RU192333U1

RU192333U1 - Modular bionic prosthesis

Info

Publication number: RU192333U1
Application number: RU2019111760U
Authority: RU
Inventors: Станислав Александрович Муравьёв
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Бионические технологии"
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Модульный бионический протез руки предназначен для протезирования инвалидов с частично ампутированной кистью и с сохранением части пальцев. Содержит культеприемное устройство ладони пользователя с полой эластичной перчаткой, гибкий браслет управления протезом, модули пальцев, интерфейсы для приема биоэлектрических сигналов управления, сетевые интерфейсы для проводной и беспроводной коммуникации с внешними устройствами, средства ввода-вывода отображения и настройки функций протеза, устройство электропитания. Микроконтроллер управления протезом обрабатывает поступающие биоэлектрич. сигналы управления в соответствии с заданными параметрами алгоритма обработки. Протез имеет режимы управления с различными шаблонами схватов. Сгибание-разгибание каждого пальца производят приводные системы модулей пальцев. Каждый палец занимает свое положение по форме удерживаемого предмета с контролем сигнала сенсоров обратной связи.The modular bionic prosthesis of the hand is intended for prosthetics of the disabled with a partially amputated hand and with the preservation of part of the fingers. It contains a hollow device of the user's palm with a hollow elastic glove, a flexible bracelet for controlling the prosthesis, finger modules, interfaces for receiving bioelectric control signals, network interfaces for wired and wireless communication with external devices, input / output displays and settings for the prosthesis functions, and a power supply device. The prosthesis control microcontroller processes incoming bioelectric. control signals in accordance with the specified parameters of the processing algorithm. The prosthesis has control modes with various gripping patterns. Flexion-extension of each finger produce the drive system of the finger modules. Each finger takes its position in the shape of the held object with the control of the feedback sensors signal.

Description

Настоящая полезная модель относится к области медицинской техники, а именно, к протезам рук с внешним источником энергии.The present utility model relates to the field of medical technology, namely to hand prostheses with an external energy source.

Предлагаемый протез предназначен протезирования детей и взрослых с частичными ампутациями кисти, в том числе, с сохранением одного или нескольких пальцев.The proposed prosthesis is intended for prosthetics of children and adults with partial amputations of the hand, including, with the preservation of one or more fingers.

Из существующего уровня техники известен протез кисти руки, который включает механическую кисть, содержащую ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами с каналами, через которые протянуты тросы, концы которых закреплены на верхних фалангах, и каналами, через которые протянуты резинки, пережатые винтами в каждой фаланге, четыре пальца объединены попарно посредством системы тросов и двух шкивов, объединенных посредством тросов и третьего шкива, который объединен с большим пальцем посредством тросов и четвертого шкива, соединенного посредством троса с узлом натяжения тросов, в основании большого пальца выполнен выступ, на который установлено основание большого пальца с зубчиками, зафиксированными на выступе посредством пружины и кнопки, расположенными в полости кисти напротив основания большого пальца. RU 160806, 05.10.2015, A61F 2/54.The prosthesis of the hand is known from the prior art, which includes a mechanical wrist containing a palm, artificial fingers formed by articulated phalanges with channels through which cables are stretched, the ends of which are attached to the upper phalanges, and channels through which gum is stretched, pinched by screws in of each phalanx, four fingers are combined in pairs by means of a cable system and two pulleys combined by cables and a third pulley, which is combined with the thumb by cables and four rtogo pulley connected through a cable to a node rope tension at the base of the thumb ledge is formed on which the base of the thumb is set with teeth, fixed to the projection by a spring and a button disposed in the brush cavity opposite the base of the thumb. RU 160806, 05.10.2015, A61F 2/54.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

1) применение тросовых тяг, что влечет за собой быстрый износ тросов и стенок каналов из-за взаимного трения при эксплуатации протеза в случае применения тросов из металла, отсутствие возможности точного позиционирования пальцев вследствие постепенной растяжки тросов из неметаллических материалов;1) the use of cable rods, which entails rapid wear of the cables and the walls of the channels due to mutual friction during operation of the prosthesis in the case of the use of metal cables, the inability to accurately position the fingers due to the gradual stretching of cables made of non-metallic materials;

