一定程度上的打擊，安裝假肢可以彌補他們?nèi)毕荩瑢崿F(xiàn)部分功能，基本達到生活自理，并能從事部分勞動和工作，心理上也得到一些的補償。目前假手控制有機械牽引假手、肌電控制假手；機械牽引假手通過截肢者自身 關(guān)節(jié)運動，如前臂截肢者，通過雙側(cè)肩部的前屈運動拉動一條牽引索，再通過機械傳動和彈簧的作用，使假手能做張開、捏緊動作，但這種假手機械牽引力大，殘肢者使用起來費勁，受人體其它運動狀態(tài)影響；肌電控制假手通過分析殘存肌肉動作電位或記錄上肢的動作神經(jīng)信號，經(jīng)生物電放大器放大后控制假手動作，這種假手控制功能多，假手動作隨意性好，但是需要特殊訓(xùn)練，且安裝費用高，在國內(nèi)安裝一只假手費用較高3萬至8萬元，眾多的殘疾者無力支付昂貴的安裝費用，只有忍受著失去肢臂的痛苦。因此，現(xiàn)在急需一種結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、成本低，又能實現(xiàn)手臂的部分功能，使上肢殘疾者基本達到生活自理，并能從事簡單的勞動和工作的假手。

實用新型內(nèi)容本本實用新型目的在于，提供一種利用腳趾動作對電動假手進行控制的基于腳趾控制的電子假手，該電子假手具有特定腳趾動作判別系統(tǒng)，使用者只要控制腳的大腳趾關(guān)節(jié)做不同規(guī)律的蜷縮和伸展動作，腳趾開關(guān)便產(chǎn)生控制信號，控制器判別控制信號功能，由發(fā)射組件傳輸出去，接收組件接收控制信號，由驅(qū)動電路依據(jù)控制信號的功能控制直流電機正反轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)拇指與四指(其它四個手指)的張開、捏緊。本實用新型的技術(shù)方案如下一種基于腳趾控制的電子假手，包括電動假手、控制信號模塊、電機驅(qū)動模塊；所述電動假手安裝在上肢殘臂上，由拇指、四指、指架、直流電機、手掌架、腕關(guān)節(jié)、殘臂外套等構(gòu)成，用于實現(xiàn)手指張開、捏緊功能；所述控制信號模塊安裝在鞋的側(cè)面，由腳趾開關(guān)、控制器和發(fā)射組件構(gòu)成，用于產(chǎn)生控制信號、判別控制手指的張開或捏緊信號；所述電機驅(qū)動模塊安裝在殘臂外套上，由接收組件、驅(qū)動電路構(gòu)成，用于接收控制信號，控制安裝在手掌架上的直流電機正反轉(zhuǎn)動。所述的基于腳趾控制的電子假手，其中所述腳趾開關(guān)，安裝在腳的大腳趾上，由大腳趾關(guān)節(jié)做不同規(guī)律的蜷縮和伸展動作，腳趾開關(guān)按照不同規(guī)律通斷，產(chǎn)生功能不同的控制信號。所述的基于腳趾控制的電子假手，其中所述控制器，依據(jù)腳趾開關(guān)產(chǎn)生的控制信號，判別控制信號的不同功能(實現(xiàn)手指張開或捏的控制信號)。所述的基于腳趾控制的電子假手，其中所述驅(qū)動電路，驅(qū)動安裝在手掌架上的直流電機正反轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)手指張開、捏緊動作，完成拿取物品等活動。所述的基于腳趾控制的電子假手，其中所述發(fā)射組件和接收組件，用于傳輸控制信號。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點及有益效果。本發(fā)明采用腳的大腳趾關(guān)節(jié)做蜷縮和伸展作為信號源，采集方便，控制可靠，能夠在電動假手手指活動的任意位置實現(xiàn)拇指與四指(其它四個手指)的張開、捏緊功能，且不受人體其它運動狀態(tài)影響。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、成本低廉，恢復(fù)了手臂的部分功能，使上肢殘疾者基本達到生活自理，并能從事簡單的勞動和工作，非常適用于前臂中、短殘肢和雙前臂截肢的殘疾人群安裝。

圖I是電動假手構(gòu)成圖。圖2是控制信號模塊控制框圖。圖3是電機驅(qū)動模塊控制框圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
和實施例加以詳細(xì)說明。本實用新型是一種基于腳趾控制的電子假手，如圖廣3，包括電動假手圖I、控制信號模塊圖2、電機驅(qū)動模塊圖3。所述電動假手圖1，用不銹鋼材料制作，也可以選用成品改制后使用，由四指101、指架102、直流電機103、拇指104、手掌架105、腕關(guān)節(jié)106、殘臂外套107構(gòu)成；四指101(食指、中指、無名指、小指)根部連成一體，固定在指架102上，四指101指間略微分開，便于帶上仿真橡膠手套，使假手在形狀上與人手相仿；四指101和拇指104指尖略向掌心合攏形成半O型，便于拿取物品；直流電機103正向或反向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動四指101和拇指104完成張開或捏緊動作；腕關(guān)節(jié)106裝有阻尼元件，可在外力的協(xié)助下適當(dāng)調(diào)整手掌架105與殘臂外套107的相對角度，實現(xiàn)準(zhǔn)二自由度假手的功能。