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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung befaßt sich mit einer Energieversorgung für eine Prothese nach dem Oberbegriff des ersten Hauptanspruchs und mit einer Prothese umfassend eine solche Energieversorgung, sowie einem Verfahren zum Laden eines Energiespeichers.
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Hintergrund der Erfindung
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Prothesen können verwendet werden, um Gliedmaßen insbesondere menschliche Gliedmaßen zu unterstützen oder zu ersetzen. Dazu können Prothesen, wie Exoprothesen und/oder Orthesen in sich beweglich ausgestaltet sein. In modernen Prothesen können elektrische Aktoren vorhanden sein, um beispielsweise Glieder der Prothese zu bewegen oder um passive Elemente, wie beispielsweise Dämpfungselemente, in ihren Eigenschaften zu beeinflussen. Die von diesen Aktoren benötigte elektrische Energie kann in einem oder mehreren Energiespeichern gespeichert werden. Um die nötige Energie bereitstellen zu können, werden die Energiespeicher von ener weiteren Energiequelle mit Energie versorgt also aufgeladen. Dazu kann der Energiespeicher mit einer Ladevorrichtung verbunden werden, welche sich innerhalb oder auserhalb der Prothesebefindet oder sich sowohl innerhalb als auch ausserhalbder Prothese befindet.
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EP 2 129 340 B1 befasst sich mit einer Exoprothese mit einem elektrischen Energiespeicher. Die Prothese weist eine Induktionsspule, eine mit der Induktionsspule und dem Energiespeicher elektrisch verbundene Ladungsschaltung zum Laden des Energiespeichers aufgrund von einem in der Induktionsspule induzierten elektrischen Stroms auf.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Energieversorgung für eine Prothese, eine Prothese und ein Verfahren zum Laden eines Energiespeichers einer Prothese bereitzustellen, die den Stand der Technik weiterbilden.
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Eine weitere Aufgabe kann es sein, eine Energieversorgung für eine Prothese bereitzustellen, die durch eine Energiequell mit geringer Ladespannung aufgeladen werden kann, sowie eine entsprechende Prothese und ein Verfahren zum Laden des Energiespeichers.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Energieversorgung nach Anspruch 1, eine Prothese nach Anspruch 11 und ein Verfahren zum Laden eines Energiespeichers nach Anspruch 13.
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Besondere Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Energieversorgung für eine Prothese umfassend zumindest einen ersten und einen zweiten Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie, wobei in einem Lademodus zum Laden des zumindest ersten Energiespeichers der erste Energiespeicher mit dem zweiten Energiespeicher in einer ersten Weise elektrisch verbunden ist und in einem Arbeitsmodus, zur Abgabe der elektrischen Energie von dem ersten Energiespeicher an einen Verbraucher, der erste Energiespeicher mit dem zweiten Energiespeicher in einer zweiten Weise elektrisch verbunden ist, wobei sich die erste Verschaltungsweise von der zweiten Verschaltungsweise unterscheidet.
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Eine solche Prothese kann dabei eine Exoprothese oder eine Orthese sein. Bevorzugt ist eine solche Prothese eine Arm-, Hand-, Partialhand- oder Fingerprothese oder eine Arm-, Hand- oder Fingerorthese. So kann es sich um eine Prothese handeln, mit aktiv bewegbaren Fingern und/oder bewegbaren Handgelenk. Insbesondere können dabei die Verbraucher in der Mittelhand oder in den Fingern der Prothese angeordnet sein.
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Die Verbraucher können hier Elektromotoren sein, aber auch Steuer- und Regelungseinheiten und/oderEinheiten zur Darstellung, wie Bildschirme und LEDs etc.
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Einer oder mehrere Finger können, schwenkbar an einer Handgrundfläche angeordnet sein und durch den Elektromotor um die Schwenkachse bewegt werden. Dabei kann je ein oder mehrere Motoren je einem Finger zugeordnet sein. Es können auch ein Motor mit mehreren Fingern verbunden sein.
