DE102013111161A1

DE102013111161A1 - Handprothese

Info

Publication number: DE102013111161A1
Application number: DE201310111161
Authority: DE
Inventors: Dominik Daniel Hepp; Jan Kirsch; Verena Wimmer; Mariana Grehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: DE102013111161B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Handprothese mit einer an ihrem proximalen Ende durch ein Gelenk (12) mit einem Unterarmadapter (11) verbundenen künstlichen Mittelhand (2), an deren distalen Ende an Fingergrundgelenken (3) künstliche Finger (4) gelagert sind, deren Fingerglieder (5) jeweils mittels eines Kopplungselements (8) miteinander gekoppelt sind und die zum Flektieren und Extendieren mit einer Antriebseinheit (10) verbunden sind. Mindestens eines der Kopplungselemente (8) ist aus einem elastischen Material gebildet, derart, dass eine Auslenkung der Fingerglieder (5) außerhalb der durch den flektierten Finger (4) und den extendierten Finger (4) aufgespannten Ebene und/oder eine Torsion der distal an den Kopplungselementen (8) angeordneten Fingerglieder (5) ermöglicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Handprothese mit einer an ihrem proximalen Ende durch ein Gelenk mit einem Unterarmadapter verbundenen künstlichen Mittelhand, an deren distalen Ende an Fingergrundgelenken künstliche Finger gelagert sind, deren Fingerglieder jeweils mittels eines Kopplungselements miteinander gekoppelt sind und die zum Flektieren und Extendieren mit einer Antriebseinheit verbunden sind.
Derartige Handprothesen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So zeigt beispielsweise die DE 10 2010 053 114 A1 eine Handprothese, bei der die künstlichen Finger durch eine aus Seilen bestehende Antriebseinheit gebeugt und gestreckt werden. Die Gelenke, die die einzelnen Fingerglieder miteinander verbinden, sind in der DE 10 2010 053 114 A1 durch Scharniergelenke gebildet, wobei die Scharnierbolzen der Scharniergelenke als Kopplungselemente dienen.
Die Verwendung dieser Scharnierbolzen aufweisenden Scharniergelenke hat sich jedoch äußerst nachteilig erwiesen, da hierdurch eine äußerst starre Handprothese entsteht. Bei der Flexion der einzelnen Finger können diese zwar sehr genau gegeneinander verstellt werden, ein Ergreifen von runden Gegenständen – beispielsweise Bällen oder Eiern – ist jedoch mit den Handprothesen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, nur schwer möglich, da es bei diesen Prothesen lediglich zu Punktkontakten zwischen den Fingern und den zu ergreifenden Gegenständen kommt. Somit muss bei diesen Prothesen stets eine sehr hohe Kraft aufgebracht werden, um runde Gegenstände sicher zu ergreifen, was insbesondere bei zerbrechlichen Gegenständen eine erhöhte Bruchgefahr mit sich bringt. Zudem hat es sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Handprothesen nachteilig gezeigt, dass trotz eines angepassten optischen Erscheinungsbildes, das beispielsweise durch den Einsatz eines aus Silikon gefertigten Überzuges erreicht werden kann, die Haptik der Handprothese nicht an die einer natürlichen Hand heranreicht. Dies führt beispielsweise beim Händeschütteln dazu, dass der Handprothesenträger von dessen Gegenüber als solcher identifiziert wird, wodurch oftmals – in der Regel unbewusst und ungewollt – eine Stigmatisierung des Trägers entsteht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Handprothese der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens eines der Kopplungselemente aus einem elastischen Material gebildet ist, derart, dass eine Auslenkung der Fingerglieder außerhalb der durch den flektierten Finger und den extendierten Finger aufgespannten Ebene und/oder eine Torsion der distal an den Kopplungselementen angeordneten Fingerglieder ermöglicht ist.
