DE246839C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 246839 -KLASSE 3Od. GRUPPE

Künstliche Hand. Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. September 1911 ab.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine künstliche Hand, deren Einrichtung Bewegungen der Finger und des Daumens gestatten, die den Bewegungen einer natürlichen Hand möglichst ähnlich sind. Dies wird der Erfindung gemäß dadurch erzielt, daß die Glieder jedes einzelnen Fingers miteinander und die letzten Fingerglieder mittels einer Übertragungseinrichtung mit einer durch Drehung

ίο des Handgelenkes der künstlichen Hand wirksamen Welle derart verbunden sind, daß nur durch Drehung der Hand die Finger gebeugt und gestreckt werden können.

Fig. ι und 2 der Zeichnung veranschauliehen in Oberansicht bzw. in Seitenansicht eine der Erfindung gemäß ausgebildete künstliche Hand, bei der in beiden Figuren Teile der Hülle des Mittelhandstückes weggebrochen erscheinen. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2. Die Fig. 4 und 5 zeigen in Oberansicht bzw. in Seitenansicht einen Finger. Fig. 6 zeigt in schaubildlicher Darstellung das erste Fingerglied. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt nach der Linie I-I der Fig. 4. Fig. 8 zeigt in schaubildlicher Darstellung das die künstliche Hand mit dem Arme verbindende Gelenk, dessen einzelne Teile voneinander getrennt dargestellt sind. Fig. 9 stellt einen Längsschnitt durch das zur Betätigung der Finger dienende Getriebe dar. Fig. 10 zeigt in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine andere Ausiührungsform der künstlichen Hand. Fig. 11 stellt einen nach der Linie H-II der Fig. 10 geführten Querschnitt dar.

Die künstliche Hand besteht aus dem Mittelhandstück ι, den Fingern 2, 3, 4 und 5 und dem Daumen 6. Das Mittelhandstück 1 ist mittels der plattenförmigen Handgelenkteile 8 und 9 mit einer Hülse 7 verbunden. Die Hülse 7 ist aus irgendeinem hierzu geeigneten Material hergestellt und besitzt eine solche Form, daß der Stumpf des Vorderarmes fest in dieselbe eingepaßt werden kann. Jeder Finger besteht aus drei. Gliedern 10, 11 und 12, die dieselbe Form und Größe haben wie die Glieder eines natürlichen Fingers; der Daumen besteht aus zwei Gliedern. Jedes Fingerglied trägt an seinem hinteren, d.h. an dem der Mittelhand zugekehrten Ende einen abgerundeten Ansatz; io¹, 11¹, 12¹, von denen die mit io¹ und 11¹ bezeichneten in gleichfalls abgerundete Gabeln 11² bzw. 12² eingepaßt sind, die an den vorderen Enden des zweiten bzw. dritten Fingergliedes 11 und 12 vorgesehen sind. Die Ansätze io¹ und 11¹ sind mittels Stifte 15 und 16 mit den Gabeln 11² bzw. 12² drehbar verbunden. In gleicher Weise sind die Daumenglieder 13 und 14 mit Ansätzen 13¹ und 14¹ versehen, von denen ersterer, 13¹, in eine am Vorderende des Daumengliedes 14 vorgesehene Gabel 14² eingepaßt und mit diesem mittels eines Stiftes 17 drehbar verbunden ist. Zweckmäßig ist jedes Glied der Finger und des Daumens aus zwei gleichen Teilen hergestellt, die mit ihren Längsebenen aneinandergelegt werden (Fig. 4 bis 7).