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Der eine Motor oder die Motoren können dabei in den Fingern angeordnet sein und über ein Getriebe, wie ein Schneckengetriebe, die Finger gegenüber der Handgrundfläche bewegen.
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Die Finger können ein oder mehrere Gelenke aufweisen, welche paralelle oder versetzte Rotationsachsen aufweisen.
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Die Energieversorgung kann also aus zumindest einem ersten und einem zweiten Energiespeicher bestehen, welche bevorzugt in oder an der Prothese angeordnet sind. Es können also auch mehr als zwei Energiespeicher mit den Verbrauchern verbunden sein. Dabei kann einer der beiden Energiespeicher, mehrere Energiespeicher oder alle Energiespeicher aus nur einem einzelnen oder aus mehreren Energiespeichereinheiten bestehen. So können mehrere Energiespeichereinheiten fest oder veränderlich miteinander elektrisch verschaltet sein und so einen Energiespeicher bilden.
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Der erste und der zweite Energiespeicher können dabei wieder aufladbare, elektrische Energiespeicher sein.
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Es wurde also erkannt, dass die Anforderungen an die Energiespeicher sich während des Lademodus vonden Anforderungen, die an die Energiespeicher während des Arbeitsmodus gestellt sind unterscheiden. Um diese unterschiedlichen Anforderungen erfüllen zu können, kann es zum Beispiel zweckmäßig sein, die Verschaltungsweise zwischen den Energiespeichern bei dem Wechsel zwischen dem Lademodus und dem Arbeitsmodus zu verändern.
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Unter Verschaltungsweise kann hier verstanden werden, ob die elektrischen Aus- oder Eingänge des einen Energiespeichers mit den elektrischen Aus- und/oder Eingängen des anderen Energiespeichers elektrisch verbunden sind und ob zum Beispiel der elektrisch negative Ausgang des ersten Energiespeichers mit dem elektrisch positiven Ausgang des zweiten Energiespeichers verbunden ist oder mit dem elektrisch negativen Ausgang des zweiten Energiespeichers elektrisch verbunden ist.
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Der elektrisch negative Ausgang eines Energiespeichers kann der elektrisch negative Eingang des Energiespeichers sein und/oder auch der elektrische Pol des Energiespeichers sein.
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Der elektrisch positive Ausgang eines Energiespeichers kann der elektrisch positive Eingang des Energiespeichers sein und/oder der elektrisch positive Pol des Energiespeichers.
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Im Arbeitsmodus kann der erste Energiespeicher mit dem zweiten Energiespeicher in Reihe geschaltet sein. So kann der elektrisch negative Eingang des ersten Energiespeichers mit dem elektrisch positiven Eingang des zweiten Energiespeichers elektrisch verbunden sein und der elektrisch positive Ausgang des ersten Energiespeichers mit einem elektrisch positiven Eingang eines Verbrauchers verbunden sein. Der elektrisch negative Ausgang des zweiten Energiespeichers kann dabei mit dem elektrisch negativen Eingang des Verbrauchers verbunden sein. So kann der Energiespeicher zum Beispiel mit einer geringeren Spannung geladen werden und dennoch während des Arbeitsmodus dem einen oder mehreren Verbrauchern eine höhere Spannung zur Verfügung stellen. Durch diese höhere Spannung kann auf große Stromstärken verzichtet werden, auch wenn höhere Leistungen gewünscht werden, dadurch können kleinere Leitungsquerschnitte bei Kabeln und Leiterbahnen und kleinere elektronische Bauelemente verwendet werden.
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Im Lademodus kann der erste Energiespeicher mit dem zweiten Energiespeicher parallel geschalten sein. So können kleinere Spannungen zum Laden der Energiespeicher verwendet werden und zum Beispiel auf herkömmliche Ladegeräte zurückgegriffen werden. Auch ist es möglich durch die parallele Verschaltung zumindest des ersten und des zweiten Energiespeichers für beide Energiespeicher nur eine Ladevorrichtung zu verwenden und so die Prothese mit nur wenigen Einzelteilen aufzubauen.
