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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Fingerelement nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und einer Hand- oder Armprothese nach dem Oberbegriff nach Anspruch 10.
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Fingerelemente werden im Allgemeinen verwendet um einen oder mehrere menschliche Finger zu ersetzen. So werden Fingerelemente als Prothesen eingesetzt, wenn ein Patient einen Finger oder eine Hand etc. verloren hat.
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Es sind Fingerelemente bekannt, die in sich starr ausgebildet sind. Weiter sind Fingerelemente zum Beispiel aus
DE 10 2008 056 520 A1 bekannt, welche zwei Fingerglieder und ein Grundglied aufweisen, wobei das erste Fingerglied schwenkbar an dem Grundglied angeordnet ist und das zweite Fingerglied schwenkbar am ersten Fingerglied angeordnet ist.
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Dabei umfaßt das erste Fingerglied einen Motor, um das erste Fingerglied gegenüber dem Grundglied zu verschwenken.
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DE 10 2013 007 539 A1 zeigt einen künstlichen Finger für Prothetik und Greiftechnik mit einer Basis, einem an der Basis gelenkig gelagerten ersten Fingerglied und zumindest einem gelenkig an dem ersten Fingerglied gelagerten Folgeglied sowie einem Antrieb zum Verstellen des Folgegliedes relativ zu dem ersten Fingerglied und des ersten Fingergliedes zur der Basis, wobei zumindest ein Rückstellelement für die Rückstellung des ersten Fingergliedes und des Folgegliedes vorgesehen ist und das erste Fingerglied mit einer von dem Folgeglied abweichenden Rückstellkraft beaufschlagt ist. Dabei ist ein Anschlag beschrieben, der die Bewegung des ersten Fingerglieds begrenzt.
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DE 10 2013 111 161 B4 zeigt 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 Kopplungselementes miteinander gekoppelt sind und die zum Flektieren und Ex tendieren mit einer Antriebseinheit verbunden sind, wobei ein Daumen aus einem proximalen Fingerglied und einem distalen Fingerglied gebildet ist, wohingegen die anderen Finger jeweils aus dem proximalen Fingerglied, einem intermedialen Fingerglied und aus dem distalen Fingerglied gebildet sind, wobei mindestens eines der Kopplungselemente aus einem elastischen Material gebildet ist, derart, dass eine Auslenkung der Fingerglieder außerhalb der durch den flektierten Finger und dem extendierten Finger aufgespannten Ebene und/oder eine Torsion der distal an den Kopplungselementen angeordneten Fingerglieder ermöglicht ist, wobei das distale Fingerglied passiv an dem intermedialen Fingerglied angebracht ist und eine flektierte Grundstellung aufweist, und dass zwischen dem intermedialen Fingerglied und dem distalen Fingerglied ein Rückstellelement angeordnet ist durch das beim Ergreifen eines Gegenstands das distale Fingerglied gegen die Kraft des Rückstellelements dorsal überstrecktbar ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fingerelement weiterzubilden, insbesondere ein Fingerelement bereitzustellen, dass zuverlässiger ausgestaltet ist.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Fingerglied nach Anspruch 1. Weitere Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Fingerelement umfassend ein Grundglied, ein erstes Fingerglied und ein zweites Fingerglied, wobei das erste Fingerglied schwenkbar um eine erste Schwenkachse mit dem Grundglied verbunden ist und das zweite Fingerglied schwenkbar um eine zweite Schwenkachse mit dem ersten Fingerglied verbunden ist und die zweite Schwenkachse mit der Schwenkbewegung um die erste Schwenkachse verschwenkt wird. Das Grundglied weist ein Positionierelement auf, das die Endposition der Bewegung des zweiten Fingerglieds um die zweite Schwenkachse mechanisch in Abhängigkeit von der Position des ersten Fingerglieds relativ zum Grundglied begrenzt.
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Durch den mechanischen Anschlag der Bewegung des zweiten Fingerglieds in Abhängigkeit von der Position des ersten Fingerglieds können verschiedene Endpositionen festgelegt werden, um zum Beispiel verschiedene Griffe ausführen zu können, ohne dass zum Beispiel elektronische Sensoren verwendet werden müssen.
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Bevorzugt ist das Fingerelement ein Daumenelement. Weiter bevorzugt ist die erste Schwenkachse relativ zur zweiten Schwenkachse so angeordnet, daß eine erste Ebene, die senkrecht zur ersten Schwenkachse steht, senkrecht auf einer zweiten Ebene steht, die senkrecht zur zweiten Schwenkachse angeordnet ist. Eine solche Achsenanordnung ist in der Lage die Bewegungen eines natürlichen Daumens nachzubilden.
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Das Grundglied, das erste Fingerglied und das zweite Fingerglied können in sich starr ausgebildet sein oder aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Teilgliedern bestehen. Auch können die Glieder zumindest teilweise elastisch ausgebildet sein.