Hierdurch werden auf einfache Art und Weise die physiologischen Eigenschaften einer natürlichen Hand nachgebildet. Durch das mindestens eine elastische Kopplungselement wird eine Auslenkung der Finger erreicht. Dadurch können nun insbesondere auch runde und besonders fragile Gegenstände mit einem geringen Kraftaufwand und damit sicher und gefahrlos mit der erfindungsgemäßen Prothese ergriffen werden, da durch die Auslenkung und/oder die Torsion der Fingerglieder nunmehr ein flächiger Kontakt zwischen den Fingern und den zu ergreifenden Gegenständen erzielt wird. Durch den geringeren Kraftaufwand kann ferner die benötigte Energie reduziert werden, wodurch sich die Lebensdauer einer zum Betrieb der Antriebseinheit vorgesehenen Energiequelle – beispielsweise einer Batterie – erhöht. Zudem wird die Haptik der erfindungsgemäßen Handprothese durch den Einsatz der Kopplungselemente verbessert. Besonders bewährt hat es sich hierbei, wenn bei allen Fingern der erfindungsgemäßen Handprothese elastische Kopplungselemente verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung ist es außerdem vorgesehen, dass alle Kopplungselemente eines Fingers als elastische Kopplungselemente ausgeführt sind. Zudem ist es aber auch vorgesehen, dass nicht bei allen Fingern der Handprothese elastische Kopplungselemente zum Einsatz kommen, sondern nur bei so vielen, wie für ein sicheres Ergreifen erforderlich sind, insbesondere also drei Finger für einen Drei-Finger-Griff mit drei Kontakten an dem zu ergreifenden Gegenstand.
Als besonders günstig hat es sich gezeigt, wenn das mindestens eine elastische Kopplungselement aus einer Gruppe entstammt, die Federn, Schenkelfedern und Torsionsfeder sowie aus einem Elastomer gebildete Kugeln und Zylinder beinhaltet. Insbesondere durch die Verwendung einer Schenkelfeder, die zugleich als Gelenk dient, kann auf einfache Art und Weise eine Auslenkung erfolgen, da der zylindrische Teil der Schenkelfeder bei Auftreten einer Querkraft geschert werden kann. Bei dem Einsatz eines aus einem Elastomer gebildeten elastischen Kopplungselements kann durch die Formgebung der Kopplungselemente die zum Auslenken und/oder zur Torsion benötigte Kraft bestimmt werden. Wird beispielsweise ein Zylinder als elastisches Koppelglied verwendet, der wie der Scharnierbolzen eines klassischen Scharniergelenks eingesetzt werden kann, so wird ein höherer Kraftaufwand zur Auslenkung und/oder Torsion eines mittels des Kopplungselements gekoppelten Fingerglieds benötigt als bei der Verwendung einer aus einem Elastomer gefertigten Kugel, die zwischen benachbarten Fingergliedern angeordnet ist. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin auch vorgesehen, dass das Kopplungselement aus Acrylnitril-Butadien-Styrol gebildet ist. Die elastischen Kopplungselemente dienen zudem auch als elastische Rückstellelemente, durch deren Einsatz sich auf einfache Art und Weise die Extension der flektierten Finger realisieren lässt.
Als günstig hat es sich auch gezeigt, wenn den Fingergliedern Gliederanschläge zugeordnet sind. Hierdurch können die Auslenkung, die Torsion und/oder die Flexion und Extension der Fingerglieder begrenzt werden, wodurch die sich die Lebensdauer der Kopplungselemente und damit der gesamten Handprothese erhöht. Zudem kann hierdurch die Haptik und das Greifverhalten der Handprothese an die einer natürlichen Hand angepasst werden, da durch die Gliederanschläge beispielsweise ein übermäßiges Überstrecken der Fingerglieder in dorsaler Richtung verhindert werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die Mittelhand aus einer Mehrzahl von Mittelhandsegmenten gebildet ist, die durch mindestens eine elastische Brücke miteinander verbunden sind. Hierdurch werden die physiologischen Eigenschaften einer natürlichen Mittelhand nachgebildet. So wird insbesondere die Haptik der Handprothese – beispielsweise beim Händeschütteln – an die einer natürlichen Hand angepasst, da die einzelnen Mittelhandsegmente gegen die elastische Brücke verstellt werden können. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist jedoch auch eine Handprothese vorgesehen, bei der die künstliche mehrere Mittelhandsegmente aufweisende Mittelhand in Kombination mit konventionellen künstlichen Fingern verwendet wird. Dabei können die Fingerglieder durch klassische Scharniergelenke miteinander verbunden sein, wobei die Mittelhand die erfindungsgemäße elastische Brücke aufweist. Bei einer derartigen Handprothese kommen die Vorteile der mehrere Mittelhandsegmente aufweisenden Mittelhand zum Tragen, und zwar unabhängig von der konkreten Gestaltung der künstlichen Finger, insbesondere also unabhängig vom Einsatz der eine Auslenkung und/oder eine Torsion der Fingerglieder erlaubenden, elastischen Koppelglieder.