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Die Ladevorrichtung kann hierbei eine Vorrichtung sein, die geeignet ist, eine externe Stromquelle mit zumindest einem Energiespeicher elektrisch zu verbinden. Insbesondere kann eine Ladevorrichtung dem Energiespeicher während des Ladevorgangs elektrische Energie zuführen. Die Ladevorrichtung kann dabei eine oder mehrere Schaltvorrichtungen, wie mechanische oder elektrische Schalter, Relais etc. umfassen, um zwischen dem Lademodus und einem Arbeitsmodus wechseln zu können. Auch kann die Ladevorrichtung einen Controller umfassen, der den Ladestrom und/oder die Ladespannung begrenzen und/oder regeln oder steuern kann.
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Die Ladevorrichtung kann mit einer externen Stromquelle, wie einem Stromnetz oder einem externen Energiespeicher, wie einer Ladebatterie oder Ladeakku oder einem Solarmodul verbunden werden. Auch kann zwischen der Ladevorrichtung und der externen Ladevorrichtung eine Verbindungsleitung geschaltet sein, die zum Beispiel die Spannung der externen Stromquelle, zum Beispiel über einen Transformator, auf die Eingangsspannung der Ladevorrichtung bringt. So kann die Verbindungsleitung zum Beispiel die Spannung von 220 V, 230 V oder 110 V wie es dem Stromnetz entsprechen kann auf 4,4V bis 5,25V bringen.
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Auch können der erste Energiespeicher und der zweite Energiespeicher im Lademodus voneinander insbesondere elektrisch getrennt sein. So können zum Beispiel der erste Energiespeicher und der zweite Energiespeicher mit jeweils einer Ladevorrichtung zum Laden des jeweiligen Energiespeichers verbunden sein. Hierzu können zum Beispiel zwei Ladevorrichtungen verwendet werden, wobei die erste Ladevorrichtung mit dem ersten Energiespeicher verbunden ist und die zweite Ladevorrichtung mit dem zweiten Energiespeicher verbunden ist. Auch kann dieselbe Ladevorrichtung für beide Energiespeicher verwendet werden, jedoch die Ladevorrichtung zeitlich versetzt eventuell zeitlich getrennt mit dem ersten und dem zweiten Energiespeicher verbunden werden. So kann eine zusätzliche Ladevorrichtung vermieden werden.
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Bevorzugt ist der Energiespeicher ein Akku, insbesondere ein Lithium-Ionen Akku. Auch sind andere Akkus oder Bauarten der Lithium-Ionen Akkus denkbar, wie zum Beispiel Lithium-Polymer Akkus.
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Die Ladevorrichtung kann ein Verbindungsmittel, wie ein Stecker nach dem USB (Universal Serial Bus) Standard umfassen, insbesondere kann eine Ladevorrichtung vorgesehen werden, die zum Beispiel an dem Verbindungsmittel als Eingangsspannung eine Spannung zwischen 4,4 und 5,25 Volt vorsieht und somit dem USB Standard, wie dem Standard USB 2.0, USB 3.0, Mikro USB und USB-C Standard entspricht. Auch kann die Ladevorrichtung ein Verbindungsmittel umfassen, die mit dem UCS-Ladestecker Standard kompatibel ist, und somit als Eingangsspannungsbereich eine Spannung von 4,75 bis 5,25 Volt vorsehen.
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Das Verbindungsmittel kann geeignet sein, die Ladevorrichtung mit einer oder mehreren externen Stromquellen zu verbinden. Auch kann die Ladevorrichtung eine Vorrichtung wie eine Spule aufweisen, die ein induktives Laden der Energiespeicher ermöglicht.
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Insbesondere kann die Energieversorgung eine Mehrzahl an Energiespeicher, wie zumindest den ersten, den zweiten, einen dritten Energiespeicher umfassen, wobei zumindest die Mehrheit der zu ladenden Energiespeicher in dem Arbeitsmodus mit zumindest jeweils einem der Energiespeicher in Reihe geschalten ist und diese Mehrheit im Lademodus in einer Weise insbesondere miteinander verschalten ist, die sich von der Verschaltung im Arbeitsmodus unterscheidet.
