DE102017005762A1 - finger member - Google Patents
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Abstract
Fingerelement mit einem Grundglied und einem relativ zu dem Grundglied schwenkbaren Fingerglied, wobei das Fingerglied ein Zahnrad aufweist, welches auf einer Welle gelagert ist und in axialer Richtung auf der Antriebsseite mittels eines Kugellagers abgestützt ist.Finger member having a base member and a pivotable relative to the base member finger member, wherein the finger member comprises a gear which is mounted on a shaft and is supported in the axial direction on the drive side by means of a ball bearing.
Description
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Fingerelement nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und einer Handprothese nach dem Oberbegriff des Anspruch 10.The present invention relates to a finger element according to the preamble of
Fingerelemente dienen als Element für den Einsatz als künstliche Einzelfingerprothese oder als Komponente einer künstlichen Hand-, Armprothese, Teilhands- oder Teilarmprothesen.Finger elements serve as an element for use as an artificial single-finger prosthesis or as a component of an artificial hand, arm prosthesis, partial hand or partial arm prostheses.
Es gibt künstliche Fingerelemente, die als integrale Bestandteile von Hand- oder Armprothesen eingesetzt sind. Sie orientieren sich in ihrer Form und ihrer Beweglichkeit an einem Finger. Aus der
Die genannten Systeme umfassen jedoch keine autark angetriebenen Fingerelemente, wobei alle für den Betrieb erforderlichen Stellelemente im Fingerelement enthalten sind. Die Antriebe sind bei diesen Systemen außerhalb der Fingerelemente angeordnet. Sie eignen sich daher konzeptionell nicht für einen Einsatz als Einzelfingerprothese. Auch ein Einsatz als Komponente in einem Prothesen-Baukastensystem wird hierdurch wesentlich eingeschränkt.However, the systems mentioned do not include autonomously driven finger elements, with all the actuating elements required for the operation being contained in the finger element. The drives are arranged outside the finger elements in these systems. They are therefore conceptually not suitable for use as a single finger prosthesis. A use as a component in a prosthetic modular system is thereby significantly limited.
Dagegen offenbaren die
Bei diesen Fingerelementen ist jedoch das Schneckenrad fest mit der Motorwelle verbunden, sodaß bei einer Belastung des Fingerelements hohe Kräfte auf den Motor einwirken können. Ein vorzeitiger Getriebe- oder Motorschaden sowie ein Blockieren des Schneckenantriebes unter Last wird damit begünstigt.In these finger elements, however, the worm wheel is firmly connected to the motor shaft, so that when a load of the finger element high forces can act on the engine. Premature gear or engine damage and blocking of the worm drive under load is promoted.
Konstruktionen wie z. B. in
In der
Mit dem letztgenannten Konzept erhält man zwar eine mechanische Teilentkopplung von Schneckenrad und Motorwelle und damit eine mechanische Entlastung der letztgenannten, allerdings in Verbindung mit zusätzlichen Komponenten und/oder einem größeren Bauvolumen. Letzteres schränkt den Einsatz als Einzelfingerprothese insbesondere für den Ersatz kleinerer Finger aus ästhetischen Gründen wesentlich ein.Although with the latter concept one obtains a mechanical partial decoupling of worm wheel and motor shaft and thus a mechanical relief of the latter, but in conjunction with additional components and / or a larger volume. The latter essentially restricts the use as a single-finger prosthesis, in particular for the replacement of smaller fingers for aesthetic reasons.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fingerelement weiterzubilden, insbesondere den Wirkungsgrad eines Fingerelements zu erhöhen..The object of the present invention is to develop a finger element, in particular to increase the efficiency of a finger element.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Fingerelement nach Anspruch 1. Weitere Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved in particular by a finger element according to
Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch ein Fingerelement mit einem Grundglied und einem relativ zu dem Grundglied schwenkbaren Fingerglied, wobei das Fingerglied ein Zahnrad aufweist, welche auf der Antriebswelle axial bewegbar formschlüssig gelagert sowie axial durch separate Führungen geführt sein kann. Das Zahnrad kann in axialer Richtung auf der Motorseite mittels eines Kugellagers gegen den Antrieb abgestützt werden. Durch die Verwendung des Kugellagers kann die Reibung insbesondere beim Greifvorgang der Fingerprothese zwischen dem Zahnrad und dem Widerlager verringert werden, so daß ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann.The problem is solved in particular by a finger element with a base member and a pivotable relative to the base member finger member, wherein the finger member has a gear which can be axially movably mounted positively on the drive shaft and axially guided by separate guides. The gear can be supported in the axial direction on the motor side by means of a ball bearing against the drive. By using the ball bearing, the friction can be reduced in particular during the gripping operation of the finger prosthesis between the gear and the abutment, so that a higher efficiency can be achieved.