所述控制信號模塊圖2，安裝在鞋的側(cè)面，由腳趾開關(guān)201、控制器202、發(fā)射組件203構(gòu)成；腳趾開關(guān)201安裝在腳的大腳趾上，由大腳趾關(guān)節(jié)做不同規(guī)律的蜷縮和伸展動作，腳趾開關(guān)201就接通和斷開，產(chǎn)生控制信號，控制器202判別控制信號的不同功能，即實現(xiàn)直流電機正向或反向轉(zhuǎn)動的信號；控制信號功能的實現(xiàn)過程①實現(xiàn)電動假手的拇指104與四指101捏緊運動情況，在600毫秒內(nèi)，大腳趾完成蜷縮-伸展-蜷縮，腳趾開關(guān)201實現(xiàn)了接通-斷開-接通的控制信號，控制器202判別此時的控制信號是讓直流電機103正向轉(zhuǎn)動，電動假手的拇指104與四指101做捏緊動作，當(dāng)手指捏緊物體時，大腳趾關(guān)節(jié)伸展，腳趾開關(guān)201斷開，直流電機103停止正向轉(zhuǎn)動，這時可以拿取或移動物品；②實現(xiàn)電動假手的拇指104與四指101張開運動情況，大腳趾蜷縮，腳趾開關(guān)201接通，時間超過600毫秒，控制器202判別此控制信號是讓直流電機103反向轉(zhuǎn)動，電動假手的拇指104和四指101做張開動作，當(dāng)手指離開物品時，大腳趾伸展，腳趾開關(guān)201斷開，直流電機103停止反向轉(zhuǎn)動，這時放開了拿取的物品；控制器202的控制信號通過發(fā)射組件203和收組件301完成的。所述電機驅(qū)動模塊圖3，接收組件301接到發(fā)射組件203傳輸來的控制信號，通過驅(qū)動電路302，控制直流電機103的正向或反向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)電動假手拇指104與四指101的張開或捏緊運動，完成了拿取或放開物品的活動。本實用新型綜合控制過程是，正確安裝后，使用者若想拿取物品，將大腳趾蜷縮超過600毫秒，電動假手的拇指104和四指101做張開運動，當(dāng)張開到適當(dāng)大的位置，伸展大腳趾，電動假手停止運動，將電動假手的拇指104和四指101移到所拿物品的周圍，在600毫秒內(nèi)，將大腳趾蜷縮-伸展-蜷縮，電動假手的拇指104和四指101做捏緊運動，當(dāng)拇指104與四指101接觸到物品時，使用者依據(jù)所拿取得物品，控制捏緊力度，實時伸展大腳趾，停止手指捏緊運動；若想放開物品，將大腳趾蜷縮超過600毫秒，假手的拇指104和四指101做張開運動，當(dāng)張開到適當(dāng)大的位置，伸展大腳趾，就完成了放開物品的動作，如上所述便可較好實現(xiàn)本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不足以限制本發(fā)明的 技術(shù)方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進，而所有這些增減、替換、變換或改進后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種基于腳趾控制的電子假手，其特征在于包括電動假手、控制信號模塊、電機驅(qū)動模塊；所述電動假手由拇指、四指、指架、直流電機、手掌架、腕關(guān)節(jié)、殘臂外套構(gòu)成，所述控制信號模塊由腳趾開關(guān)、控制器、發(fā)射組件構(gòu)成，所述電機驅(qū)動模塊由接收組件、驅(qū)動電路構(gòu)成，所述驅(qū)動電路驅(qū)動 手掌架上的直流電機正反轉(zhuǎn)動，所述發(fā)射組件和接收組件傳輸腳趾開關(guān)產(chǎn)生的功能信號。
專利摘要本實用新型公開了一種基于腳趾控制的電子假手，包括電動假手、控制信號模塊、電機驅(qū)動模塊；由大腳趾關(guān)節(jié)做不同規(guī)律的蜷縮和伸展動作，腳趾開關(guān)產(chǎn)生不同功能控制信號，控制信號模塊的控制器判別控制信號功能，由發(fā)射組件傳輸出去；接收組件收到控制信號，電機驅(qū)動模塊的驅(qū)動電路依據(jù)信號功能控制直流電機正反轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)拇指與四指的張開、捏緊；由于采用了大腳趾關(guān)節(jié)做不同規(guī)律的蜷縮和伸展動作，在控制器和驅(qū)動電路的控制下，實現(xiàn)了電動假手的動作，以較低的成本、安全可靠地使手指在任意位置實現(xiàn)拇指與四指(其它四個手指)的張開、捏緊功能。
文檔編號A61F2/70GK202665754SQ20122003793
公開日2013年1月16日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者張圣宇, 張興安, 張秀玲 申請人:張興安, 張圣宇