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Auch ist es möglich, daß die Energieversorgung mehrere Akkus umfaßt, wobei eine Gruppe aus den Akkus in einem Arbeitsmodus in Reihe geschalten ist und in einem Lademodus in einer Weise verschalten ist, die sich von der Reihenschaltung unterscheidet. Bevorzugt kann die Gruppe im Lademodus parallel geschalten sein oder voneinander elektrisch getrennt sein.
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Die Energieversorgung kann einen manuellen Schalter umfassen zum Umschalten zwischen dem Lademodus und dem Arbeitsmodus. Ein solcher Schalter kann es dem Benutzer erlauben, zwischen dem Arbeitsmodus und dem Lademodus umzuschalten. Auch ist es möglich mehrere Schalter vorzusehen, die ein Umschalten von zum Beispiel einem Akku in den Lademodus erlauben, während ein anderer Akku mit einem dritten Akku den Verbraucher mit Energie versorgt und zum Beispiel in Reihe geschalten ist.
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Auch kann die Verschaltung der Akkus mittels elektrischer, magnetischer, elektronischer Schalter oder Relais geändert werden.
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Auch kann die Energieversorgung eine Detektionseinrichtung umfassen, zur Detektion, ob ein Lademittel, wie ein Netzteil mit dem Energiespeicher verbunden werden soll. So kann die Detektionseinrichtung detektieren, ob ein Lademittel mit einem Eingang wie zum Beispiel einem Verbindungsmittel verbunden ist, der mit dem zu ladenden Akku während des Ladevorgangs verbunden ist. Sollte das Lademittel an dem Eingang durch die Detektionseinrichtung detektiert werden, kann der Ladevorgang, zum Beispiel indem die Akkus miteinander entsprechend verschaltet werden, eingeleitet werden.
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So kann die Detektionseinrichtung zum Beispiel feststellen, ob ein Stecker mit einem Ladekabel verbunden ist und evtl. weiter feststellen, ob an dem Ladekabel eine Spannung anliegt. Sollte dies der Fall sein, so könnte der Ladevorgang eingeleitet werden, also die Akkus zum Beispiel parallel geschaltet werden oder getrennt werden.
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Die Detektionseinrichtung kann dabei auch Schalter und/oder Relais umfassen, welche die Verschaltung zwischen den Akkus trennen und/oder ändern.
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Der erste und der zweite Energiespeicher können während des Arbeitsmodus parallel geschaltet sein und während des Lademodus jeweils mit einem Lademittel verbunden sein. So kann die Aufladung der Energiespeicher mit einer geringeren Stromstärke und Einzelladegeräten von statten gehen, während im Arbeitsmodus eine höhere Stromstärke zur Verfügung stehen kann.
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Die Prothese kann eine Exoprothese sein, insbesondere eine Prothese der Extremitäten, wie eine Finger-, Hand-, Unterarm-, Ellenbogen- ,Arm- und/oder Schulterprothese. Auch kann die Prothese eine Zehen-, Fuß-, Knöchel-, Unterschenkel-, Knie-, Bein- und/oder Hüftprothese sein. Insbesondere kann die Prothese eine Prothese sein, welche mit einem Energiespeicher betrieben wird, dessen Ausgangsspannung höher ist, als dieEingangsspannung, welche an der Ladevorrichtung, zum Beispiel an einem Stecker an der Prothese, anliegt. Zum Beispiel eine Prothese, die mit einer Spannung betrieben wird, die höher ist als die Spannung die durch eine USB Verbindung bereitgestellt wird.
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Unter Prothesen werden hierbei auch Orthesen verstanden, die den jeweiligen Körperteil nicht ersetzen, sondern in der Stabilisierung und Bewegung unterstützen.
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Auch umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Laden zumindest eines ersten und eines zweiten Energiespeichers einer Prothese, wobei der erste Energiespeicher während des Arbeitsmodus mit dem zweiten Energiespeicher in Reihe geschaltet ist, wobei
- - der erste Energiespeicher und der zweite Energiespeicher elektrisch von dem Verbraucher getrennt werden,
- - die Reihenschaltung aufgehoben wird,
- - der erste Energiespeicher und/oder der zweite Energiespeicher mit einer Ladevorrichtung elektrisch verbunden werden.