2) применение резинок в каналах фаланг пальцев для реализации механизма раскрытия кисти, что снижает надежность эксплуатации протеза из-за возможной утраты резинками первоначальной целостности и свойств упругости с течением времени, либо под воздействием внешних факторов, таких, как температура окружающего воздуха;2) the use of rubber bands in the channels of the phalanxes of the fingers to implement the mechanism of opening the brush, which reduces the reliability of the prosthesis due to the possible loss of the gums original integrity and elasticity over time, or under the influence of external factors, such as ambient temperature;

3) использование узла натяжения тросов, располагающегося за основанием кисти, что сокращает область применения протеза из-за невозможности крепления основания кисти непосредственно к культеприемной гильзе;3) the use of the cable tension unit located behind the base of the brush, which reduces the scope of the prosthesis due to the impossibility of attaching the base of the brush directly to the cultural receptacle sleeve;

4) невозможность жесткой фиксации пальцев протеза кисти в положении схвата;4) the impossibility of rigid fixation of the fingers of the prosthesis in the grip position;

5) отсутствие системы, предотвращающей выскальзывание удерживаемого протезом предмета;5) lack of a system to prevent slipping of the subject held by the prosthesis;

6) отсутствие возможности выполнения видов схвата, при которых пальцы протеза управляются и сгибаются независимо друг от друга, например, схвата для управления компьютерной мышью.6) the inability to perform types of grip, in which the fingers of the prosthesis are controlled and bent independently of each other, for example, a grip to control a computer mouse.

Так же известен протез кисти, содержащий приемную гильзу, корпус, каркасы первого пальца, второго-четвертого пальцев, приводную систему функции подвижности «схват-раскрытие кисти», шарнир сгибания в лучезапястном сочленении и манжету на предплечье, отличающийся тем, что в него введены три потенциометра, три преобразователя сигнала, сумматор, два функциональных преобразователя и четыре усилителя мощности, при этом приводная система выполнена в виде четырех индивидуальных микроэлектроприводов пальцев, неподвижно закрепленных на каркасах первого-четвертого пальцев и соединенных с их исполнительными механизмами, при этом приемная гильза шарнирно закреплена в корпусе с возможностью приведения-отведения, неподвижно соединена с ротором первого потенциометра и шарнирно упруго соединена с подпружиненным рычагом, который соединен со статором первого потенциометра, при этом подпружиненный рычаг посредством шатуна, снабженного сферическими шарнирами, соединен с каркасом второго пальца, кроме того, первый потенциометр соединен с первым-третьим преобразователями сигнала, каждый из которых соответственно последовательно соединен с первым-третьим усилителями мощности, первым-третьим приводом и исполнительными механизмами второго-четвертого пальцев, причем каркас второго пальца неподвижно соединен с ротором второго потенциометра, статор которого закреплен на корпусе, причем каркас первого пальца неподвижно соединен с ротором третьего потенциометра, статор которого также закреплен на корпусе устройства, при этом второй и третий потенциометры соединены с сумматором, который соединен с первым и вторым функциональными преобразователями, последовательно соединенными с четвертым усилителем мощности, четвертым приводом и исполнительным механизмом первого пальца, а пятый палец выполнен в виде упругого звена, при этом каждый исполнительный механизм первого-четвертого пальцев выполнен в виде червячной передачи, червяк которой неподвижно соединен с выходным валом привода, причем червячное колесо неподвижно закреплено на корпусе, а каркас пальца шарнирно соединен с осью червячного колеса. RU 2506931, 03.05.2012, A61F 2/56.Also known is a hand prosthesis containing a receiving sleeve, body, frames of the first finger, second to fourth fingers, the drive system of the mobility function "grip-opening of the brush", a bending joint in the wrist joint and a cuff on the forearm, characterized in that three a potentiometer, three signal converters, an adder, two functional converters and four power amplifiers, while the drive system is made in the form of four individual microelectronic drives of the fingers fixedly mounted on the frame x the first to fourth fingers and connected to their actuators, while the receiving sleeve is pivotally mounted in the housing with the ability to bring-lead, motionlessly connected to the rotor of the first potentiometer and pivotally resiliently connected to a spring-loaded lever, which is connected to the stator of the first potentiometer, while spring-loaded the lever by means of a connecting rod equipped with spherical joints is connected to the frame of the second finger, in addition, the first potentiometer is connected to the first or third signal converters, to each of which is respectively connected in series with the first to third power amplifiers, the first to third drives and actuators of the second to fourth fingers, the frame of the second finger being fixedly connected to the rotor of the second potentiometer, the stator of which is fixed to the housing, the frame of the first finger being fixedly connected to the rotor a third potentiometer, the stator of which is also fixed to the device body, while the second and third potentiometers are connected to the adder, which is connected to the first and second functions national converters connected in series with the fourth power amplifier, the fourth drive and the actuator of the first finger, and the fifth finger is made in the form of an elastic link, while each actuator of the first and fourth fingers is made in the form of a worm gear, the worm of which is fixedly connected to the output shaft of the drive moreover, the worm wheel is fixedly mounted on the housing, and the frame of the finger is pivotally connected to the axis of the worm wheel. RU 2506931, 05/03/2012, A61F 2/56.