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Es wurde also erkannt, daß es von Vorteil sein kann, die Extrempositionen des zweiten Fingerglieds in Abhängigkeit von der Position des ersten Fingerglieds relativ zum Grundglied festzulegen und so zum Beispiel eine andere Extremposition der Fingerspitze bei einem Lateralgriff im Gegensatz zu einem Pinzettengriff zu ermöglichen.
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Bevorzugt ist die Extremposition die Extremposition des zweiten Fingerglieds in der Bewegung um die zweite Schwenkachse, insbesondere ist diese Extremposition eine Position, bei der das Fingerelement gekrümmt ist, insbesondere eine Position, bei der das zweite Fingerglied besonders nach zu dem Grundglied positioniert ist.
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Das erste Fingerglied kann an einer proximalen Seite mit einer distalen Seite des Grundglieds verbunden sein und das distale Ende des ersten Fingerelements kann mit dem proximalen Ende des zweiten Fingerelements verbunden sein.
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Bevorzugt wird die Schwenkbewegung um die zweite Schwenkachse motorisch angetrieben, die Schwenkbewegung um die erste Schwenkachse manuell. Der Motor kann sich dabei in dem zweiten Fingerglied befinden.
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Bevorzugt umfaßt das Positionierelement ein Anschlagselement, welches einen mechanischen Anschlag für das zweite Fingerglied bildet. So kann zum Beispiel auf elektrische Sensoren verzichtet werden, die eine Extremposition detektieren und den Motor entsprechend steuern.
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Der Anschlag kann zumindest durch Teile der äußeren Kontur des Anschlagselements gebildet werden. So kann in bestimmten Positionen des ersten Fingerglieds das Anschlagelement einen Anschlag für die Bewegung des zweiten Fingerglieds darstellen, wobei in einer anderen Position des ersten Fingerglieds die Bewegung des zweiten Fingerglieds nicht durch das Anschlagselement begrenzt wird. Auch kann der Anschlag durch das Anschlagelement in Abhängigkeit von der Position des ersten Fingerglied in verschiedenen Abständen zur ersten Schenkachse angeordnet sein.
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Dies könnte zum Beispiel realisiert werden indem das Anschlagselement insbesondere die äußere Kontur des Anschlagselements rotationsasymmetrisch bezüglich der ersten Schwenkachse ist.
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Bevorzugt ist das Anschlagselement lösbar mit dem Grundglied verbunden. So können die Anschlagselemente bei Verschleiß ausgetauscht werden und/oder es können unterschiedliche Anschlagselemente je nach Verwendung der Prothese an dem Grundglied angeordnet werden.
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Insbesondere kann die erste Schwenkachse senkrecht auf der zweiten Schwenkachse stehen und so die natürliche Bewegung des Daumens weiter nachbilden.
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Das Anschlagselementkann an der äußeren Kontur eine Kontaktfläche aufweist, welche als mechanischer Anschlag der für die Bewegung des zweiten Fingerglieds um die zweite Schwenkachse dient, wenn das erste Fingerglied sich in einer ersten Position befindet, wobei die Bewegung des zweiten Fingerglieds nicht durch das Anschlagselement gehemmt wird, wenn sich das erste Fingerglied in einer zweiten Position befindet. So kann zum Beispiel ohne Sensoren die Extremposition des zweiten Fingerglieds eingeschränkt werden, und so ein bestimmter Griff, wie zum Beispiel ein Pinzettengriff realisiert werden.
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Insbesondere kann die äußere Kontur benachbart zur Kontaktfläche eine Begrenzung, insbesondere einen Vorsprung, aufweisen, welche die Bewegung des zweiten Fingerglieds entlang der äußeren Kontur hemmt. So kann zum Beispiel verhindert werden, daß das zweite Fingerglied um die erste Schwenkachse geschwenkt wird aufgrund der Kraft, mit welcher der Motor das zweite Fingerglied gegen das Anschlagelement drückt.
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Figurenliste
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt
- 1 ein Anschlagselement von oben,
- 2 das Anschlagselement von der Seite,
- 3 ein Fingerelement von unten,
- 4 das Fingerelement von der Seite,
- 5 das Fingerelement von der Seite in einer teilweisen Schnittansicht
- 6 das Fingerelement von unten,
- 7 eine vergrößerte Darstellung des Schnitts aus 5,
- 8 das Fingerelement von vorne,
- 9 das Fingerelement von hinten,
- 10 das Fingerelement in einer gekrümmten Position von unten,
- 11 das Fingerelement von oben,
- 12 das Fingerelement von vorne,
- 13 das Fingerelement von der Seite,
- 14 das Fingerelement von der Seite in einer Schnittdarstellung,
- 15 das Fingerelement von hinten
- 16 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts des Fingerelements aus 14,
- 17 das Fingerelement in einer anderen Position von unten
- 18 das Fingerelement aus 17 von schräg vorne,
- 19 das Fingerelement aus 17 von schräg hinten,
- 20 das Fingerelement aus 17 in einer zweiten Position,
- 21 das Fingerelement von schräg oben,
- 22 das Fingerelement von unten,
- 23 das Fingerelement in einer dritten Position,
- 24 das Fingerelement von der Seite,
- 25 das Fingerelement von hinten,
- 26 das Fingerelement in einer vierten Position,
- 27 das Fingerelement von der Seite,
- 28 das Fingerelement von unten.