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Der erste Energiespeicher kann mit dem zweiten Energiespeicher im Lademodus parallel geschaltet werden und/oder separat mit dem Verbraucher elektrisch verbunden werden.
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Der erste und/oder der zweite Energiespeicher kann im Lademodus vom Verbraucher getrennt sein. Im Arbeitsmodus kann der erste und/oder der zweite Energiespeicher von der Ladevorrichtung elektrisch getrennt sein.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Zeichnungen weiter erläutert. Dabei schränken diese Erläuterungen nicht den Schutzbereich ein, der allein von den Patentansprüchen definiert wird.
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In den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine Handprothese mit einer Energieversorgung.
- 2 eine zweite Ausgestaltung einer Energieversorgung.
- 3 die schematische Darstellung einer Unterarm- Handprothese.
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1 zeigt eine Handprothese 1 umfassend einen Prothesenkörper 2 und eine Energieversorgung 3. Der Prothesenkörper 2 umfasst vier Fingerelemente 4a, 4b, 4c und 4d, sowie ein Daumenelement 5 und ein Handkörperelement 6. Die Fingerelemente 4a, 4b, 4c, 4d und das Daumenelement 5 sind jeweils schwenkbar mit dem Handkörperelement 6 verbunden. Die Fingerelemente 4a, 4b, 4c, 4d und das Daumenelement 5 können durch einen oder mehrere Elektromotoren verschwenkt werden. Die Elektromotoren können dabei durch die Energieversorgung 3 mit Energie, insbesondere elektrischer Energie, versorgt werden.
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Der Prothesenkörper 2 umfasst weiter einen Prothesenschaft 7, wobei der Prothesenschaft 7 mit dem Handkörperelement 6 über ein Handgelenkselement 8 drehbar verbunden ist.
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In dem Prothesenschaft 7 kann zumindest teilweise die Energieversorgung 3 angeordnet sein. Alternativ kann die Energieversorgung 3 auch zumindest teilweise im Prothesenkörper 2 angeordnet sein. Die Energieversorgung 3 umfasst zumindest zwei Ausgänge 9 und 10, wobei ein Ausgang 9 mit dem elektrisch positiven Eingang der Verbraucher, wie den Elektromotoren und/oder der Steuerungselektronik 30, verbunden ist und der zweite Ausgang 10 mit dem negativen Eingang der Verbraucher verbunden ist.
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Im Arbeitsmodus kann dann der erste Ausgang 9 mit einem positiven Pol 16 a zumindest eines zweiten Akkus 16 verbunden sein. Der zweite Ausgang 10 kann im Arbeitsmodus mit zumindest einem negativen Pol 12b des ersten Akkus 12 verbunden sein.
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Der zweite Ausgang 10 ist mit einem ersten Eingang 11a eines ersten Schalters 11 verbunden. Der erste Schalter 11 hat dabei neben dem ersten Eingang 11a einen zweiten Eingang 11b und einen Ausgang 11c. Der Ausgang 11c des ersten Schalters 11 kann dabei wahlweise mit dem ersten Eingang 11a oder dem zweiten Eingang 11b verbunden sein. Der Ausgang 11c des ersten Schalters ist dabei mit dem negativen Pol des ersten Akkus 12 verbunden.
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Neben dem Schalter 11 kann die Energieversorgung 3 einen zweiten Schalter 13, einen dritten Schalter 14 und einen vierten Schalter 15 aufweisen. Der zweite Schalter 13 weist einen ersten Eingang 13a, einen zweiten Eingang 13b und einen Ausgang 13c auf. Der dritte Schalter 14 weist einen ersten Eingang 14a, einen zweiten Eingang 14b und einen Ausgang 14c auf. Der vierte Schalter 15 weist einen ersten Eingang 15a, einen zweiten Eingang 15b und einen Ausgang 15c auf.