Bewährt hat es sich hierbei auch, wenn die aus einem Elastomer oder aus Federstahl gebildete mindestens eine elastische Brücke einstückig gebildet ist und durch Befestigungsmittel palmar an den Mittelhandsegmenten befestigt ist. Durch die Verwendung der vorgenannten Materialien wird insbesondere eine Rückstellkraft der elastischen Brücke erreicht. In Verbindung mit der Anordnung der elastischen Brücke auf der Handfläche – also palmar – wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass ein ausgelenktes Mittelhandsegment wieder in die Ausgangslage rücküberführt werden kann. Als Befestigungsmittel haben sich hierbei insbesondere Nieten, Schrauben oder sonstige aus dem Stand der Technik bekannte Befestigungsmittel bewährt.
In diesem Zusammenhang hat es sich auch als vorteilhaft gezeigt, wenn die elastische Brücke eine rhombische Gestalt aufweist mit einer Materialstärke, die bevorzugt zwischen 0,5 mm und 5,0 mm und besonders bevorzugt bei 1,0 mm liegt. Durch die Wahl der Materialstärke und die rhombische Gestalt der elastischen Brücke kann insbesondere sichergestellt werden, dass die zum Verstellen der Mittelhandsegmente benötigte Kraft umso geringer wird, je weiter außen die Mittelhandsegmente an der elastischen Brücke befestigt sind.
Als besonders günstig hat es sich auch gezeigt, wenn eine Mehrzahl der Mittelhandsegmente zu einer Mittelhandbasis zusammengefasst ist, und wenn mindestens ein Mittelhandsegment an der Mittelhandbasis schwenkbar gelagert ist. Durch die schwenkbare Lagerung mindestens eines Mittelhandsegments an der Mittelhandbasis kann die Mittelhand analog zu den physiologischen Eigenschaften einer natürlichen Hand schöpfkellenartig verformt werden, wodurch die Haptik und die Funktionalität der erfindungsgemäßen Handprothese verbessert werden.
Eine einfache Montage kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass dem mindesten einen Mittelhandsegment, das schwenkbar an der mindestens eine Bolzenaufnahme aufweisenden Mittelhandbasis gelagert ist, eine Bolzendurchführung zur Aufnahme eines Schwenkbolzens zugeordnet ist. Der Schwenkbolzen kann einfach in die Bolzenaufnahme und die Bolzendurchführung eingesetzt werden und verbindet damit das Mittelhandsegment schwenkbar und sicher mit der Mittelhandbasis. Im Rahmen der Erfindung ist es hierbei auch vorgesehen, dass dem Rücken der Mittelhandbasis Anschläge zugeordnet sind, die ein Überstrecken der Mittelhandsegmente in dorsaler Richtung verhindern.