Die Finger und der Daumen können gleichzeitig bewegt werden, indem die zu diesen Be-

wegungen dienenden Teile durch Drehen der künstlichen Hand um ihr Handgelenk betätigt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Finger an einer Welle 18 befestigt, die einen quadratischen Querschnitt hat und durch entsprechend in den Ansätzen 12¹ der letzten Fingerglieder vorgesehene Öffnungen hindurchgeht. Die Welle .18 Hegt quer innerhalb des Mittelhandstückes 1 und ist an ihren Enden mit runden Zapfen versehen, die in Lagerstücken 19 (Fig. 1) gelagert sind. Die Lagerstücke 19 sind in der Wand des hohlen Mittelhandstückes 1 eingeschraubt. Wird die Welle 18 gedreht, so werden dadurch die letzten Glieder 12 der Finger beeinflußt. Jedes der Fingerglieder 12 ist drehbar in bezug auf einen unbeweglichen Teil 20, der im folgenden Anker 20 genannt wird, und mit einem verbreiterten Endteil 20¹ (Fig. 4). versehen. Dieser Endteil 20¹ reicht zwischen die Hälften eines jeden Fingergliedes 12 und ist an einem mit Flanschen versehenen Bund 21 (Fig. 7) drehbar befestigt, der an der Innenfläche eines der beiden, ein Fingerglied 12 bildenden Teile vorgesehen "ist. Die Anker 20 sind innerhalb des Mittelhandstückes ι mittels Schrauben 22 o. dgl. befestigt, die durch ösen 20² (Fig. 4 und 5) der Anker 20 hindurchgehen. Die Bunde 21 sind derart angeordnet, daß die Welle 18 durch sie hindurchgehen kann und zu diesem Zwecke mit quadratischen Öffnungen versehen. Die Ansätze 12¹ haben an ihren Enden bei 12³ (Fig. 4 und 5) einen Schlitz, in den der zugehörige Anker 20 hineinreicht, so daß die Fingerglieder 12 sich bewegen können.

Um eine gleichzeitige Bewegung der Fingerglieder 10 und 11 und der Glieder 12 zu erzielen, sind die letzteren mit den zugehörigen zweiten Fingergliedern 11 und diese mit den zugehörigen ersten Fingergliedern 10 so verbunden, daß eine Bewegung der Glieder 12 auf die ersten zwei Fingerglieder übertragen wird. Zu dieser Bewegungsübertragung werden der Erfindung gemäß für jeden Finger zwei Paar sich kreuzende Stangen 23, 24 bzw. 25, 26 verwendet. Die Stangen 23, 24 sind zwischen den Hälften der Fingerglieder 12 angeordnet und mit ihren hinteren Enden an dem Endteil 20¹ des zugehörigen Ankers 20 drehbar befestigt, und zwar greift eine Stange oberhalb und die andere unterhalb der quadratischen Öffnung für die Welle 18 an. Die vorderen Enden der Stangen 23,24 reichen zwischen die beiden Hälften des Ansatzes 11¹ und sind an diesem oberhalb bzw. unterhalb des Stiftes 16 drehbar befestigt (Fig. 4). Zwischen den beiden Hälften eines jeden Fingergliedes 12 ist noch ein zweiter Anker 27 befestigt, durch dessen verbreiterten freien Endteil 27¹ der Stift 16 hindurchgeht.

An dem Endteil 27¹, und zwar an einander gegenüberliegenden Punkten desselben, sind die hinteren Enden der Stangen 25 und 26 drehbar befestigt, deren vordere Enden zwischen die beiden Hälften des Ansatzes io¹ des zugehörigen ersten Fingergliedes 10 eintreten (Fig. 6) und an diesem an einander gegenüberliegenden Punkten drehbar befestigt sind. Infolge dieser Verbindung zwischen den einzelnen Fingergliedern werden diese gebeugt und nehmen die vier Finger 2; 3, 4 und 5 die in Fig. 2 mit punktieften Linien angedeutete Stellung ein, wenn die Welle 18 in der einen Richtung gedreht wird, während sich die Finger wieder strecken, wenn die Welle. 18 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.