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1 zeigt ein Anschlagselement 1 umfassend eine äußere Kontur 2, eine innere Kontur 3, ein erstes Befestigungselement 4, ein zweites Befestigungselement 5 zur Befestigung des Anschlagselements 1 an einem Grundglied 8. Das Anschlagelement 1 ist dabei flächig ausgebildet, wie auch in der Seitenansicht des Anschlagelements 1 in 2 zu sehen ist.
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Die äußere Kontur 2 legt dabei zumindest teilweise die Endpositionen, im Weiteren auch Extrempositionen genannt, eines zweiten Fingerglieds 6 fest.
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Insbesondere weist die äußere Kontur 2 eine Kontaktfläche 18 auf, zum Anschlag des zweiten Fingerglieds 6 and dem Anschlagselement 1. In dieser Ausführungsform kann die äußere Kontur 2 des Anschlagselements 1 so ausgeformt sein, dass das zweite Fingerglied 6 nur an der Kontaktfläche 18 und an einer zur Kontaktfläche 18 benachbarten Begrenzung 19 mit dem Anschlagselement in Kontakt kommt. So kann die Bewegung des zweiten Fingerglieds 6 nur in einer bestimmten Position eines ersten Fingerglieds durch das Anschlagselement begrenzt werden, wobei in den anderen Positionen die Bewegung des zweiten Fingerglieds 6 durch andere Elemente, wie das Gelenk selbst oder einen das Fingerglied bewegenden Motor, begrenzt wird.
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Die Kontaktfläche 18 kann dabei so positioniert sein, daß das erste Fingerglied 9 in eine Extremposition verfahren worden sein muß, damit das zweite Fingerglied 6 mit dem Anschlagselement 1 in Kontakt gebracht werden kann und so die Bewegung des zweiten Fingerglieds 6 beschränkt wird.
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Durch die Begrenzung 19, die hier als Vorsprung ausgebildet ist, kann die Bewegung des zweiten Fingerglieds 6 entlang der äußeren Kontur 2 verhindert werden und so verhindert werden, daß das erste Fingerglied 9 durch die motorische Kraft, mit welcher das zweite Fingerglied 6 gegen das Anschlagselement 1 gedrückt wird, um die erste Schwenkachse 10 geschwenkt wird.
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3 zeigt ein Fingerelement 7, umfassend ein Grundglied 8, ein erstes Fingerglied 9 und ein zweites Fingerglied 6. Das erste Fingerglied 9 ist dabei schwenkbar um die erste Schwenkachse 10 relativ zum Grundglied 8 am Grundglied 8 angeordnet. Das zweite Fingerglied 6 ist schwenkbar um die zweite Schwenkachse 11 relativ zum ersten Fingerglied 9 am ersten Fingerglied 9 angeordnet. Die erste Schwenkachse 10 und die zweite Schwenkachse 11 sind dabei zueinander so angeordnet, daß eine erste Ebene, die senkrecht auf der ersten Schwenkachse 10 steht zu einer zweiten Ebene senkrecht ist, wobei die zweite Ebene senkrecht auf der zweiten Schwenkachse 11 steht.
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Ein Positionierelement 12 umfassend das Anschlagselement 1, eine erste Schraube 13 und eine zweite Schraube 14 ist lösbar mit dem Grundglied 8 verbunden. Die erste Schraube 13 ist dabei durch das erste Befestigungselement 4 geführt, die zweite Schraube 14 ist durch das zweite Befestigungselement 5 geführt. Die äußere Kontur 2 des Anschlagelements 1 ist dabei unterhalb der zweiten Schwenkachse 11 angeordnet und in Richtung distal orientiert. Die äußere Kontur 2 kann dabei unsymmetrisch relativ zur ersten Schwenkachse 10 und/oder relativ zur Hauptachse 15 des Fingerelements 7 ausgebildet sein.
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4 zeigt das Fingerelement 7 von der Seite.