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Der Ausgang 11c des ersten Schalters 11 kann wahlweise mit dem ersten Eingang 11a des ersten Schalters 11 oder dem zweiten Eingang 11b des ersten Schalters verbunden werden. Der Ausgang 13c des zweiten Schalters 13 kann wahlweise mit dem ersten Eingang 13a des zweiten Schalters 13 oder dem zweiten Eingang 13b des zweiten Schalters 13 verbunden werden. Der Ausgang 14c des dritten Schalters 14 kann wahlweise mit dem ersten Eingang 14a des dritten Schalters 14 oder dem zweiten Eingang 14b des dritten Schalters 14 verbunden werden. Der Ausgang 15c des vierten Schalters 15 kann wahlweise mit dem ersten Eingang 15a des vierten Schalters 15 oder dem zweiten Eingang 15b des vierten Schalters 15 verbunden werden.
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Der Ausgang 13c des zweiten Schalters 13 ist mit dem positiven Pol 12a des ersten Akkus 12, der Ausgang 14c des dritten Schalters 14 ist mit dem negativen Pol 16b eines zweiten Akkus 16 verbunden, der Ausgang 15c des vierten Schalters 15 ist mit dem positiven Pol 16a des zweiten Akkus 16 verbunden.
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Der zweite Eingang 11b des ersten Schalters ist mit dem zweiten Eingang 14b des dritten Schalters 14 verbunden. Der erste Eingang 13a des zweiten Schalters 13 ist mit dem ersten Eingang 14a des dritten Schalters 14 verbunden. Der zweite Eingang 13b des zweiten Schalters 13 ist mit dem zweiten Eingang 15b des vierten Schalters 15 verbunden. Der zweite Eingang 14b des dritten Schalters 14 ist mit dem negativen Pol 17a eines Ladegerätes 17 verbunden. Das Ladegerät ist mit einem USB Stecker 18 verbunden, welcher über einen Transformator 19 mit einem Stromnetz 20 verbunden werden kann. Der USB Stecker 18 kann auch mit einem anderen Gerät, das als Ladestation arbeitet oder einer mobilen Energiequelle verbunden sein, z.B. einem Powerpack - einem mobilen Akkuladegerät.
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Der zweite Eingang 15b des vierten Schalters 15 ist mit dem positiven Pol 17b des Ladegeräts 17 verbunden. Der positive Ausgang 9 ist mit dem ersten Eingang 15a des vierten Schalters 15 verbunden.
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Sollen die Akkus geladen werden, so wird der Ausgang 11c des ersten Schalters 11 mit dem zweiten Eingang 11b des ersten Schalters 11 verbunden, der Ausgang 13c des zweiten Schalters 13 wird mit dem zweiten Eingang 13b des ersten Schalters 13 verbunden, der Ausgang 14c des dritten Schalters 14 wird mit dem zweiten Eingang 14b des dritten Schalters 14 verbunden und der Ausgang 15c des vierten Schalters 15 wird mit dem zweiten Eingang 15b des vierten Schalters 15 verbunden.
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Dabei wird der positive Ausgang 17b des Ladegeräts 17 elektrisch mit dem positiven Pol 16a des zweiten Akkus 16 und dem positiven Pol 12a des ersten Akkus 12 verbunden und der negative Ausgang 17c des Ladegeräts mit dem negativen Pol 16b des zweiten Akkus 16 und dem negativen Pol 12b des ersten Akkus 12 verbunden Der positive Ausgang 9 und der negative Ausgang 10 snd dabei weder mit den Akkus 12 und 16 noch mit der Ladevorrichtung 17 verbunden.