Bewährt hat es sich auch, wenn die Finger ein erstes proximales Fingerglied aufweisen, und wenn die Finger weiterhin aus einem intermedialen Fingerglied und/oder aus einem distalen Fingerglied gebildet sind. Derartig gebildete Finger sind insbesondere in der Lage, Gegenstände unterschiedlichster Form zu ergreifen und die natürlichen Eigenschaften einer natürlichen Hand nachzuahmen. Insbesondere ist es im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, dass der Daumen der künstlichen Hand lediglich aus dem ersten proximalen Fingerglied und aus dem distalen Fingerglied gebildet ist, wohingegen die anderen Finger jeweils aus dem proximalen Fingerglied, dem intermedialen Fingerglied und aus dem distalen Fingerglied gebildet sind. Als ein sehr guter Kompromiss mit einer hohen Funktionalität und einem geringen Gewicht hat es sich auch gezeigt, wenn die Finger allesamt nur aus dem proximalen Fingerglied und dem distalen Fingerglied gebildet sind.
Als vorteilhaft hat es sich auch erweisen, wenn die distalen Fingerglieder passiv an den intermedialen Fingergliedern angebracht sind. Hierdurch wird insbesondere eine Überstreckung der distalen Fingerglieder ermöglicht, was ein Ergreifen auch kleiner Gegenstände vereinfacht.
Als besonders bevorzugt hat es sich auch gezeigt, wenn die Antriebseinheit dem Unterarmadapter zugeordnet ist. Hierdurch wird der Schwerpunkt der Handprothese in Richtung des Unterarmadapters verlagert, wodurch sich der Tragekomfort der erfindungsgemäßen Handprothese merklich verbessert. Durch die Verlagerung der Antriebseinheit in Richtung des Unterarmadapters lassen sich zudem eine höhere Anzahl aktiver Freiheitsgrade und ein verbesserter Hebel realisieren.
Eine einfache Möglichkeit der Verstellung der Finger ist auch dadurch gegeben, dass die Antriebseinheit durch Stellmotoren gebildet ist, die jeweils mittels eines Seilzugs mit den Fingern verbunden sind. Durch den Einsatz der Stellmotoren kann auf einfache und effektive Art und Weise die Beugung der Finger realisiert werden. Hierzu müssen lediglich die einzelnen Stellmotoren angesteuert werden, um die einzelnen Finger zu verstellen. In diesem Zusammenhang hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Steuerung der Antriebseinheit eine myoelektrische Steuerung vorgesehen ist. Somit können die Stellmotoren der Antriebseinheit durch Kontraktion und Relaxation der im Armstumpf oder im Oberarm des Nutzers vorhandenen Muskeln angesteuert werden. In diesem Zusammenhang hat es sich auch als günstig gezeigt, wenn ein mit der Antriebseinheit drahtlos verbundenes mobiles Endgerät zur Datenübertragung – beispielsweise ein Smartphone – vorgesehen ist, das eine Auswahl des gewünschten Griffes ermöglicht. Wählt der Prothesenträger dabei durch das mobile Endgerät den gewünschten Griff aus, so werden die Finger motorisch unterstützt in die jeweilige Grundstellung verstellt. Alternativ kann die Einstellung des gewünschten Griffes auch durch die gesunde Hand des Prothesenträgers manuell erfolgen oder durch Kontraktionsfolgen der Muskeln, die dann durch die myoelektrische Steuerung detektiert werden können. Danach wird durch eine Kontraktion der mit der myoelektrischen Steuerung verbundenen Muskeln der voreingestellte Griff geschlossen oder geöffnet. Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorgesehen, dass ein Stellmotor zur Verstellung einer Mehrzahl von Fingern vorgesehen ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn den Stellmotoren axial verstellbare und in Richtung des Gelenks orientierte Zahnstangen zugeordnet sind, die mit den Seilzügen verbunden sind. Durch den Einsatz der Zahnstangen, die durch die Stellmotoren axial verstellbar sind, kann insbesondere der Grad der Flexion und Extension der Finger eingestellt werden. Durch die Orientierung der Zahnstangen in Richtung des Gelenks wird insbesondere die Funktionssicherheit verbessert, da auch bei einer Verstellung des Gelenks eine geführte Bewegung der Seilzüge erfolgt. Im Rahmen der Erfindung hat es sich hierbei auch bewährt, wenn in dem Gelenk in Bohrungen Gleitlager zur Führung der Seilzüge angeordnet sind. Hierdurch wird die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Prothese erhöht, da hierdurch ein Verschleiß der Seilzüge reduziert wird.