Um eine gleichzeitige Bewegung des Daumens zu erzielen, ist dieser mit dem Zeigefinger 2 vorteilhaft mittels eines einzelnen Gliedes 28 verbunden. Das zweite oder hintere Glied 14 des Daumens ist mittels eines durch den Ansatz 14¹ dieses Gliedes und durch die Seitenwände einer Öffnung 30 des Mittelhandstückes ι hindurchgehenden Stiftes 29 an dem Mittelhandstück 1 drehbar befestigt. Mit dem Ansatz 14¹ ist ein Glied 31 verbunden, das zwisehen den beiden diesen Ansatz bildenden Teilen angeordnet und in seiner Mitte mittels eines Stiftes 32 an dem Ansatz 14¹ drehbar befestigt ist. Das eine Ende des Gliedes 31 ist an den Stift 29 und das andere Ende an dem go hinteren Ende der Stange 28 befestigt. Eine Bewegung des Gliedes 12 des Zeigefingers 2 verursacht daher eine Bewegung des Gliedes 14, das seine Bewegung auf das erste Daumenglied 13 mittels zweier sich kreuzenden Stangen 33, 34 überträgt, deren vordere Enden an einander gegenüberliegenden Punkten des Ansatzes 13¹ und deren hintere Enden an dem verbreiterten Endteil 35¹ eines Ankers 35 befestigt sind.

Das freie Ende des Ankerstückes 35 ist 'mit dem benachbarten dünneren Ende einer Welle 36 verbunden, die im Innern des Mittelhandstückes ι parallel zur Welle 18 angeordnet und in Lagern 37 drehbar gelagert ist. Die Welle 36, deren Querschnittsfläche gleichfalls quadratisch sein kann, ist mit der Welle 18 mittels Zahnräder, und zwar vorteilhaft mittels zweier voneinander unabhängiger Zahnradgetriebe verbunden. Jedes dieser Zahnradgetriebe besteht no aus drei Zahnrädern 38, 39, 40 von abnehmenden Durchmessern. Die Zahnräder 38 und 40 eines jeden Zahnradgetriebes besitzen Muffen 38 ¹ und 40¹, die auf den Wellen 36 bzw. 18 sitzen, und sind zwischen zwei zu beiden Seiten jedes Zahnradgetriebes angeordneten Platten 41 drehbar angeordnet. Das mittlere Zahnrad 39 eines jeden Zahnradgetriebes ist auf einem die beiden Platten ■ 41 verbindenden Bolzen 42 (Fig. 9) angeordnet. Die beiden größten Zahnräder 38 sind vorteilhaft in Form von Zahnradsegmenten ausgebildet.

Der Antrieb der Welle 36 erfolgt mittels eines Zahnradgetriebes von der Hauptantriebswelle aus, die durch Drehen des Handgelenkes betätigt wird, wobei infolge der Verwendung kleiner werdender Zahnräder eine hinreichend große Drehung der Welle 18 durch eine verhältnismäßig geringe Drehung des Handgelenkes bewirkt wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. ι bis 3 trägt die Antriebswelle 43 ein Kegelrad 44, das mit einem kleineren, auf der Welle 36 aufgekeilten Kegelrad 45 in Eingriff steht, während bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform die Welle 36 ein Schneckenrad 46 trägt, das mit einer auf der Antriebswelle 48 vorgesehenen Schnecke 47 in Eingriff steht und von dieser angetrieben wird.

