CN119687157A - 一种用于假肢手的减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于假肢手的减振装置，该减振装置通过将顶盖固定安装于底座的开口端从而使内筒限位于底座内；弹性机构安装于内筒的筒底与底座的筒底之间；连接座的底端面与内筒的内底面接触，顶端穿过顶盖的中心孔；4个阻尼杆沿连接座的周向均匀分布，并沿连接座的径向延伸；阻尼杆的内端部与连接座滑动配合，中部穿过内筒的筒壁，外端部能够沿底座的轴向移动地安装于底座；在每个阻尼杆上套设有一个复位弹簧；复位弹簧的两端抵接于内筒与连接座。该减振装置结构简单，易于安装维护，且能够有效减小手传振动对假肢手使用者造成的影响与伤害，进而提升振动环境下基于肌电信号的手势识别的准确性。

Description

一种用于假肢手的减振装置

技术领域

本发明属于机器人工程技术领域，具体涉及一种用于假肢手的减振装置。

背景技术

随着科学技术的进步，假肢手通过更为复杂的机械结构、驱动方式及控制算法实现了对大部分人手手势的模拟，这为重建截肢患者手部功能提供了可能性。在实际应用场景中，截肢患者可以通过自身肌电信号实现对假肢手的控制，从而完成日常生活中所需使用的抓握、提取、按压等基本动作，进而大幅提升其生活质量。

然而在假肢手的使用过程中往往存在着诸多会影响到控制效果与使用体验的环境变量，如振动、强电磁干扰等。其中振动环境在日常生活中较为普遍，当假肢手与处于振动状态的物体接触时，物体的振动会通过假肢手及手臂接受腔传导至人体残肢端，使人体肌电信号发生不同程度的变化，进而影响意图识别的准确率，与此同时，强度较大的振动还可能对使用者的肢体造成较大的冲击，影响使用安全性。

因此，如何减小振动环境对假肢手使用者的影响成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于假肢手的减振装置。该减振装置结构简单，易于安装维护，且能够有效减小来自各个方向的手传振动对假肢手使用者造成的影响与伤害，进而提升振动环境下基于肌电信号的手势识别的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种用于假肢手的减振装置，该减振装置包括底座、顶盖、内筒、连接座、弹性机构、4个阻尼杆以及4个复位弹簧；

所述底座和所述内筒均为一端开口的筒形结构，并具有筒底和筒壁；所述内筒的开口与所述底座的开口朝向同一侧；

所述顶盖设置有中心孔，并固定安装于所述底座的开口端，用于将所述内筒限位于所述底座内；

所述弹性机构安装于所述内筒的筒底与所述底座的筒底之间，用于减小所述连接座及所述内筒传导至所述底座的轴向振动；

所述连接座的底端面与所述内筒的内底面接触，顶端穿过所述顶盖的中心孔，用于连接假肢手的手腕；

4个所述阻尼杆沿所述连接座的周向均匀分布，并沿所述连接座的径向延伸；所述阻尼杆的内端部与所述连接座滑动配合，中部穿过所述内筒的筒壁，外端部能够沿所述底座的轴向移动地安装于所述底座；

在每个所述阻尼杆上套设有一个所述复位弹簧；所述复位弹簧的两端抵接于所述内筒与所述连接座，用于使所述连接座始终具有位于所述底座中心的趋势。

更进一步地，所述内筒设置有与所述复位弹簧一一对应的正方形凹槽以及用于穿设所述阻尼杆的正多边形孔；所述正多边形孔的中心与所述正方形凹槽的中心重合；所述复位弹簧的一端固定安装于所述正方形凹槽内；所述阻尼杆依次穿过所述正方形凹槽和所述正多边形孔，其中部螺纹固定连接有螺母；所述螺母的内端部形状配合地嵌入所述正多边形孔。

更进一步地，所述底座的外周面均匀分布有与每个所述阻尼杆一一对应的下卡接座；在每个所述下卡接座内形成有安装槽；所述阻尼杆的外端部插入对应的安装槽内，并能够沿所述底座的轴向往复滑动；

