基于逆差速结构的四自由度假肢臂设计

针对当前假肢手功能单一、自由度少、实用性低等问题,提出了一种拟人化的四自由度假肢臂。结合正常人体参数和日常典型动作需求,假肢手臂设计为1-DOF肘关节和3-DOF腕关节。为满足假肢手臂体积小、重量轻的要求,提出采用逆差速结构进行腕关节的结构设计。建立了假肢的D-H参数模型,进行运动学分析以获得假肢手臂的工作空间。最后,实验验证了所设计的假肢臂能够完成典型的日常动作。该假肢臂的结构设计为后续假肢臂的研究提供了设计思路和参考依据。

人体与全臂假肢的运动协调研究

在全臂假肢的研究中,许多文献均将假肢作为一个普通的机械手进行研究,这无疑忽视了伤残人本身的能动性,将典型的人机系统看成一个纯机械系统,使得全臂假肢的分析与研究与实际情形存在很大的差别。本文将以人机协调为基本出发点。

“四个自由度肌电控制全臂假肢”肩关节机构的设计

全臂假肢肩关节结构,不但要符合健康人手臂的外形特征,而且在结构设计的布局上还要考虑仿生性和造型的美观逼真。由于在肩关节处要承受相当大的力矩,肩关节机构要经得起前臂的较大负载外力,所以功能可靠更为重要。因此关肩节机构的设计具有相当的难度。本机构利用蜗轮蜗杆传动的优点,来实现肩关节前屈后伸运动。克服了链传动间隙大的缺点,缩短了力臂,改善了肩关节处的受力状态,并且在假肢的上臂安装了上臂手动旋转环,其既可在任意位置自锁,又可使假肢上臂在360°范围内自由旋转。安装和使用时调节十分方便。这种新型的肩关节结构,是对多自由度外部动力全臂假肢的一种探讨。