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Sollen die Verbraucher, wie die Elektromotoren und die Steuerungselektronik durch die Akkus 12, 16 mit Energie versorgt werden, so wird der Ausgang 11c des ersten Schalters 11 mit dem ersten Eingang 11a des ersten Schalters 11 verbunden, der Ausgang 13c des zweiten Schalters 13 wird mit dem ersten Eingang 13a des zweiten Schalters 13 verbunden, der Ausgang 14c des dritten Schalters 14 wird mit dem ersten Eingang 14a des dritten Schalters 14 verbunden und der Ausgang 15c des vierten Schalters 15 wird mit dem ersten Eingang 15a des vierten Schalters 15 verbunden. Dabei wird der positive Ausgang 9 mit dem positiven Pol 16a des zweiten Akkus 16 verbunden und der negative Ausgang 10 mit dem negativen Pol 12b des ersten Akkus 12 verbunden. Der positive Pol 12 a des ersten Akkus 12 ist dabei mit dem negativen Pol 16b des zweiten Akkus verbunden. Das Ladegerät 17 ist dabe mit den Akkus 12 und 16 elektrisch nicht verbunden.
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Bei den Schaltern 11, 13, 14, 15 kann es sich um einzelne mechanische, elektrische, elektronische, magnetische oder sonstige Scahlter handeln oder um eine Schalterkombination, welche in der Gesamtheit betätigt werden kann. Auch kann es sich um ein Relais handeln.
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2 zeigt eine Energieversorgung 3 mit einem ersten Akku 12 und einen zweiten Akku 16. Der erste Akku 12 ist mit dem positiven Eingang 12a mit dem Ausgang 13c der Schalteinrichtung 13 verbunden. Der negative Eingang 12b des ersten Akkus 12 ist mit dem Ausgang 11c der Schalteinrichtung 11 verbunden. Der positive Eingang 16a des zweiten Akkus 16 ist mit dem Ausgang 14c der Schalteinrichtung 14 verbunden. Der negative Eingang 16b des zweiten Akkus ist mit dem Ausgang 15c der Schalteinrichtung 15 verbunden.
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In einem Arbeitsmodus, bei dem die Akkus 12, 16 mit einem oder mehreren Verbrauchern elektrisch verbunden sind, um die Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen, ist der Ausgang 11c der ersten Schalteinrichtung mit dem Ausgang 11b der Schalteinrichtung 11, der Ausgang 13c mit dem Ausgang 13b, der Ausgang 14c mit dem Ausgang 14 und der Ausgang 15c mit dem Ausgang 15b verbunden. Der Ausgang 11b ist mit dem negativen Pol 20 einer elektrischen Verbindung zu einem Verbraucher verbunden. Der Ausgang 13b ist mit dem Ausgang 14b verbunden. Der Ausgang 15b ist mit dem positiven Pol 21 einer elektrischen Verbindung zu dem Verbraucher verbunden.
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In einem Lademodus ist der Ausgang 11c mit dem Ausgang 11a verbunden, der Ausgang 13c ist mit dem Ausgang 13a verbunden, der Ausgang 14c ist mit dem Ausgang 14a verbunden und der Ausgang 15c ist mit dem Ausgang 15a verbunden. Dabei ist der Ausgang 11a mit einem negativen Ausgang 17a' einer Ladevorrichtung 17' verbunden, der Ausgang 13a ist mit einem positiven Ausgang 17b' der Ladevorrichtung 17' verbunden, der Ausgang 14 a ist mit einem negativen Ausgang 17a einer Ladevorrichtung 17 verbunden und der Ausgang 15a ist mit einem negativen Ausgang 17b einer Ladevorrichtung 17 verbunden.
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Ein positiver Eingang 17d der Ladevorrichtung 17 ist mit einem positiven Eingang 17d' der Ladevorrichtung 17' verbunden und mit einem positiven Ausgang 18a einer Niederspannungsstromversorgung 18, wie einer Stromversorgung nach dem USB Standard.
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Die Niederspannungsstromversorgung kann dabei auch eine USB Buchse sein.
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Ein negativer Eingang 17c der Ladevorrichtung 17 ist mit einem negativen Eingang 17c' der Ladevorrichtung 17' verbunden und mit einem negativen Ausgang 18b der Niederspannungsstromversorgung 18.
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Die beiden Ausgänge 18a, 18b der Niederspannungsstromversorgung 18 sind dabei mit zwei Steuereingängen 19a und 19b eines Relais verbunden, so dass, wenn eine bestimmte Spannung an den Steuereingängen anliegt, die Relais schalten und der Eingang 11c mit Eingang 11a verbunden ist, der Eingang 13o mit Eingang 13a verbunden ist, der Eingang 14o mit Eingang 14a verbunden ist und der Eingang 15c mit Eingang 15a verbunden ist.