所述底座的内周面设置有沿周向均匀分布的导向槽；

所述内筒的外周面设置有与所述导向槽一一对应的定位块；所述定位块与对应的所述导向槽间隙配合且能够沿所述导向槽上下滑动，用于防止所述内筒相对所述底座转动。

更进一步地，所述底座还设置有与所述螺母位置对应的定位槽；所述螺母的外端部嵌入所述定位槽内，使所述螺母能够随所述阻尼杆沿所述底座的轴向往复滑动。

更进一步地，所述连接座设置有与所述阻尼杆一一对应的导向槽；

所述阻尼杆的内端部安装于所述导向槽内。

更进一步地，所述顶盖设置有与所述下卡接座一一对应的上卡接座；所述上卡接座设置有两个相对的卡接窗口以及与所述下卡接座相对设置的对接槽；

所述下卡接座设置有与所述卡接窗口一一对应的卡接凸块；

所述上卡接座通过所述对接槽扣接于所述下卡接座上，并通过所述卡接凸块卡接于对应的所述卡接窗口内实现与所述下卡接座的固定连接。

更进一步地，所述弹性机构包括沿所述底座的周向均匀分布的多个压缩弹簧；

所述压缩弹簧的两端分别抵接于所述内筒的筒底底面与所述底座的筒底顶面。

更进一步地，在所述内筒的筒底底面与所述底座的筒底顶面均设置有与所述压缩弹簧的端部形状配合的圆形限位槽；所述压缩弹簧的端部安装于所述圆形限位槽内。

更进一步地，所述弹性机构包括4个压缩弹簧。

更进一步地，沿所述底座的轴向，所述压缩弹簧与所述阻尼杆一一对应。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明所述的减振装置用于假肢手，该减振装置通过底座与内筒之间的弹性机构减小连接座及内筒传导至底座的轴向振动，通过安装于底座、内筒以及连接座之间的阻尼杆和安装于内筒和连接座之间的复位弹簧减小连接座传导至底座的径向振动。该减振装置结构简单，易于安装维护，可以通过弹性机构、复位弹簧以及阻尼杆对主要振动方向进行针对性减振，从而减小手传振动对假肢手使用者造成的影响与伤害，进而提升振动环境下基于肌电信号的手势识别的准确性。

附图说明

图1为本发明提供的用于假肢手的减振装置的立体结构示意图；

图2为本发明提供的减振装置的剖视图；

图3为本发明提供的减振装置去除顶盖和连接座后的立体结构示意图。

其中，1-底座，2-顶盖，3-内筒，4-连接座，5-压缩弹簧，6-阻尼杆，7-复位弹簧，11-下卡接座，12-安装槽，13-定位槽，14-卡接凸块，21-上卡接座，22-卡接窗口，31-定位块，32-走线孔，41-导向槽，61-螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2和图3中结构所示，本发明实施例提供了一种用于假肢手的减振装置，该减振装置包括底座1、顶盖2、内筒3、连接座4、弹性机构、4个阻尼杆6以及4个复位弹簧7，其中：底座1用于与手臂接受腔固定连接，连接座4用于连接假肢手手腕，从而实现假肢手使用者手臂与假肢手手腕之间的减振。

如图2所示，底座1和内筒3均为一端开口的筒形结构，并具有筒底和筒壁；内筒3通过底座1的开口安装于底座1内；内筒3的开口与底座1的开口朝向同一侧，在图2中内筒3和底座1的开口均位于顶部。如图3所示，内筒3的筒底设置有走线孔32，对应的，在底座1的筒底也设置有走线孔。

顶盖2设置有中心孔，并固定安装于底座1的开口端，用于将内筒3限位于底座1内；顶盖2与底座1之间通过卡接进行连接，顶盖2为环形结构。

如图2所示，弹性机构安装于内筒3的筒底与底座1的筒底之间，用于减小连接座4及内筒3传导到底座1的轴向振动，从而实现轴向方向的减振；弹性机构包括沿底座1的周向均匀分布的多个压缩弹簧5，在本实施例中以设置有4个压缩弹簧5为例进行说明，并且沿底座1的轴向，压缩弹簧5与阻尼杆6一一对应，压缩弹簧5位于阻尼杆6的底端；压缩弹簧5的两端分别抵接于内筒3的筒底底面与底座1的筒底顶面。为了方便对压缩弹簧5进行限位，保证减振效果，如图2所示，在内筒3的筒底底面设置有开口向下的圆形限位槽，在底座1的筒底顶面设置有开口向上的圆形限位槽；上下两个圆形限位槽相对设置，并均与压缩弹簧5的端部形状配合，从而对压缩弹簧5的径向进行限位；压缩弹簧5的顶端安装于内筒3的圆形限位槽内，底端安装于底座1的圆形限位槽内。压缩弹簧5为圆柱形螺旋弹簧，并且压缩弹簧5的轴线与底座1的内底面垂直；