Bewährt hat es sich auch, wenn der Seilzug an dem benachbart zu dem proximalen Fingerglied angeordneten Fingerglied befestigt ist. Somit wird bei einem dreigliedrigen Finger, bei dem der Seilzug an dem intermedialen Fingerglied befestigt ist, bei einem flektierten Finger das distale Fingerglied dorsal verstellt, wodurch auch kleine Gegenstände sicher ergriffen werden können. Bei einem zweigliedrigen Finger wird der Seilzug hingegen an dem distalen Fingerglied befestigt.
Zur Erhöhung der Einsatzfähigkeit der erfindungsgemäßen Handprothese hat es sich auch bewährt, wenn zur Verstellung der proximalen Fingerglieder ein Hilfsantrieb vorgesehen ist. Hierdurch können die proximalen Fingerglieder zusätzlich aktiv verstellt werden. Dies erhöht die Greifmöglichkeit der erfindungsgemäßen Handprothese. So kann hierdurch auch erreicht werden, dass lediglich die intermedialen bzw. distalen Fingerglieder verstellt werden, während die proximalen Fingerglieder extendiert bzw. sogar überstreckt sind. Zudem kann hierdurch auch die Verstellung der Finger in die jeweilige Grundstellung des mittels des mobilen Endgerätes ausgewählten Griffes erfolgen. Weiterhin erfolgt hierdurch also eine kinematische Entkoppelung der Fingerglieder, wodurch eine größere Zahl von Griffmöglichkeiten realisiert wird.
Als vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die Fingergrundgelenke als Scharniergelenke gebildet sind. Hierdurch wird eine Führung der proximalen Fingerglieder gewährleistet, was zu einem verbesserten Greifergebnis führt.
Um die Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Handprothese zu erhöhen, hat es sich auch bewährt, wenn der Daumen schwenkbar an der Mittelhand gelagert ist, vorzugsweise an dem mit dem Gelenk verbundenen Teil der Mittelhand beziehungsweise der Mittelhandbasis. Dadurch wird insbesondere das natürliche Daumengelenk auf einfache Art und Weise nachgebildet und es können nun viele unterschiedliche Griffe realisiert werden. Im Rahmen der Erfindung ist es hierbei auch vorgesehen, dass die Verstellung des Daumens manuell oder motorisch unterstützt erfolgt.
Im Folgenden wird die Erfindung an in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Handprothese,
2.1 eine perspektivische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines künstlichen Fingers,
2.2 eine perspektivische Ansicht von schräg unten auf die erste Ausführungsform des Fingers,
3.1 eine perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Fingers,
3.2 eine perspektivische Ansicht von schräg unten auf die zweite Ausführungsform des Fingers,
4 eine perspektivische Ansicht der Oberseite einer künstlichen Mittelhand,
5 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Mittelhand, und
6 eine perspektivische Ansicht auf die Antriebseinheit.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Handprothese 1 mit einer künstlichen Mittelhand 2. An dem distalen Ende der Mittelhand 2 sind an Fingergrundgelenken 3 künstliche Finger 4 gelagert. Die Finger 4 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils aus zwei Fingergliedern 5 gebildet – einem ersten proximalen Fingerglied 6 und einem distales Fingerglied 7, die über Kopplungselemente 8 miteinander verbunden sind. Die Kopplungselemente 8 sind als Schenkelfedern 9 gebildet, die eine Auslenkung der distalen Fingerglieder 7 außerhalb der durch den flektierten und extendierten Finger 4 aufgespannten Ebene sowie deren Torsion ermöglicht. Zur Flexion und Extension der Finger 4 ist eine Antriebseinheit 10 vorgesehen, die an einem Unterarmadapter 11 angeordnet ist, der über ein Gelenk 12 mit dem proximalen Ende der künstlichen Mittelhand 2 verbunden ist. Über die Handprothese 1 und den Unterarmadapter 11 wird ein in der Zeichnung nicht dargestellter Überzug befestigt, der wiederum an dem Armstumpf des Prothesenträgers befestigt wird. Die Antriebseinheit 10 ist aus mehreren Stellmotoren 13 gebildet, die jeweils mittels eines Seilzugs 14 mit den Fingern 4 verbunden sind. Durch die Betätigung der Stellmotoren 13 werden Zahnstangen 15 verstellt, die mit den einzelnen Fingern 4 durch die Seilzüge 14 verbunden sind. Werden die Zahnstangen 15 von dem Gelenk 12 wegbewegt, so kommt es durch die Seilzüge 14 zur Flexion der mit den Seilzügen 14 verbundenen Fingern 4. Zur Steuerung der Antriebseinheit 10 ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte myoelektrische Steuerung vorgesehen, die durch einen elektrischen Impuls, der durch Muskelkontraktion des Prothesenträgers entsteht, die Stellmotoren 13 steuert. Hierzu sind Elektroden vorgesehen, die mit dem Armstumpf des Prothesenträgers oder mit dessen Oberarm verbunden ist.