1) Исполнение протеза в виде цельной искусственной кисти с расположенными внутри приводными системами и системой управления искусственными пальцами не позволяет применять протез при ампутациях или врожденных пороках развития с сохранением части кисти;1) The execution of the prosthesis in the form of a whole artificial brush with the drive systems located inside and the artificial finger control system does not allow the prosthesis to be used for amputations or congenital malformations while preserving part of the brush;

2) Отсутствие принципа модульности в конструкции протеза и жесткое закрепление искусственных пальцев с приводными системами в искусственной кисти не позволяет использовать протез при случаях ампутации с сохранением части пальцев.2) The lack of the principle of modularity in the design of the prosthesis and the rigid fixation of artificial fingers with drive systems in an artificial brush does not allow the use of the prosthesis in cases of amputation with preservation of part of the fingers.

3) отсутствие отдельного привода пятого пальца протеза кисти, выполненного в виде упругого звена, что снижает функциональные возможности использования протеза;3) the lack of a separate drive of the fifth finger of the prosthesis of the hand, made in the form of an elastic link, which reduces the functionality of the use of the prosthesis;

4) использование отведения и приведения в лучезапястном суставе оператора для управления протезом кисти, что делает данное решение неприменимым в случае вычленений запястья и выше;4) the use of abduction and adduction in the wrist joint of the operator to control the prosthesis of the hand, which makes this solution inapplicable in case of wrist isolation and above;