Insbesondere kann sich das Kugellager an einem Element abstützen, das fest relativ zum Fingerglied angeordnet ist. Ein solches Element kann zum Beispiel das Gehäuse des Fingerglieds, das Gehäuse eines Getriebes und/oder das Gehäuse eines Motors, welcher funktionell mit der Welle verbunden ist, sein.In particular, the ball bearing can be supported on an element which is fixedly arranged relative to the finger member. Such an element may be, for example, the housing of the phalanx, the housing of a transmission and / or the housing of a motor which is operatively connected to the shaft.
Insbesondere kann das Kugellager ein Axialkugellager sein. Das Axialkugellager erlaubt insbesondere die Kraftübertragung in Richtung der Rotationsachse: Hierdurch kann das Kugellager zwischen dem Zahnrad und einem zum Beispiel axial zur Welle festen Element, wie dem Getriebegehäuse angeordnet sein und so die Kraft, die von dem Zahnrad auf das Kugellager in axialer Richtung übertragen wird auf das feste Element übertragen werden. In particular, the ball bearing may be an axial ball bearing. In particular, the ball bearing allows the transmission of force in the direction of the axis of rotation: In this way, the ball bearing between the gear and an axially fixed to the shaft member, such as the transmission housing can be arranged and so the force that is transmitted from the gear to the ball bearing in the axial direction be transferred to the solid element.
Es wurde also erkannt, dass gerade bei einer Ausführungsform, in der eine Gewindeschnecke proximal zum Motors und Getriebe axial verschieblich auf einer Antriebswelle angeordnet ist und die Gewindeschnecke oberhalb der Schwenkachse in ein Schneckenrad eingreift, gerade krümmende Bewegungen des Fingerelements die Gewindeschnecke in Richtung des Motors bzw. des Getriebes drücken.It has thus been found that, in particular in an embodiment in which a threaded screw is disposed axially displaceably on a drive shaft proximal to the motor and gear and the threaded screw engages a worm wheel above the pivot axis, straight curving movements of the finger element drive the screw thread in the direction of the motor of the gearbox.
Da diese Bewegungen oftmals mit deutlich mehr Kraft ausgeführt werden müssen, als streckende Bewegungen, kann gerade die Anordnung des Kugellagers zwischen dem Motor bzw. dem Getriebe und der Gewindeschnecke zu einer deutlichen Verringerung der Reibung zwischen der Gewindeschnecke und zum Beispiel dem Getriebegehäuse oder einem anderen Widerlager führen. Auch ist die motor- oder antriebsseitige Anordnung eines Kugellagers gegenüber der motor- oder antriebsabgewandten Anordnung den Vorteil, dass gerade bei kraftaufwendigen Bewegungen die Reibung reduziert wird und nicht bei Bewegungen, die nur wenig Kraft benötigen und bei denen die Gewindeschnecke vom Motor weg gedrückt wird. Dies ist zum Beispiel bei streckenden Bewegungen der Fall.Since these movements often have to be performed with significantly more force than stretching movements, just the arrangement of the ball bearing between the engine and the gear and the screw to a significant reduction in friction between the screw and, for example, the gear housing or other abutment to lead. Also, the motor or drive-side arrangement of a ball bearing with respect to the motor or drive away arrangement has the advantage that friction is reduced especially in forceful movements and not in movements that require little power and in which the screw is pushed away from the engine. This is the case, for example, with stretching movements.
Eine Anordung eines Gleitlagers auf der motorabgewandten Seite des Zahnrads, insbesondere der auf der Welle axial verschieblichen Gewindeschnecke, kann zu einem verringerten axialen Spiel der Gewindeschnecke führen und so zu einer kontrollierteren Bewegung des Fingerelements.An arrangement of a plain bearing on the motor side facing away from the gear, in particular the axially displaceable on the shaft screw, can lead to a reduced axial play of the screw and so to a more controlled movement of the finger element.
