基于快速成型的自身動力驅動假肢制造技術

本實用新型專利技術公開了基于快速成型的自身動力驅動假肢，通過相互連接的手掌、前臂、上臂、手指，以及設置其中的驅動繩索和彈性復位繩索；當屈曲手掌或前臂時，帶動驅動繩索移動，進而使手指屈曲產生抓握動作；當手掌或前臂伸直時，驅動繩索放松，彈性復位繩索復位令手指伸直，這樣僅需手掌、前臂的屈曲、伸直活動就完成了手指的抓握功能。本實用新型專利技術部件均可經3D打印快速成型，其制作簡便，方便，周期短，所用材料及其他部件如彈性繩索等均很容易獲得，因此價格低廉，適用范圍廣，此外，本實用新型專利技術假肢組裝簡易，訓練簡單，使用者佩戴及使用方便，可以有效避免復雜的培訓適應過程，易于使用，因此是非常有市場意義的基礎型假肢。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及自身動力驅動的假肢
，更具體地，涉及更具性價比和操作性的一種基于快速成型的自身動力驅動假肢。
技術介紹
假肢，也稱“義肢”，是供截肢者使用以代償缺損肢體部分功能的人造肢體，常見的有上肢假肢和下肢假肢。以往的假肢多用鋁板、木材、皮革、塑料等材料制作，關節采用金屬部件，而現在假肢界的主流是鈦合金和碳素纖維材料。當前市面上各公司或機構研制的假肢，根據功能可分為美觀功能假肢和操作功能假肢，操作功能假肢根據動力分型可以大致分為索控假肢和肌電控制假肢。操作功能假肢的仿真程度相當高，可以實現不同維度的活動，能夠配合相應部件實現自適應、傳感器反饋，腦電波控制、意念控制等。但是，操作功能假肢的制造工藝復雜、配套設備多，有些還需要復雜的計算機程序設計，因此價格高昂，裝配復雜，訓練周期長，使用者的掌握難度也大。這些問題無疑限制了假肢在廣大普通患者中的應用。總結而言，市場上非常的缺乏高性價比的假肢，舉例來說，手作為對靈活性要求最高的假肢，其最基本也最重要的功能是抓握功能，但是，能簡單、經濟地實現手的抓握功能，訓練周期短，讓病人容易掌握的手假肢目前確還沒有出現。
技術實現思路
本技術旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。本技術的第一個目的是提供基于快速成型的自身動力驅動假肢，可較佳的適用于手指、手掌或前臂部分缺失的患者，肘關節以上(沒有前臂)缺失的患者不能直接使用，需要附加其他固定和驅動裝置。為解決上述技術問題，本技術的技術方案如下:基于快速成型的自身動力驅動假肢，包括相互連接的手掌，前臂，上臂，同時手掌上設有多組手指；其中，手指、手掌與上臂之間設有驅動繩索，同時手指與手掌之間設有彈性復位繩索；當屈曲手掌或前臂時，帶動驅動繩索移動，進而使手指屈曲產生抓握動作；當手掌或前臂伸直時，驅動繩索放松，彈性復位繩索復位令手指伸直，這樣僅需手掌、前臂的屈曲、伸直活動就完成了手指的抓握功能。手指由I個遠端手指節和1~2個近端手指節組成；遠端手指節的后端設置有近端軸孔；近端手指節的前端設置有遠端軸孔，近端手指節的后端設置有近端軸孔。此外，手指的遠端手指節和近端手指節中均設有上下分布的上手指孔道和下手指孔道，其中，下手指孔道用于引導驅動繩索經過，上手指孔道用于引導彈性復位繩索經過。上臂包括上臂固定面，沿上臂固定面前端的左右兩側延伸出兩個凸出部，且凸出部上均設有遠端軸孔。此外，上臂背側設有與手指數量相同的固定孔道，固定孔道用于固定驅動繩索的端部。前臂包括前臂固定面，前臂固定面前端的左右兩側均設有遠端軸孔，前臂固定面后端的左右兩側均設有近端軸孔。此外，前臂背側設有與手指數量相同的索道引導孔道，索道引導孔道用于引導驅動繩索經過并固定驅動繩索的路徑。手掌包括手掌固定面；手掌固定面表面前端設有多組固定孔；手掌固定面內設置有與手指數量相同的通道。通道能夠引導驅動繩索經過；通道上位于手掌固定面前端的部分與手指上靠近手掌的近端手指節相接。手掌前端處與各個通道對應的位置處均設有遠端軸孔；手掌后端左右兩側均向后延伸形成凸起部，且凸起部上均設有近端軸孔。