5) отсутствие микропроцессорного управления, что ограничивает функциональные возможности протеза кисти одним видом схвата, не позволяет управлять сгибанием отдельных пальцев независимо друг от друга и выполнять гибкую настройку параметров функционирования протеза.5) the lack of microprocessor control, which limits the functionality of the prosthesis to one type of grip, does not allow you to control the bending of individual fingers independently of each other and perform flexible settings for the functioning of the prosthesis.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является бионический протез кисти руки, включающий в себя узел крепления протеза, электромеханическую кисть, содержащую ладонь, шарнирно соединенные с ней пальцы, систему управления протезом и системы сгибания первого-пятого пальцев, каждая из которых включает в себя электроприводы с червячной передачей, причем узел крепления протеза выполнен в виде неподвижно закрепленного на основании электромеханической кисти крепежного разъема и соединенного с ним ответного разъема, неподвижно закрепленного на основании культеприемной гильзы, первый палец содержит шарнирно-соединенное с ладонью и снабженное устройством блокировки поворотное основание, шарнирно соединенную с поворотным основанием первую фалангу, шарнирно соединенную с первой фалангой вторую фалангу, а так же жесткую тягу, концы которой шарнирно закреплены на второй фаланге и поворотном основании первого пальца, а второй-пятый пальцы содержат попарно соединенные шарнирами первую, вторую, третью фаланги и две жесткие тяги, концы которых шарнирно закреплены на второй и третьей фалангах, на второй фаланге и основании второго-пятого пальцев ладони соответственно, причем электроприводы систем сгибания первого и второго-пятого пальцев с неподвижно закрепленными на валу червяками неподвижно размещены внутри поворотного основания первого пальца и ладони соответственно, а червячные колеса первого-пятого пальцев неподвижно соединены с первыми фалангами соответствующих пальцев, при этом система управления протезом выполнена в виде микропроцессорной системы и включает в себя микроконтроллер управления протезом и соединенные с ним управляющие драйверы электроприводов систем сгибания пяти пальцев, датчики угла сгибания пяти пальцев, тензометрические датчики усилия схвата, датчик смещения поверхности удерживаемого протезом предмета, привод устройства блокировки поворотного основания первого пальца, сетевые интерфейсы для проводной и беспроводной коммуникации с внешними устройствами, интерфейсы для приема биоэлектрических сигналов управления, средства ввода-вывода отображения и настройки функций протеза, устройство электропитания, причем микроконтроллер управления протезом, управляющие драйверы, соединенные с электроприводами систем сгибания пяти пальцев, привод устройства блокировки поворотного основания первого пальца, сетевые интерфейсы для проводной и беспроводной коммуникации с внешними устройствами, интерфейсы для приема биоэлектрических сигналов управления и устройство электропитания неподвижно размещены внутри ладони, статоры датчиков угла сгибания пяти пальцев неподвижно размещены на основаниях пальцев, при этом валы роторов датчиков неподвижно закреплены на червячных колесах первых фаланг соответствующих пальцев, тензометрические датчики усилия схвата неподвижно размещены на второй фаланге первого пальца и третьих фалангах второго - пятого пальцев, а датчик смещения поверхности удерживаемого протезом предмета и средства ввода-вывода отображения и настройки функций протеза размещены на поверхности ладони. RU 176303, 11.07.2017, A61F 2/54.Closest to the claimed technical solution is a bionic prosthesis of the hand, which includes the attachment of the prosthesis, an electromechanical brush containing a palm, pivotally connected fingers, the prosthesis control system and the bending system of the first to fifth fingers, each of which includes electric drives with a worm gear, and the attachment point of the prosthesis is made in the form of a fixed connector fixed to the base of the electromechanical brush and a mating connector connected to it, motionless fixed on the base of the cultural receptacle sleeve, the first finger contains a swivel base pivotally connected to the palm of the hand and provided with a locking device, a first phalanx pivotally connected to the first phalanx, and a second phalanx articulated to the second phalanx, the ends of which are pivotally fixed to the second phalanx and the swivel base of the first finger, and the second to fifth fingers contain the first, second, third phalanges and two rigid rods pairwise connected by hinges, the ends of which are pivotally fixed to the second and third phalanges, on the second phalanx and the base of the second-fifth fingers of the palm, respectively, and the electric drives of the flexion systems of the first and second-fifth fingers with the worms fixed on the shaft are fixedly located inside the rotary base of the first finger and palm, respectively, and the worm wheels of the first fifth fingers are fixedly connected to the first phalanges of the corresponding fingers, while the prosthesis control system is made in the form of a microprocessor system and includes a microcontroller the effects of the prosthesis and the associated control drivers of the electric drives of the five-finger flexion systems, five-finger angle sensors, strain gauges of the gripping force, the displacement sensor of the surface of the prosthesis held by the prosthesis, the drive of the locking device of the rotary base of the first finger, network interfaces for wired and wireless communication with external devices , interfaces for receiving bioelectric control signals, input-output means for displaying and setting prosthesis functions, an electronic device power supply, moreover, the prosthesis control microcontroller, control drivers connected to electric drives of five-finger bending systems, a drive for locking the swivel base of the first finger, network interfaces for wired and wireless communication with external devices, interfaces for receiving bioelectric control signals and a power supply device are stationary inside the palm , the stators of the bend angle sensors of five fingers are fixedly located on the bases of the fingers, while the shafts of the rotors of the sensors do not fixedly mounted on the worm wheels of the first phalanges of the corresponding fingers, strain gauges of the gripping force are motionlessly placed on the second phalanx of the first finger and third phalanges of the second and fifth fingers, and the surface displacement sensor of the object held by the prosthesis and input / output means for displaying and adjusting prosthesis functions are located on the palm surface . RU 176303, July 11, 2017, A61F 2/54.