Die Welle kann mit einer Ausgangswelle eines Motors insbesondere eines Elektromotors funktionell verbunden sein. Der Motor kann dabei so angerordnet sein, daß durch den Motor eine Schwenkbewegung des Fingerglieds gegenüber dem Grundglied der Fingerprothese bewirkt werden kann.The shaft may be operatively connected to an output shaft of a motor, in particular an electric motor. The motor can be arranged so that a pivoting movement of the finger member relative to the base member of the finger prosthesis can be effected by the motor.
Das Zahnrad kann eine Gewindeschnecke sein.The gear may be a threaded screw.
Das Zahnrad kann rotationsfest mit der Welle verbunden sein. Weiter kann das Zahnrad axial verschieblich auf der Welle angeordnet sein, wobei die axiale Bewegung des Zahnrads nicht durch die Welle sondern zum Beispiel durch das axial verschiebliche Element und/oder das Kugellager gehemmt werden kann.The gear can be rotationally fixed to the shaft. Further, the gear can be arranged axially displaceable on the shaft, wherein the axial movement of the gear can not be inhibited by the shaft but for example by the axially displaceable element and / or the ball bearing.
Auch wird die Aufgabe gelöst durch eine Handprothese umfassend ein solches Fingerelement.The object is also achieved by a hand prosthesis comprising such a finger element.
Figurenlistelist of figures
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt
-
1a ein Grundglied von der Seite, -
1b das Grundglied von einer weiteren Perspektive -
1c das Grundglied aus einer dritten Perspektive, -
1d das Grundglied aus einer vierten Perspektive -
2 ein Fingerelement von unten, -
3 das Fingerelement von der Seite, -
4 das Fingerelement in einer teilweisen Schnittansicht, -
5 das Fingerelement von oben, -
6 das Grundglied mit einem Teil des Fingerelement in einer Schnittansicht, -
7 das Fingerelement von vorne, -
8 das Fingerelement von hinten, -
9 das Fingerelement von vorne mit abgeknickten Fingerglied, -
10 das Fingerelement von unten mit abgeknickten Fingerglied, -
11 das Fingerelement von der Seite mit abgeknickten Fingerglied, -
12 das Fingerelement mit dem Grundglied in einer teilweisen Schnittansicht, -
13 das Fingerelement von hinten, -
14 das Fingerelement von oben, -
15 das Grundglied mit einem Teil des Fingerglieds in der Schnittansicht, -
16 zeigt eine Motor-, Antriebswelle-, Gewindeschneckenanordnung des Fingerelements in einer Explosionsdarstellung, -
17 zeigt ein Gelenk zwischen Grundglied und dem ersten Fingerglied in einer Explosionsdarstellung, -
18 zeigt ein Fingerelement mit einem Stecker, -
19 zeigtdas Fingerelement aus 18 aus einer anderen Perspektive, -
19 zeigtdas Fingerelement aus 18 aus einer weiteren Perspektive.
-
1a a basic link from the side, -
1b the basic element from another perspective -
1c the basic element from a third perspective, -
1d the basic element from a fourth perspective -
2 a finger element from below, -
3 the finger element from the side, -
4 the finger element in a partial sectional view, -
5 the finger element from above, -
6 the base member with a part of the finger element in a sectional view, -
7 the finger element from the front, -
8th the finger element from behind, -
9 the finger element from the front with kinked phalanx, -
10 the finger element from below with kinked phalanx, -
11 the finger element from the side with kinked phalanx, -
12 the finger element with the base member in a partial sectional view, -
13 the finger element from behind, -
14 the finger element from above, -
15 the basic member with a part of the phalanx in the sectional view, -
16 shows an engine, drive shaft, threaded screw arrangement of the finger element in an exploded view, -
17 shows a joint between the base member and the first phalanx in an exploded view, -
18 shows a finger element with a plug, -
19 shows thefinger element 18 from a different perspective, -
