本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種三d打印肌電仿生假肢手臂。

背景技術(shù)：

肢體殘疾對人們的生活會造成很大的困擾，目前我過的假肢市場需求廣泛，但令人尷尬的是，我國的假肢產(chǎn)品數(shù)量、品種稀少，性能單一，缺乏及時創(chuàng)新，與世界先進(jìn)水平之間存在較大差距。我國假肢產(chǎn)品市場主要被國外企業(yè)占領(lǐng)，但進(jìn)口產(chǎn)品往往價格高昂，而我國75％的肢殘人士分布在廣大城鎮(zhèn)及農(nóng)村地區(qū)。由于截肢者中大部分為貧困人口，因此假肢的普及率不高，據(jù)估計約有70％的人尚未安裝假肢；而目前市場上的上肢假肢主要包括為：裝飾性仿真手臂，索控式仿真手臂以及肌電式仿真手臂，其中，裝飾性仿真手臂雖然較美觀，但是無手指關(guān)節(jié)，無握力感知，無握力控制，也沒有實(shí)用性，并且價格昂貴；索控式仿真手臂只能被動張開閉合，并需要一定的使用訓(xùn)練；肌電式仿真手臂，握力控制較難，抓握方式不夠仿生，而且肌電式仿真手臂無法實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；這些上肢假肢均存在不同的問題。

因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種三d打印肌電仿生假肢手臂，以解決現(xiàn)有的肌電式仿真手臂握力控制較難，抓握方式不夠仿生，且不能旋轉(zhuǎn)的問題。

本發(fā)明提供的三d打印肌電仿生假肢手臂，包括上臂、前臂、肘關(guān)節(jié)和手掌，上臂通過肘關(guān)節(jié)與前臂連接，肘關(guān)節(jié)內(nèi)置有帶動肘關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和帶動前臂彎曲的彎曲電機(jī)，且肘關(guān)節(jié)的頂端與上臂的底端卡扣；前臂包括相連通的上段臂、中段臂和下段臂，上段臂的頂端與肘關(guān)節(jié)的底端活動連接，下斷臂的底端與手掌活動連接，上段臂內(nèi)置有電路板，中段臂內(nèi)置有五個控制電機(jī)，下段臂內(nèi)置有十個分線孔，五個控制電機(jī)、彎曲電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)分別與電路板電連接；手掌包括五根手指，每根手指的指尖處均內(nèi)置有用于固定牽引線的牽引線固定部，每根手指內(nèi)的牽引線均穿過兩個分線孔環(huán)繞在對應(yīng)的牽引線固定部與控制電機(jī)之間。

此外，優(yōu)選的方案是，手掌還包括掌心，以及，五根手指分別為大拇指、食指、中指、無名指和小拇指，大拇指、無名指與小拇指分別通過一個轉(zhuǎn)軸與掌心連接。

另外，優(yōu)選的方案是，大拇指具有兩個可彎曲的指節(jié)，食指、中指、無名指和小拇指分別具有三個可彎曲的指節(jié)。

再者，優(yōu)選的方案是，三d打印肌電仿生假肢手臂還包括套設(shè)在殘臂上的肌電感應(yīng)手環(huán)，肌電感應(yīng)手環(huán)包括肌電感應(yīng)芯片，肌電感應(yīng)芯片用于采集肌電感應(yīng)信號，并轉(zhuǎn)換成指令發(fā)射至電路板。

此外，優(yōu)選的方案是，三d打印肌電仿生假肢手臂進(jìn)一步包括上臂固定外套，在上臂固定外套上開設(shè)有套頭口和手臂口，上臂安裝在手臂口上。

另外，優(yōu)選的方案是，上臂固定外套包括左半身外套和右半身外套，左半身外套與右半身外套旋轉(zhuǎn)連接。

此外，優(yōu)選的方案是，在上臂固定外套上還開設(shè)有透氣孔。

再者，優(yōu)選的方案是，在上臂固定外套靠近手臂口的位置以及在上臂靠近頂端的位置開設(shè)有銷孔，兩個銷孔通過銷軸連接。

通過上述設(shè)計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：

1、通過三d打印技術(shù)使得假肢的外觀與患者匹配美觀，佩戴貼合度高；

2、通過肘關(guān)節(jié)內(nèi)置的旋轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)假肢的旋轉(zhuǎn)；