手掌近端外側向外凸起，且該凸起上設有外側軸孔；外側軸孔與手掌中軸線在水平面的夾角為15度~145度，同時外側軸孔與手掌中軸線在垂直面的夾角為45度~120度。手指的遠端手指節和近端手指節之間，以及近端手指節相互之間均通過對應位置的遠端軸孔與近端軸孔配合橫銷相連接。此外，在手掌上的遠端軸孔與相近的各個近端手指節的近端軸孔之間通過橫軸相接，將各個手指并排連接在一起。另外，近端手指節的遠端軸孔與遠端手指節的近端軸孔之間通過橫銷相連接。前臂的近端軸孔和上臂的遠端軸孔之間通過橫銷相連接；前臂的遠端軸孔和手掌的近端軸孔之間通過橫銷相連接；上臂的遠端軸孔和前臂的近端軸孔之間通過橫銷相連接。驅動繩索數量與手指相同，驅動繩索的一端固定在手指的遠端手指節上，同時驅動繩索的另一端固定在上臂背側的固定孔道中，驅動繩索的本體依次經過手指的下手指孔道、手掌的通道、前臂背側的索道引導孔道；彈性復位繩索數量與手指相同，彈性復位繩索的一端固定在手指的遠端手指節上，彈性復位繩索的另一端經過手指的上手指孔道并逐一固定在手掌上的固定孔中。手掌固定面、前臂固定面、上臂固定面均能夠通過綁復帶對應固定在患者的手掌、前臂、上臂上。上述基于快速成型的自身動力驅動假肢有其對應的制作方法，首先將假肢各部件加工成有對側肢體完整外觀并匹配于殘疾肢體殘端的機械尺寸，再進行裝配使用，具體包括如下步驟。Stepl:使用紅外線3d掃描儀等光學測量工具或者其它測量工具，對患者對側健康肢體或者健康人的同側完整肢體進行測量，獲得包括上臂、前臂、手掌、手指的輪廓、表面角度以及相對位置關系等外形數據；其中，對健康人同側肢體進行測量，是在患者沒有對側健康肢體或無法當面掃面患者對側健康肢體的情況下進行。Step2:使用紅外線3d掃描儀等光學測量工具或者其它測量工具，對患者截斷殘肢端部進行測量，獲得殘肢端部的外形數據，對其使用計算機圖像軟件，進行反向取形，得到殘肢端部的反向型狀，該反向型狀就是假肢的承窩內側輪廓，此外，承窩的形狀也可以設計成填充材料接觸肢體面的形狀，而填充材料與假肢接觸面使用其他可以鑲嵌固定的簡單形狀即可。Step3:將步驟I中所獲得的外形數據及步驟2中獲得的假肢承窩內側輪廓數據，導入圖形處理軟件:其中，當步驟I中取患者對側健康肢體的外形數據時，取對側肢體的鏡像圖像，再通過圖形處理軟件獲得本側肢體的假肢外形的三維實性圖像，當步驟I中取健康人的同側完整肢體的外形數據時，經過適當比例的擴大或縮小調整后，通過圖形處理軟件獲得本側肢體的假肢外形的三維實性圖像，所述適當比例為健康人肢體與患者健康對側肢體之間的大小比例；得到本側肢體的假肢外形后，根據承窩的內側輪廓，對已經獲得的假肢外形的三維實性圖像進行挖取，在三維實性圖像上獲得假肢承窩內側輪廓的形狀。Step4:經過以上步驟，可以獲得和對側同樣有外形并且承窩內側輪廓完全匹配殘肢外形的假肢，將其從三維實性圖像數據格式轉化為可3D打印的格式文件，導入3D打印機，分別將上臂、前臂、手掌、手指等各部件制作出來；再通過下述步驟將各部件進行裝配，獲得有仿真外形的自身動力驅動假肢。St印5:在上臂上設置上臂固定面，令上臂固定面前端的左右兩側延伸出兩個凸出部，并在該凸出部上設置遠端軸孔。在前臂上設置前臂固定面，在前臂固定面前端的左右兩側均設置遠端軸孔，在前臂固定面后端的左右兩側均設置近端軸孔。將手指切割為I個遠端手指節和1當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于快速成型的自身動力驅動假肢，其特征在于包括相互連接的手掌，前臂，上臂，同時手掌上設有多組手指；其中，手指由1個遠端手指節和1～2個近端手指節組成；此外，手指、手掌與上臂之間設有驅動繩索，同時手指與手掌之間設有彈性復位繩索。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐貴升，徐猛賢，
申請(專利權)人：徐貴升，
類型：新型
國別省市：廣東;44