如图2所示，连接座4的底端面与内筒3的内底面接触；连接座4的顶端穿过顶盖2的中心孔并伸至顶盖2的外侧，用于连接假肢手的手腕；为了方便连接，在连接座4的顶端沿周向均匀分布有4个安装孔。

如图2和图3所示，4个阻尼杆6沿连接座4的周向均匀分布，并沿连接座4的径向延伸，两两阻尼杆6为一组，两组阻尼杆6垂直设置，其中一组阻尼杆6用于对水平方向的横向振动进行减振，另一组阻尼杆6用于对水平方向的纵向振动进行减振，从而通过4个阻尼杆6实现对水平面内各个方向振动的减振；如图2所示，阻尼杆6的内端部与连接座4滑动配合，中部穿过内筒3的筒壁，外端部能够沿底座1的轴向移动地安装于底座1；连接座4设置有与阻尼杆6一一对应的导向槽41，在连接座4的四周设置有4个导向槽41；阻尼杆6的内端部安装于导向槽41内，阻尼杆6的内端部为导向柱；阻尼杆6的内端部能够相对中部伸缩。

在每个阻尼杆6上套设有一个复位弹簧7；复位弹簧7的两端抵接于内筒3与连接座4，用于使连接座4始终具有位于底座1中心的趋势；通过4个复位弹簧7能够进一步实现对水平面内各个方向振动的减振。

在上述减振装置中，如图3所示，内筒3设置有与复位弹簧7一一对应的正方形凹槽以及用于穿设阻尼杆6的正多边形孔；正多边形孔的中心与正方形凹槽的中心重合，并且正方形凹槽与正多边形孔连通；复位弹簧7的一端固定安装于正方形凹槽内，通过正方形凹槽对复位弹簧7的径向进行限位；阻尼杆6依次穿过正方形凹槽和正多边形孔，阻尼杆6的中部通过螺纹固定连接有螺母61；螺母61的内端部形状配合地嵌入正多边形孔，通过螺母61与正多边形孔的形状配合使得阻尼杆6只能沿其轴向运动而无法转动，从而通过阻尼杆6实现连接座4与底座1之间的减振。

如图1、图2和图3所示，底座1的外周面均匀分布有与每个阻尼杆6一一对应的下卡接座11，下卡接座11的一个作用是实现阻尼杆6外端部的安装和定位，另一个作用是实现底座1与顶盖2的连接和定位；为了实现阻尼杆6外端部的安装，在每个下卡接座11内形成有安装槽12；阻尼杆6的外端部插入对应的安装槽12内，并能够沿底座1的轴向往复滑动，从而不影响弹性机构对如图2中竖直方向振动的减振效果。底座1的内周面设置有沿周向均匀分布的导向槽；内筒3的外周面设置有与导向槽一一对应的定位块31，定位块31可以为与对应的导向槽的宽度相同的矩形块；定位块31与对应的导向槽间隙配合且能够沿导向槽上下滑动，用于防止内筒3相对底座1转动，使得内筒3与底座1在周向上相对固定。

如图3所示，底座1还设置有与螺母61位置对应的定位槽13；螺母61的外端部嵌入定位槽13内，使螺母61能够随阻尼杆6沿底座1的轴向往复滑动，同时通过定位槽13在径向上对螺母61的限位实现阻尼杆6外端部在底座1径向上的相对固定。

如图1和图2所示，顶盖2设置有与下卡接座11一一对应的上卡接座21，当底座1设置有4个下卡接座11时，顶盖2同样设置有对应的4个上卡接座21；每个上卡接座21设置有两个相对的卡接窗口22以及与下卡接座11相对设置的对接槽；下卡接座11的两侧设置有与卡接窗口22相对应的两个卡接凸块14；对接槽的宽度与下卡接座11的宽度相同，下卡接座11的顶部伸入对接槽内使上卡接座21通过对接槽扣接于下卡接座11上，实现上卡接座21与下卡接座11的定位与限位，并通过下卡接座11的卡接凸块14伸入上卡接座21的卡接窗口22内实现上卡接座21和下卡接座11的固定连接，从而实现顶盖2与底座1的连接。