Die Mittelhand 2 ist aus einer Mehrzahl von Mittelhandsegmenten 16 gebildet, die durch eine elastische Brücke 17 miteinander verbunden sind. Die Mittelhandsegmente 16 des Mittelfingers 18 und des Ringfingers 19 sind dabei zu einer Mittelhandbasis 20 zusammengefasst, an der die Mittelhandsegmente 16 des kleinen Fingers 21 und des Zeigefingers 22 schwenkbar gelagert sind. Die Fingergrundgelenke 3, die an den einzelnen Mittelhandsegmenten 16 befestigt sind, sind als Scharniergelenke 23 ausgeführt. Der Daumen 24 ist um 90° schwenkbar an der Mittelhand 2 gelagert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind den proximalen Fingergliedern 6 und den Fingergrundgelenken 3 Gliederanschläge 25 zugeordnet, die ein dorsales Überstrecken der distalen Fingerglieder 7 und der proximalen Fingerglieder 6 verhindern. Zudem wird durch die Gliederanschläge 25, die den proximalen Fingergliedern 6 zugeordnet sind, die Auslenkung und die Torsion der distalen Fingerglieder 7 begrenzt.
Wie der in der 2.1 dargestellten Seitenansicht und der in der 2.2 dargestellten perspektivischen Ansicht von schräg unten des Fingers 4 entnommen werden kann, ist das elastische Kopplungselement 8, das zwischen dem proximalen Fingerglied 6 und dem distalen Fingerglied 7 angeordnet ist, als die Schenkelfeder 9 gebildet, die – analog zu der dem Fingergrundgelenk 3 zugeordneten Schenkelfeder 9 als ein Rückstellelement 26 dient. Diese bewirken, dass ein flektierter Finger 4 bei einer Verstellung der Zahnstange 14 extendiert und in seine Ausgangslage rücküberführt wird. Insbesondere sind aus der 2.1 auch die dem proximalen Fingerglied 6 sowie dem Fingergrundgelenk 3 zugeordneten Gliederanschläge 25 zu erkennen, die die Extension des proximalen Fingerglieds 6 und des distalen Fingerglied 7 begrenzen. Der dem Finger 4 zugeordnete Stellmotor 13 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über den Seilzug 14 mit dem distalen Fingerglied 7 verbunden.