1) Исполнение протеза в виде искусственной кисти, внутри которой расположены приводные системы и система управления искусственными пальцами не позволяет применять протез при ампутациях или врожденных пороках развития с сохранением части кисти;1) The execution of the prosthesis in the form of an artificial brush, inside of which there are drive systems and the artificial finger control system does not allow the prosthesis to be used for amputations or congenital malformations while preserving part of the brush;

2) Отсутствие принципа модульности в конструкции протеза и жесткое закрепление искусственных пальцев с приводными системами в искусственной кисти не позволяет использовать протез при случаях ампутации с сохранением части пальцев, производить оперативный ремонт протеза с заменой приводных систем.2) The lack of the principle of modularity in the design of the prosthesis and the rigid fixation of artificial fingers with drive systems in an artificial brush does not allow the use of the prosthesis in cases of amputation with the preservation of part of the fingers, to carry out operational repair of the prosthesis with the replacement of drive systems.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в устранении недостатков и расширении перечня известных устройств в данной области, применимости при различных случаях ампутаций верхних конечностей, в том числе, при ампутациях или врожденных пороках развития с сохранением части кисти и части пальцев, а так же в повышении удобства пользования протезом путем расширения функциональных возможностей устройства, таких как возможность удержания предметов сложной формы и различной прочности, возможность реализации дополнительных шаблонов схватов протеза.The problem to which the claimed utility model is directed is to eliminate the shortcomings and expand the list of known devices in this field, applicable in various cases of amputations of the upper limbs, including amputations or congenital malformations with preservation of part of the hand and part of the fingers, and also in improving the usability of the prosthesis by expanding the functionality of the device, such as the ability to hold objects of complex shape and various strengths, the possibility of implementation uu additional templates prosthetic grippers.

Данная задача достигается за счет того, что модульный бионический протез руки включает в себя гибкий браслет управления протезом с размещенной внутри системой управления, культеприемное устройство ладони пользователя, размещенные на нем модули пальцев, каждый из которых включает шарнирно-соединенный с ним палец и размещенную внутри модуля и соединенную с системой управления протезом приводную систему,This task is achieved due to the fact that the modular bionic prosthesis of the hand includes a flexible bracelet for controlling the prosthesis with a control system located inside, a cultural device for the user's palm, finger modules placed on it, each of which includes a finger articulated with it and placed inside the module and a drive system connected to the prosthesis control system,

содержащую сенсоры обратной связи, электроприводы с неподвижно закрепленными на валу червяками, которые неподвижно размещены внутри модулей пальцев, а червячные колеса пальцев неподвижно соединены с основаниями пальцев,comprising feedback sensors, electric drives with worms fixed on the shaft, which are fixedly located inside the finger modules, and the worm wheels of the fingers are fixedly connected to the bases of the fingers,

причем культеприемное устройство ладони пользователя включает в себя эластичную полую культеприемную перчатку и гибко соединяется гофрорукавом с браслетом управления протезом,moreover, the cultural device of the palm of the user's hand includes an elastic hollow culture-receiving glove and is flexibly connected by a corrugated sleeve to the prosthesis control bracelet,

а система управления включает в себя соединенные между собой микроконтроллер управления протезом и соединенные с ним интерфейсы для приема биоэлектрических сигналов управления, средства ввода-вывода отображения и настройки функций протеза, вспомогательные устройства управления и устройство электропитания.and the control system includes interconnected microcontroller for controlling the prosthesis and interfaces connected to it for receiving bioelectric control signals, input / output means for displaying and adjusting the functions of the prosthesis, auxiliary control devices and a power supply device.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность применения протеза при различных ампутациях или врожденных пороках развития с сохранением части кисти и части пальцев с выполнением различных шаблонов надежных и точных схватов удерживаемого предмета, а так же возможность биоэлектрического управления.The technical result provided by the given set of features is the possibility of using the prosthesis for various amputations or congenital malformations while preserving part of the hand and part of the fingers with the implementation of various patterns of reliable and accurate grips of the held object, as well as the possibility of bioelectric control.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено следующее.The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict the following.