3、大拇指、無名指和小拇指通過旋轉(zhuǎn)軸與手掌連接，使抓握方式更仿生；

4、除大拇指具有兩個指節(jié)外，其余四指均具有三個指節(jié)，使抓握更有力。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三d打印肌電仿生假肢手臂的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三d打印肌電仿生假肢手臂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三d打印肌電仿生假肢手臂中肌電感應(yīng)手環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三d打印肌電仿生假肢手臂中上臂固定外套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中其中的附圖標(biāo)記包括：1-上臂、2-前臂、21-電路板、22-控制電機(jī)、3-肘關(guān)節(jié)、31-旋轉(zhuǎn)電機(jī)、32-彎曲電機(jī)、33-分線孔、4-手掌、41-牽引線、5-轉(zhuǎn)軸、6-肌電感應(yīng)手環(huán)、61-肌電感應(yīng)芯片、7-上臂固定外套、71-左半身外套、72-右半身外套、73-透氣孔、74-銷孔、75-旋轉(zhuǎn)軸。

具體實(shí)施方式

圖1和圖2分別出了本發(fā)明提供的三d打印肌電仿生假肢手臂的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

如圖1和圖2共同所示，本發(fā)明提供的三d打印肌電仿生假肢手臂，包括上臂1、前臂2、肘關(guān)節(jié)3和手掌4，上臂1通過肘關(guān)節(jié)3與前臂2連接，前臂2與手掌4連接，上臂1用于包裹殘臂，在肘關(guān)節(jié)3的內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)31和彎曲電機(jī)32，旋轉(zhuǎn)電機(jī)31用于帶動肘關(guān)節(jié)3旋轉(zhuǎn)，從而帶動前臂2與手掌4旋轉(zhuǎn)，彎曲電機(jī)32用于帶動前臂2彎曲，從而使前臂2向上臂1的方向彎曲，肘關(guān)節(jié)3的頂端與上臂1的底端相卡扣，實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)3與上臂1的連接，肘關(guān)節(jié)3的底端具有一突出部，彎曲電機(jī)32設(shè)置在所述突出部內(nèi)，轉(zhuǎn)動方向垂直于水平面，而旋轉(zhuǎn)電機(jī)31位于彎曲電機(jī)32的上方，轉(zhuǎn)動方向與水平面平行。

前臂2包括相連通的上段臂、中段臂和下段臂，上段臂的頂端形成有凹槽，肘關(guān)節(jié)3底端的突出部限位在上段臂的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)3與上段臂的轉(zhuǎn)動連接，下斷臂的底端與手掌4活動連接，在上段臂的內(nèi)部設(shè)置有電路板21，在中段臂的內(nèi)部設(shè)置有五個控制電機(jī)22，在下段臂的內(nèi)部設(shè)置有十個分線孔23，分線孔23用于供牽引線穿過，分線孔23能夠防止?fàn)恳€之間相互影響。五個控制電機(jī)22、彎曲電機(jī)32與旋轉(zhuǎn)電機(jī)31分別與電路板21電連接，通過電路板21控制五個控制電機(jī)22、彎曲電機(jī)32與旋轉(zhuǎn)電機(jī)31的轉(zhuǎn)動。

手掌4包括五根手指和掌心，五根手指分別為大拇指、食指、中指、無名指和小拇指，在大拇指、食指、中指、無名指和小拇指內(nèi)部的指尖處均設(shè)置有用于固定牽引線的牽引線固定部，大拇指、食指、中指、無名指和小拇指內(nèi)的牽引線41分別穿過兩個分線孔23環(huán)繞在對應(yīng)的牽引線固定部與控制電機(jī)22之間，即大拇指、食指、中指、無名指和小拇指分別通過一個控制電機(jī)22控制實(shí)現(xiàn)彎曲功能，通過五個控制電機(jī)22分別控制大拇指、食指、中指、無名指和小拇指內(nèi)的牽引線，實(shí)現(xiàn)手掌4的抓握功能。