3.1 und 3.2 zeigen eine alternative Ausführungsform des Fingers 4. Bei dem hierin gezeigten Finger 4 ist zwischen dem proximalen Fingerglied 6 und dem distalen Fingerglied 7 ein intermediales Fingerglied 27 angebracht. Das distale Fingerglied 8 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel passiv an dem intermedialen Fingerglied 27 angebracht, kann also nicht aktiv durch die Antriebseinheit 10 verstellt werden. Vielmehr ist die Grundstellung des distalen Fingergliedes 8 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine flektierte Stellung. Das heißt, dass das distale Fingerglied 8 relativ zu dem intermedialen Fingerglied 27 gebeugt ist. Beim Ergreifen eines Gegenstandes wird das distale Fingerglied 8 gegen die Kraft der als das Rückstellelement 26 dienenden Schenkelfeder 9 dorsal überstreckt, wodurch insbesondere ein kleiner, fragiler Gegenstand sicher ergriffen werden kann. Zwischen dem intermedialen Fingerglied 27 und dem distalen Fingerglied 7 ist bei dem in den 3.1 und 3.2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Führung 28 ausgebildet, die die Überstreckung des distalen Fingergliedes 7 begrenzt. Auch bei der gezeigten Ausführungsform, ist das elastische Kopplungselement 8, das zwischen dem proximalen Fingerglied 6 und dem intermedialen Fingerglied 27 angeordnet ist, als Schenkelfeder 9 gebildet, die – analog zu der dem Fingergrundgelenk 3 zugeordneten Schenkelfeder 9 auch als Rückstellelement 26 dient.
4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Mittelhand 2, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gebildet ist aus der Mittelhandbasis 20 und den Mittelhandsegmenten 16 des Daumens 24 und des kleinen Fingers 21 sowie des Zeigefinders 22, die an der Mittelhandbasis 20 gegen die elastische Brücke 17 schwenkbar gelagert sind. Zur Realisierung dieser Schwenkung sind Schwenkbolzen 29 vorgesehen, die in Bolzenaufnahmen 30, die in der Mittelhandbasis ausgebildet sind, und in in den Mittelhandsegmenten 16 ausgebildeten Bolzendurchführungen 31 eingesetzt werden können. Zur Begrenzung der Verschwenkung der Mittelhandsegmente 16 des kleinen Fingers 21 und des Zeigefinders 22 in dorsaler Richtung sind an der Mittelhandbasis 20 Anschläge 32 ausgebildet.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Mittelhand 2. Deutlich ist hierbei die Mittelhandbasis 20 zu erkennen, die an dem Gelenk 12 angebracht ist. An der Mitthandbasis 20 sind die Mittelhandsegmente 16 des kleinen Fingers 21 und des Zeigefingers 22 schwenkbar gelagert. Beim Schwenken dieser Mittelhandsegmente 16 in palmarer Richtung wird durch die elastische Brücke 17, die eine rhombische Form aufweist und mit Befestigungsmitteln 33 mit der Mittelhandbasis 20 und den Mittelhandsegmenten 16 des kleinen Fingers 21 und des Zeigefingers 22 verbunden ist, eine Rückstellkraft induziert, die die schwenkbar an der Mittelhandbasis 20 gelagerten Mittelhandsegmente 16 wieder in die Ausgangslage überführt. Durch die Anschläge 32, die an der dorsalen Seite der Mittelhandbasis 20 ausgebildet sind, wird in dorsaler Richtung ein Verschwenken der Mittelhandsegmente 16 über die Mittelhandbasis 20 hinaus verhindert.
6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die durch die Stellmotoren 13 gebildete Antriebseinheit 10, die an dem Unterarmadapter 11 zugeordnet ist. Durch die Stellmotoren 13 können die Zahnstangen 14 axial verstellt werden, die auf das Gelenk 12 hin ausgerichtet sind. Zur Führung der Seilzüge 14 sind in dem Gelenk 12 Bohrungen 34 ausgebildet, in denen Gleitlager 35 eingesetzt sind.