Фиг. 1 - общий вид модульного бионического протеза руки.FIG. 1 is a general view of a modular bionic prosthetic arm.

Фиг. 2 - вид модуля пальца модульного бионического протеза руки.FIG. 2 is a view of a finger module of a modular bionic prosthetic arm.

Модульный бионический протез руки (Фиг. 1) включает в себя гибкий браслет управления протезом 1 с размещенной внутри системой управления, культеприемное устройство ладони пользователя 2, размещенные на нем модули пальцев (Фиг. 2).The modular bionic prosthesis of the hand (Fig. 1) includes a flexible bracelet for controlling the prosthesis 1 with a control system located inside, a cultural receiver device of the user's palm 2, finger modules placed on it (Fig. 2).

Каждый модуль пальца (Фиг. 2) включает шарнирно-соединенный с ним палец 3 и размещенную внутри модуля и соединенную с системой управления протезом приводную систему 4.Each finger module (Fig. 2) includes a pivotally connected finger 3 and placed inside the module and connected to the prosthesis control system drive system 4.

Приводная система 4 содержит сенсоры обратной связи 5, электроприводы 6 с неподвижно закрепленными на валу червяками 7, которые неподвижно размещены внутри модулей пальцев (Фиг. 2), а червячные колеса пальцев 8 неподвижно соединены с основаниями пальцев 3.The drive system 4 contains feedback sensors 5, electric drives 6 with worms 7 fixed on the shaft, which are fixedly placed inside the finger modules (Fig. 2), and the worm wheels of the fingers 8 are fixedly connected to the bases of the fingers 3.

Культеприемное устройство ладони пользователя 2 включает в себя эластичную полую культеприемную перчатку 9 и гибко соединяется гофрорукавом 10 с браслетом управления протезом 1.The cultural device of the palm of the user's hand 2 includes an elastic hollow body-receiving glove 9 and is flexibly connected by a corrugated sleeve 10 to the bracelet for controlling the prosthesis 1.

Система управления включает в себя соединенные между собой микроконтроллер управления протезом 11 и соединенные с ним интерфейсы для приема биоэлектрических сигналов управления 12, средства ввода-вывода отображения и настройки функций протеза 13, устройство электропитания 14.The control system includes interconnected microcontroller for controlling the prosthesis 11 and interfaces connected thereto for receiving bioelectric control signals 12, input / output means for displaying and adjusting the functions of the prosthesis 13, and a power supply device 14.

Модульный бионический протез руки работает следующим образом.Modular bionic prosthesis of the hand works as follows.

Модульный бионический протез руки с помощью полой эластичной культеприемной перчатки 9 культеприемного устройства ладони 2 одевается на частично сохраненную кисть оператора, а гибкий браслет управления протезом 1 закрепляется на его предплечье.The modular bionic prosthesis of the hand with the help of a hollow elastic stump-receiving glove 9 of the stump-receiving device of the palm 2 is put on the operator’s partially saved hand, and the flexible bracelet for controlling the prosthesis 1 is fixed on his forearm.

Быстрая настройка функций протеза, в том числе выбор текущего шаблона схвата, режима управления, включение и отключение устройства электропитания 14, производится оператором с помощью средства ввода-вывода отображения и настройки функций протеза 13, взаимодействующего с микроконтроллером управления протезом 11.Quick settings of the prosthesis functions, including the selection of the current grip pattern, control mode, turning on and off the power supply device 14, are performed by the operator using the input / output display and adjustment functions of the prosthesis 13, which interacts with the prosthesis control microcontroller 11.