19 shows thefinger element 18 from another perspective.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
Das Befestigungsmittel kann dabei als ein Sockel ausgebildet sein, welcher ein inneres Volumen definiert und zum Beispiel in proximale Richtung und in seitlicher Richtung eine Öffnung aufweist. Die hintere Wand
Das Grundglied
Das proximale Ende
Des Weiteren zeigt
Das Axialkugellager
In der anderen Richtung ist die Gewindeschnecke
Das Fingerglied
Obwohl die obere Wand
Der Antriebsmotor
Auf der Antriebswelle
Die Antriebswelle
Um den ersten Abschnitt
Das Axialkugellager
Zwischen den beiden Lagerschalen
Die Kugeln
Die Gewindeschnecke
Die Gewindeschnecke
Die Gewindeschnecke
Ein Schneckenrad
Auch kann eine Ebene, welche auf der Schwenkachse
Wird nun die Antriebsachse
Das Fingergliedgehäuse
Auf dem Stift
Angeordnet an dem Grundglied
Der Stecker
In das Volumen
Das Volumen
Die Steckkontakte
Der Steckerbefestigung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Grundgliedphalanx
- 22
- Fingerelementfinger member
- 33
- rechte Wandright wall
- 44
- obere Wandupper wall
- 55
- linke Wandleft wall
- 66
- hintere Wandrear wall
- 77
- Volumenvolume
- 88th
- erste Achsenaufnahmefirst axis shot
- 99
- Fingergliedphalanx
- 1010
- zweite Achsenaufnahmesecond axis recording
- 1111
- Befestigungsmittelfastener
- 1212
- FingerspitzengliedFinger tip member
- 1313
- proximales Ende des Fingergliedsproximal end of the phalanx
- 1414
- distales Ende des Fingergliedsdistal end of the phalange
- 1515
- proximales Ende des Fingerspitzengliedsproximal end of the fingertip link
- 1616
- Federfeather
- 16'16 '
- Federfeather
- 1717
- Steckerplug
- 1818
- Steckkontaktplug contact
- 18'18 '
- Steckkontaktplug contact
- 1919
- Hauptachsemain axis
- 2020
- Schneckenradworm
- 2121
- Achseaxis
- 2222
- Schraubescrew
- 2323
- Gewindeschneckethreaded screw
- 2424
- Wellewave
- 2525
- AxialkugellagerAxialkugellager
- 2626
- Lagerschalebearing shell
- 2727
- zweite Lagerschalesecond bearing shell
- 2828
- Kugel des KugellagersBall of the ball bearing
- 2929
- Kugelhalterungball mount
- 3030
- Getriebegehäusegearbox
- 3131
- Schraubescrew
- 3232
- GewindeschneckengehäuseThreaded screw housing
- 3333
- Aussparungrecess
- 3434
- Antriebsmotordrive motor
- 3535
- erster Abschnitt der Antriebswellefirst section of the drive shaft
- 3636
- Stirnseite des GetriebegehäusesFront side of the gearbox housing
- 3737
- zweiter Abschnitt der Antriebswellesecond section of the drive shaft
- 3838
- Beilagscheibewasher
- 3939
- erste Laufflächefirst tread
- 4040
- zweite Laufflächesecond tread
- 4141
- innere Erhöhunginner increase
- 4242
- äußere Erhöhungouter elevation
- 4343
- äußere Erhöhungouter elevation
- 4444
- innere Erhöhunginner increase
- 4545
- Aussparungrecess
- 4646
- Hauptachse der AntriebswelleMain axis of the drive shaft
- 4747
- Hauptachse des GewindesMain axis of thread
- 4848
- Abstützungsupport
- 4949
- Stirnseite der GewindeschneckeFront side of the screw
- 5050
- Schwenkachseswivel axis
- 5151
- FingergliedgehäusePhalanx housing
- 5252
- Öffnungopening
- 5353
- Halterungbracket
- 5454
- Halterungbracket
- 5555
- Öffnungopening
- 5656
- Öffnungopening
- 5757
- Distanzstückspacer
- 5858
- Distanzstückspacer
- 5959
- Stiftpen
- 6060
- Schraubescrew
- 62 62
- Steckerbefestigungplug fitting
- 6363
- Befestigungsmittelfastener
- 6464
- Befestigungsmittelfastener
- 6565
- Öffnungopening
- 6666
- Öffnungopening
- 6767
- Sockelbase
- 6868
- Seitenwändeside walls
- 6969
- Volumenvolume
- 7070
- Stufestep
- 7171
- Steckerbuchsesocket
- 7272
- obere Wandupper wall
- 7373
- rechte Wandright wall
- 7474
- linke Wandleft wall
- 7575
- Steckervolumenplug volume
- 7676
- Öffnungopening
- 7777
- elektrische Steckverbindungelectrical plug connection
- 7878
- Ausgangsleitungoutput line
- 78'78 '
- Ausgangsleitungoutput line
- 7979
- Öffnungopening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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