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Liegt an den Steuereingängen keine Spannung an oder eine Spannung deren Betrag unter einer bestimmten Schwelle ist, so ist der Eingang 11c mit dem Eingang 11b verbunden, der Eingang 13c mit dem Eingang 13b verbunden, der Eingang 14c mit dem Eingang 14b verbunden und der Eingang 15c mit dem Eingang 15b verbunden.
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3 zeigt schematisch einen Benutzer 40 einer Prothese 1. Ein Armstumpf 41 des Benutzers 40 wird dabei vom Prothesenschaft 7 zumindest seitlich umschlossen, so dass die Prothese 1 vom Armstumpf 41 gehalten wird. An dem dem Armstumpf 41 abgewandten Seite des Prothesenschafts 7 ist über ein Handgelenksmittel 31 das Handkörperelement 6 mit dem Prothesenschaft 7 verbunden. An dem Handkörperelement 6 sind die Fingerelemente 4 und das Daumenelement 5 angeordnet. Außen am Prothesenschaft kann ein Verbindungselement wie eine USB Buchse angeordnet sein. Bei dem Verbindungselement kann weiter eine Signalvorrichtung 32 angeordnet sein, welche anzeigt, ob sich die Energieversorgung im Lademoduns oder im Arbeitsmodus befindet. Weiter kann dort ein Steuerelement 33 angeordnet sein, durch welches sich der jeweilige Modus de Energieversorgung bestimmen lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Handprothese
- 2
- Prothesenkörper
- 3
- Energieversorgung
- 4 a
- Fingerelement
- 4b
- Fingerelement
- 4c
- Fingerelement
- 5
- Daumenelement
- 6
- Handkörperelement
- 7
- Prothesenschaft
- 8
- Handgelenkselement
- 9
- Ausgang
- 10
- Ausgang
- 11
- erster Schalter
- 11a
- erster Eingang des ersten Schalters
- 11b
- zweiter Eingang des ersten Schalters
- 11c
- Ausgang des ersten Schalters
- 12
- zweiter Akku
- 12a
- positiver Pol des zweiten Akkus
- 12b
- negativer Pol des zweiten Akkus
- 13
- zweiter Schalter
- 13a
- erster Eingang des zweiten Schalters
- 13b
- zweiter Eingang des zweiten Schalters
- 13c
- Ausgang des zweiten Schalters
- 14
- dritter Schalter
- 14a
- erster Eingang des dritten Schalters
- 14b
- zweiter Eingang des dritten Schalters
- 14c
- Ausgang des dritten Schalters
- 15
- vierter Schalter
- 15a
- erster Eingang des vierten Schalters
- 15b
- zweiter Eingang des vierten Schalters
- 15c
- Ausgang des vierten Schalters
- 16
- zweiter Akku
- 16a
- positiver Pol des zweiten Akkus
- 16b
- negativer Pol des zweiten Akkus
- 17
- erste Ladevorrichtung
- 17a
- negativer Ausgang der ersten Ladevorrichtung
- 17b
- positiver Ausgang der ersten Ladevorrichtung
- 17c
- negativer Eingang der ersten Ladevorrichtung
- 17d
- positiver Eingang der ersten Ladevorrichtung
- 17'
- zweite Ladevorrichtung
- 17'a
- negativer Ausgang der zweiten Ladevorrichtung
- 17'b
- positiver Ausgang der zweiten Ladevorrichtung
- 17'c
- negativer Eingang der zweiten Ladevorrichtung
- 17'd
- positiver Eingang derzweiten Ladevorrichtung
- 18
- Niederspannungsstromversorgung
- 18a
- Ausgang der Niederspannungsstromversorgung
- 18b
- Ausgang der Niederspannungsstromversorgung
- 19
- Relais
- 19 a
- Steuerleitung des Relais
- 19b
- Steuerleitung des Relais
- 40
- Benutzer
- 41
- Armstumpf