Bezugszeichenliste

1: Handprothese
2: Mittelhand
3: Fingergrundgelenk
4: Finger
5: Fingerglied
6: proximales Fingerglied
7: distales Fingerglied
8: Kopplungselement
9: Schenkelfeder
10: Antriebseinheit
11: Unterarmadapter
12: Gelenk
13: Stellmotor
14: Seilzug
15: Zahnstange
16: Mittelhandsegment
17: elastische Brücke
18: Mittelfinger
19: Ringfinger
20: Mittelhandbasis
21: kleiner Finger
22: Zeigefinger
23: Scharniergelenk
24: Daumen
25: Gliederanschlag
26: Rückstellelement
27: intermediales Fingerglied
28: Führung
29: Schwenkbolzen
30: Bolzenaufnahme
31: Bolzendurchführung
32: Anschlag
33: Befestigungsmittel
34: Bohrung
35: Gleitlager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010053114 A1 [0002, 0002]

Claims

Handprothese mit einer an ihrem proximalen Ende durch ein Gelenk (12) mit einem Unterarmadapter (11) verbundenen künstlichen Mittelhand (2), an deren distalen Ende an Fingergrundgelenken (3) künstliche Finger (4) gelagert sind, deren Fingerglieder (5) jeweils mittels eines Kopplungselements (8) miteinander gekoppelt sind und die zum Flektieren und Extendieren mit einer Antriebseinheit (10) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kopplungselemente (8) aus einem elastischen Material gebildet ist, derart, dass eine Auslenkung der Fingerglieder (5) außerhalb der durch den flektierten Finger (4) und den extendierten Finger (4) aufgespannten Ebene und/oder eine Torsion der distal an den Kopplungselementen (8) angeordneten Fingerglieder (5) ermöglicht ist.
Handprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elastische Kopplungselement (8) aus einer Gruppe entstammt, die Federn, Schenkelfedern (9) und Torsionsfeder sowie aus einem Elastomer gebildete Kugeln und Zylinder beinhaltet.
Handprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Fingergliedern (5) Gliederanschläge (26) zugeordnet sind.
Handprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelhand (2) aus einer Mehrzahl von Mittelhandsegmenten (16) gebildet ist, die durch mindestens eine elastische Brücke (17) miteinander verbunden sind.
Handprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Elastomer oder aus Federstahl gebildete mindestens eine elastische Brücke (17) einstückig gebildet ist und durch Befestigungsmittel (33) palmar an den Mittelhandsegmenten (16) befestigt ist.
Handprothese nach 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Brücke (17) eine rhombische Gestalt aufweist mit einer Materialstärke, die bevorzugt zwischen 0,5 mm und 5,0 mm und besonders bevorzugt bei 1,0 mm liegt.
Handprothese nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Mittelhandsegmente (16) zu einer Mittelhandbasis (20) zusammengefasst sind, und dass mindestens ein Mittelhandsegment (16) an der Mittelhandbasis (20) schwenkbar gelagert ist.
Handprothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindesten einen Mittelhandsegment (16), das schwenkbar an der mindestens eine Bolzenaufnahme (30) aufweisenden Mittelhandbasis (20) gelagert ist, eine Bolzendurchführung (31) zur Aufnahme eines Schwenkbolzens (29) zugeordnet ist.
Handprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Finger (4) ein erstes proximales Fingerglied (6) aufweisen, und dass die Finger (4) weiterhin aus einem intermedialen Fingerglied (27) und aus einem distalen Fingerglied (7) gebildet sind.
Handprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die distalen Fingerglieder (7) passiv an den intermedialen Fingergliedern (27) angebracht sind.
Handprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) dem Unterarmadapter (11) zugeordnet ist.
Handprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) durch Stellmotoren (13) gebildet ist, die jeweils mittels eines Seilzugs (14) mit den Fingern (4) verbunden sind.
Handprothese nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass den Stellmotoren (13) axial verstellbare und in Richtung des Gelenks (12) orientierte Zahnstangen (14) zugeordnet sind, die mit den Seilzügen (14) verbunden sind.
Handprothese nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilzug (14) an dem benachbart zu dem proximalen Fingerglied (6) angeordneten Fingerglied (5) befestigt ist.
Handprothese nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung der proximalen Fingerglieder (6) ein Hilfsantrieb vorgesehen ist.
Handprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fingergrundgelenke (3) als Scharniergelenke (23) gebildet sind.
Handprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Daumen (24) schwenkbar an der Mittelhand (2) gelagert ist.