假手自动换速增力机构.pdf

本发明涉及的是康复工程领域中的一种外动力式假手机构。
    假手机构中的手指，既要求有与健康人相近的运动速度，又要求有足够的握力，以满足仿生要求。现有的外动力式假手机构是由微型电机、定传动比的传动系统和手指机构组成，全部机构要安装在手掌心内，微型电机功率很小，在传动比不变的情况下，满足手指的正常运动速度时，握力很小;按满足较大握力设计时，手指速度过慢。有的假手采用变传动比的传动方案可输出较大握力，但结构复杂，工艺难度大。

    本发明的任务是解决手指机构的速度与握力之间的矛盾，采用简单的结构方案实现变传动比传动，达到自动换速的目地。

    本发明的传动方案是：设置在微型电机和手指机构之间的传动系统，是由前级齿轮传动和后级行星齿轮传动组成的变传动比的传动系统，传动比的变换是通过装在行星齿轮传动和手指机构之间的两层相互串联的双向超越离合器来实现的。当手指自由运动时，运动由微型电机经前级齿轮传动再通过一个弹性元件和两级超越离合器传至手指机构，手指快速运动。当手指接触物体时，第一层超越离合器自动切断，运动由微型电机经前级齿轮传动和后级行星齿轮传动传至手指机构，传动比增大，手指低速运动，握力增大。这两条传动路线的切换是根据手指的受力状态自动进行的。

    本发明的传动机构示意图如图1所示。由齿轮〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕组成前级齿轮传动，齿轮〔6〕、〔16〕、〔17〕、杯形系杆〔14〕组成后级行星齿轮传动，〔9〕、〔10〕、〔11〕和〔12〕、〔13〕、〔14〕组成两层双向超越离合器，〔8〕是弹性元件，〔15〕是拨爪。来自微型电机的运动由齿轮〔6〕分解为传动比不同的两条路线传递：当手指自由运动时，运动由齿轮〔6〕经拨盘〔7〕、弹性元件〔8〕、内环〔9〕、滚子〔10〕、外环〔11〕、内环〔12〕传至手指机构。这条路线的传动比，根据手指的正常速度范围，可取i＝15～19。当手指接触物体时，两层超越离合器的内环〔9〕、〔12〕受阻，弹性元件〔8〕产生较大变形，拨爪〔15〕将滚子〔10〕推开，切断第一条传动路线，运动沿第二条路线传递，即由齿轮〔6〕经行星轮降速，再经系杆〔14〕、滚子〔13〕、内环〔12〕传至手指机构。第二条路线的传动比为i＝115～143。

    当手指握紧物件，切断电机电源后，在被握物体的反弹力作用下，两条路线同时接通，按差动原理向齿轮〔6〕反向传动。由于两条路线速度不同，运动将自锁，从而实现了一套传动装置完成两种功能的要求。

    利用本发明装配的外动力式假手换速增力和自锁性能稳定可靠，传动效率高，反弹率低。