Детальная настройка функций протеза, таких как параметры алгоритма обработки биоэлектрических сигналов управления, настройки чувствительности системы обратной связи, а так же обновление программного обеспечения микроконтроллера управления протезом 11, его диагностика и загрузка дополнительных шаблонов схватов производится с помощью программного обеспечения, установленного на персональном компьютере или мобильном устройстве и взаимодействующего с микропроцессорной системой управления через встроенные в микроконтроллер управления протезом 11 сетевые интерфейсы для проводной и беспроводной коммуникации с внешними устройствами.Detailed settings of the prosthesis functions, such as parameters of the processing algorithm for bioelectric control signals, sensitivity settings of the feedback system, as well as updating the software of the microcontroller controlling the prosthesis 11, its diagnosis and downloading additional gripping patterns are performed using software installed on a personal computer or mobile device and interacting with the microprocessor control system through the integrated microcontroller I prosthesis 11 network interfaces for wired and wireless communication with external devices.

При включении устройства электропитания 14 происходит инициализация и диагностика микропроцессорной системы управления, после чего протез переходит в режим работы.When you turn on the power supply device 14, the microprocessor control system is initialized and diagnosed, after which the prosthesis enters the operating mode.

Сигналы с внешних биоэлектрических датчиков посредством интерфейсов для приема биоэлектрических сигналов управления 12 поступают в микроконтроллер управления протезом 11, где происходит их обработка в соответствии с заданными параметрами алгоритма обработки.Signals from external bioelectric sensors through interfaces for receiving bioelectric control signals 12 are supplied to the microcontroller controlling the prosthesis 11, where they are processed in accordance with the specified parameters of the processing algorithm.

При поступлении биоэлектрического сигнала управления бионический протез кисти может работать в нескольких режимах управления: 1) выполнение схвата кисти при наличии сигнала, раскрытия кисти при отсутствии сигнала; 2) последовательное выполнение схвата либо раскрытия кисти при поступлении сигнала, отсутствие действий при отсутствии сигнала. При этом, в первом режиме управления сила и скорость схвата кисти могут быть установлены в пропорциональную зависимость от величины уровня поступающего биоэлектрического сигнала управления.Upon receipt of the bioelectric control signal, the bionic prosthesis of the hand can work in several control modes: 1) performing gripping of the hand in the presence of a signal, opening the hand in the absence of a signal; 2) sequential execution of the grip or opening of the brush when a signal arrives, the absence of action in the absence of a signal. Moreover, in the first control mode, the strength and speed of the grip of the brush can be set in proportion to the level of the incoming bioelectric control signal.

При выполнении команды схвата или раскрытия кисти, в зависимости от выбранного шаблона схвата микроконтроллер управления протезом 11 производит включение приводных систем 4 всех или нескольких модулей пальцев (Фиг. 2).When executing a gripping or opening command, depending on the selected gripping pattern, the microcontroller controlling the prosthesis 11 turns on the drive systems 4 of all or several finger modules (Fig. 2).

Обратная связь с микроконтроллером управления протезом 11 в процессе выполнения схвата/раскрытия кисти обеспечивается и сенсорами обратной связи 5.Feedback from the microcontroller controlling the prosthesis 11 during the execution of the grasp / opening of the hand is provided by feedback sensors 5.

Применение модульного бионического протеза руки позволит повысить удобство оператора-инвалида, сократить время выполнения целенаправленных действий в его работе за счет повышения надежности, точности и естественности различных шаблонов производимых протезом схватов.The use of a modular bionic prosthesis of the hand will increase the convenience of the disabled operator, reduce the time it takes to carry out targeted actions in his work by increasing the reliability, accuracy and naturalness of the various patterns produced by the prosthesis grips.

Claims

1. A modular bionic prosthesis of the hand, characterized in that it includes a flexible bracelet for controlling the prosthesis with a control system located inside, a cultural device for the user's palm, finger modules placed on it, each of which includes a finger articulated with it and placed inside the module and a drive system connected to the prosthesis control system,

comprising feedback sensors, electric drives with worms fixed on the shaft, which are fixedly located inside the finger modules, and the worm wheels of the fingers are fixedly connected to the bases of the fingers,

moreover, the cultural device of the palm of the user's hand includes an elastic hollow culture-receiving glove and is flexibly connected by a corrugated sleeve to the prosthesis control bracelet,

and the control system includes interconnected microcontroller for controlling the prosthesis and interfaces connected to it for receiving bioelectric control signals, input / output means for displaying and adjusting the functions of the prosthesis, auxiliary control devices and a power supply device.