為了使手掌4的抓握方式更加仿生，大拇指、無名指與小拇指分別通過一個轉(zhuǎn)軸5與掌心連接，每個轉(zhuǎn)軸5均傾斜設(shè)置，使大拇指、無名指與小拇指能夠從不同的方向向掌心轉(zhuǎn)動，從而使手掌4的抓握方式更加仿生。

為了使手掌的抓握更有力，在大拇指上設(shè)置有兩個可彎曲的指節(jié)，在食指、中指、無名指與小拇指均設(shè)置有三個可彎曲的指節(jié)，五根手指分別通過指節(jié)實(shí)現(xiàn)彎曲功能，使手掌4抓握更有力，

本發(fā)明提供的三d打印肌電仿生假肢手臂還包括一個肌電感應(yīng)手環(huán)，肌電感應(yīng)手環(huán)套設(shè)在殘臂上。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三d打印肌電仿生假肢手臂中肌電感應(yīng)手環(huán)的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，肌電感應(yīng)手環(huán)6由肌電感應(yīng)芯片61圍成，肌電感應(yīng)芯片61用于采集肌電感應(yīng)信號，并轉(zhuǎn)換成指令發(fā)射至電路板，在電路板接收到肌電感應(yīng)芯片61發(fā)送的指令后，控制五個控制電機(jī)、彎曲電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明提供的三d打印肌電仿生假肢手臂進(jìn)一步包括上臂固定外套，上臂固定外套的結(jié)構(gòu)如圖4所示，上臂固定外套7的形狀類似于運(yùn)動短背心，在上臂固定外套7上對應(yīng)于使用者頭部的位置開設(shè)有用于套頭的套頭口，在上臂固定外套7上對應(yīng)于使用者手臂的位置開設(shè)有至少一個手臂口，圖4中示出了兩個手臂口，每個手臂口均可以安裝一個假肢手臂，結(jié)合圖2，上臂1安裝在手臂口上，在上臂靠近頂端的位置開設(shè)有銷孔74，在上臂固定外套7靠近手臂口的位置也開設(shè)有銷孔74，兩個銷孔74通過一個銷軸連接，也就是說，上臂1通過一個銷軸安裝在手臂口上。

為了提高上臂固定外套7在使用者身上的舒適程度，上臂固定外套7包括左半身外套71和右半身外套72，左半身外套71與右半身外套72通過一根旋轉(zhuǎn)軸75旋轉(zhuǎn)連接，左半身外套71與右半身外套72分別具有一個手臂口，左半身外套71與右半身外套72合圍成套頭口，在使用者運(yùn)動時，通過左半身外套71與右半身外套72的轉(zhuǎn)動使上臂固定外套7更加舒適貼身，以提高上臂固定外套7穿戴在使用者身上的舒適程度，而且通過左半身外套71與右半身外套72的轉(zhuǎn)動，能夠使上臂固定外套7的穿戴更方便。

為了使上臂固定外套7具有透氣性，在上臂固定外套7上除套頭口、兩個手臂口之外的地方開設(shè)有至少一個透氣孔73，透氣孔73越多，上臂固定外套7的透氣性越好。

上述內(nèi)容詳細(xì)說明了本發(fā)明提供的三d打印肌電仿生假肢手臂的結(jié)構(gòu)，三d打印肌電仿生假肢手臂工作原理如下：

肌電感應(yīng)手環(huán)采集殘臂的肌電感應(yīng)信號，轉(zhuǎn)化為電路板指令發(fā)送至電路板，電路板根據(jù)肌電感應(yīng)手環(huán)發(fā)送的指令控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)、彎曲電機(jī)和五個控制電機(jī)工作，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動前臂與手掌的旋轉(zhuǎn)，通過彎曲電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動前臂向上臂方向的彎曲，從而實(shí)現(xiàn)三d打印肌電仿生假肢手臂的旋轉(zhuǎn)彎曲，通過五個控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動控制牽引線，從而實(shí)現(xiàn)手掌的抓握及伸展。