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5 zeigt das Fingerelement 7 zum Teil in einer Schnittansicht. Dabei kann eine Gewindeschnecke 16 welches durch einen Motor, insbesondere einen Elektromotor angetrieben werden kann, in einem Teilschneckenrad 17 kämmen. Der Motor kann insbesondere in dem zweiten Fingerglied 6 angeordnet sein. Das Teilschneckenrad 17 ist dabei fest relativ zum ersten Fingerglied 9 angeordnet. Um die erste Schwenkachse 10 ist das Anschlagselement 1 angeordnet.
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6 zeigt das Fingerelement 7 von oben.
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7 zeigt einen Ausschnitt aus 5 in vergrößerte Darstellung.
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8 zeigt das Fingerelement 7 von vorne, 9 zeigt das Fingerelement 7 von hinten.
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10 zeigt das Fingerelement 7 von unten, wobei das zweite Fingerglied 6 gegenüber dem ersten Fingerglied 9 gebeugt ist. Das zweite Fingerglied 6 stößt dabei an die äußere Kontur 2 des Anschlagselements 1 und erreicht somit in diese Richtung, also in Richtung proximal seine Extremposition.
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11 zeigt das Fingerelement 7 von oben.
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12 zeigt das Fingerelement 7 von vorne.
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13 zeigt das Fingerelement 7 von der Seite.
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14 zeigt das Fingerelement 7 zum Teil in einer Schnittansicht.
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15 zeigt das Fingerelement 7 von hinten.
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16 zeigt einen Ausschnitt des Fingerelements 7, wobei das zweite Fingerglied 6 nicht an das Anschlagselement 1 anschlägt, sondern der Anschlag zum Beispiel durch das Schwenkgelenk selbst und/oder den Motor realisiert wird.
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17 zeigt das Fingerelement 7, wobei das erste Fingerglied 9 gegenüber dem Grundglied 8 in einer ersten Extremposition gebracht worden ist. Ein Steg 20, der am proximalen Ende des zweiten Fingerglied 6 angeordnet ist, befindet sich dabei oberhalb der Kontaktfläche 18, so daß im Falle, daß das zweite Fingerelement 6 nach unten geschwenkt wird, der Steg 20 seitlich von der Begrenzung 20 am der Kontaktfläche 18 zum Anschlag kommt.
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18 zeigt das Fingerelement 7 in der Position aus 17 aus der Perspektive von vorne seitlich.
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19 zeigt das Fingerelement 7 in der Position aus 17 von seitlich hinten.
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22 zeigt das Fingerelement 7, wobei das erste Fingerglied 9 in derselben Position wie in 17 ist und das zweite Fingerglied 6 in Richtung Grundglied 8 verschwenkt wurde. Dabei kommt der Steg 20, welcher fest an dem zweiten Fingerglied 6 angeordnet sein kann, an der Kontaktfläche 18 des Anschlagselements 2 zu liegen. Der Steg 20 wird dabei in der Bewegung um die erste Schwenkachse auf der einen Seite durch den Anschlag zum Beispiel im Gelenk und/oder dem Motor begrenzt und auf der anderen Seite durch die Begrenzung 19.
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20 und 21 zeigen das Fingerelement 7 aus anderen Perspektiven, wobei das Fingerelement 7 auch hier in der Position aus 22 ist.
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23 zeigt das Fingerelement 7, wobei das zweite Fingerglied 6 gegenüber dem ersten Fingerglied 9 gestreckt ist und das erste Fingerglied in eine weitere Extremposition verfahren ist. Der Steg 20 ist dabei entfernt von der Kontaktfläche 18.
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Die 24 und 25 zeigen das Fingerelement 7 in der selben Position wie in 23, jedoch ist die Ansicht aus verschiedenen Perspektiven.
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28 zeigt das Fingerelement 7 in einer Position, in der die Position des ersten Fingerglieds 9 der von 23 entspricht und das zweite Fingerglied 6 dem Grundglied 8 entgegen gebeugt ist. Das zweite Fingerglied 6 kommt dabei auch, wenn es um die zweite Schwenkachse in eine Extremposition verschwenkt wird nicht in Kontakt mit dem Anschlagsmittel 2.
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26 und 27 zeigen dies aus einer anderen Perspektive.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anschlagselement,
- 2
- äußere Kontur des Anschlagselements
- 3
- innere Kontur des Anschlagselements
- 4
- erstes Befestigungselement
- 5
- zweites Befestigungselement
- 6
- zweites Fingerglied
- 7
- Fingerelement
- 8
- Grundglied
- 9
- erstes Fingerglied
- 10
- erste Schwenkachse
- 11
- zweite Schwenkachse
- 12
- Positionierelement
- 13
- erste Schraube
- 14
- zweite Schraube
- 15
- Hauptachse des Fingerelements
- 16
- Gewindeschnecke
- 17
- Teilschneckenrad
- 18
- Kontaktfläche
- 19
- Begrenzung
- 20
- Steg