上述减振装置用于假肢手，该减振装置通过底座1与内筒3之间的弹性机构减小连接座4及内筒3传导到底座1的轴向振动，通过安装于底座1、内筒3以及连接座4之间的阻尼杆6和安装于内筒3和连接座4之间的复位弹簧7减小连接座4传导到底座1的径向振动。该减振装置结构简单，易于安装维护，可以通过弹性机构、复位弹簧7以及阻尼杆6对主要振动方向进行针对性减振，从而减小手传振动对假肢手使用者造成的影响与伤害，进而提升振动环境下基于肌电信号的手势识别的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于假肢手的减振装置，其特征在于，包括底座、内筒、顶盖、弹性机构、4个阻尼杆、4个复位弹簧以及连接座；

所述底座和所述内筒均为一端开口的筒形结构，并具有筒底和筒壁；所述内筒的开口与所述底座的开口朝向同一侧；

所述顶盖设置有中心孔，并固定安装于所述底座的开口端，用于将所述内筒限位于所述底座内；

所述弹性机构安装于所述内筒的筒底与所述底座的筒底之间，用于减小所述连接座及所述内筒传导到所述底座的轴向振动；

所述连接座的底端面与所述内筒的内底面接触，顶端穿过所述顶盖的中心孔，用于连接假肢手的手腕；

4个所述阻尼杆沿所述连接座的周向均匀分布，并沿所述连接座的径向延伸；所述阻尼杆的内端部与所述连接座滑动配合，中部穿过所述内筒的筒壁，外端部能够沿所述底座的轴向移动地安装于所述底座；

在每个所述阻尼杆上套设有一个所述复位弹簧；所述复位弹簧的两端抵接于所述内筒与所述连接座，用于使所述连接座始终具有位于所述底座中心的趋势。

2.如权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述内筒设置有与所述复位弹簧一一对应的正方形凹槽以及用于穿设所述阻尼杆的正多边形孔；所述正多边形孔的中心与所述正方形凹槽的中心重合；所述复位弹簧的一端固定安装于所述正方形凹槽内；所述阻尼杆依次穿过所述正方形凹槽和所述正多边形孔，所述阻尼杆的中部螺纹固定连接有螺母；所述螺母的内端部形状配合地嵌入所述正多边形孔。

3.如权利要求2所述的减振装置，其特征在于，所述底座的外周面均匀分布有与每个所述阻尼杆一一对应的下卡接座；在每个所述下卡接座内形成有安装槽；所述阻尼杆的外端部插入对应的安装槽内，并能够沿所述底座的轴向往复滑动；

所述底座的内周面设置有沿周向均匀分布的导向槽；

所述内筒的外周面设置有与所述导向槽一一对应的定位块；所述定位块与对应的所述导向槽间隙配合且能够沿所述导向槽上下滑动，用于防止所述内筒相对所述底座转动。

4.如权利要求3所述的减振装置，其特征在于，所述底座还设置有与所述螺母位置对应的定位槽；所述螺母的外端部嵌入所述定位槽内，使所述螺母能够随所述阻尼杆沿所述底座的轴向往复滑动。

5.如权利要求4所述的减振装置，其特征在于，所述连接座设置有与所述阻尼杆一一对应的导向槽；

所述阻尼杆的内端部安装于所述导向槽内。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的减振装置，其特征在于，所述顶盖设置有与所述下卡接座一一对应的上卡接座；所述上卡接座设置有两个相对的卡接窗口以及与所述下卡接座相对设置的对接槽；

所述下卡接座设置有与所述卡接窗口一一对应的卡接凸块；

所述上卡接座通过所述对接槽扣接于所述下卡接座上，并通过所述卡接凸块卡接于对应的所述卡接窗口内实现与所述下卡接座的固定连接。

7.如权利要求1-5中任意一项所述的减振装置，其特征在于，所述弹性机构包括沿所述底座的周向均匀分布的多个压缩弹簧；

所述压缩弹簧的两端分别抵接于所述内筒的筒底底面与所述底座的筒底顶面。

8.如权利要求7所述的减振装置，其特征在于，在所述内筒的筒底底面与所述底座的筒底顶面均设置有与所述压缩弹簧的端部形状配合的圆形限位槽；所述压缩弹簧的端部安装于所述圆形限位槽内。

9.如权利要求7所述的减振装置，其特征在于，所述弹性机构包括4个压缩弹簧。

10.如权利要求9所述的减振装置，其特征在于，沿所述底座的轴向，所述压缩弹簧与所述阻尼杆一一对应。