Die Welle 43 geht durch einander gegenüberliegende Öffnungen der Rückwand i¹ des Mittelhandstückes 1 und der vorderen Handgelenkplatte 9 hindurch und trägt einen zweiarmigen Hebel 49, der an dem Zahnrad 44 befestigt ist. Die. Rückwand i¹ des Mittelhandstückes ι ist mit zwei einander gegenüberstehenden gekrümmten Schlitzen 50 (Fig. 1 und 8) versehen, in deren vorderen Teilen sich zwei Stangen 51 bewegen können. Die Stangen 51, deren vordere Enden mit den Enden des zweiarmigen Hebels 49 fest verbunden sind, gehen durch Löcher 52 der vorderen Handgelenkscheibe 9 hindurch und reichen mit ihren hinteren Enden in gekrümmte Schlitze 54 der hinteren Handgelenkscheibe 8. Die hintere Fläche der Handgelenkscheibe 8 ist mit zwei parallelen, quer verlaufenden Rinnen 55 versehen, die, wie Fig. 8 zeigt, konkav ausgebildet sind. Die Vorderfläche der Handgelenkscheibe 8 ist konvex und liegt auf der konkaven Hinterfläche der hohlen Handgelenkscheibe 9 auf, in der sich die Löcher 52 nach hinten erweitern. Jede der beiden Stangen 51 ist von einer Schraubenfeder 56 umgeben, die im Innern der Handgelenkscheibe 9 angeordnet sind und durch die in der Rückenwand der Handgelenkscheibe 9 vorgesehene Öffnungen 52 hindurchgehen, so daß sich, ihre hinteren Enden an der Vorderfläche der Handgelenkscheibe 8 stützen, während ihre vorderen Enden an der Vorderwand der Handgelenkscheibe 9 anliegen. Diese Federn 56 haben den Zweck, die beiden benachbarten Flächen des Mittelhandstückes 1 und der Handgelenkscheibe 9 aneinanderzudrücken und dadurch zu verhindern, daß die Hand schlenkert. Die hinteren Enden der Stangen 51 tragen die Muttern 57, die in den Rinnen 55 angeordnet sind. Die Welle 43 trägt gleichfalls Muttern 58, die durch Anziehen an die Rückenwand einer in dem Mittelhandstück 1 vorgesehenen Ausnehmung 59 angepreßt werden kann. Die Hand und die vordere Handgelenkscheibe 9 kann eine geringe Auf- und Abbe wegung in bezug auf die Scheibe 8 ausführen.

Die Handgelenkscheibe 8 kann auf irgendeine Weise an das Rohr 7 für den Unterarmstumpf befestigt sein. '

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 wird bloß eine Handgelenkscheibe 8¹ verwendet, deren hintere Fläche konkav ausgebildet ist und auf der konvexen Vorderfläche der Hülse 7¹ aufliegt. Die Handgelenkscheibe 8¹ und die Hülse 7¹ sind mittels zweier Schraubenbolzen 60 nachgiebig miteinander verbunden. Die Bolzen 60 sind mit Schraubenfedern 61 versehen, deren Spannung mittels der Schraubenmuttern 62 verändert werden kann. Diese Bolzen 60 gehen durch in der Rückenwand der Handgelenkscheibe 8¹ vorgesehene Schlitze 63 hindurch, wodurch eine Auf- und Abbewegung der Hand in bezug auf die Hülse 7¹ ermöglicht wird.

Bei beiden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes bewirkt eine Drehung des Handgelenkes eine Drehung der Antriebswelle 43 bzw. 48, von der die Welle 36 gedreht wird, deren Bewegung mittels der beiden Zahnradgetriebe 38, 39, 40 auf die Welle 18 übertragen wird. Durch die Drehung der Welle 18 werden die Finger und der Daumen gleichzeitig bewegt, und zwar je nach der Drehrichtung der Welle 18 gebeugt oder gestreckt.

Um die Hand in irgendeiner Stellung feststellen zu können, ist eine Zahnstange 64 vorgesehen, die im Innern des Mittelhandstückes 1 angeordnet und mit. dem einen Ende an der Rückenwand i¹ des Mittelhandstückes 1 drehbar befestigt ist. Die Zahnstange 64 wird gewöhnlich von einer Feder 65 (Fig. 3) gegen den benachbarten, in einen Zahn 66 endigenden Arm des zweiarmigen Hebels 49 gedrückt, so daß der Zahn 66 in die Zahnstange 64 eingreift. Das freie Ende der Zahnstange 64 geht durch einen am Rücken des Mittelhandstückes 1 vorgesehenen Bajonettschlitz 67 hindurch, so daß die Zahnstange 64 von dem Zahn 66 weggedrängt und in dem Schlitz 67 herabgedrückt werden kann, wodurch sie in ihrer unwirksamen Stellung festgehalten wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 und 11 ist die Welle 48 lose in dem Mittelhandstück 1 gelagert. Ihr hinteres, in den Innenraum der Handgelenkscheibe 8¹. reichendes Ende trägt ein Sperrad 68, mit dem eine zweiarmige Sperrklinke 69 zusammenwirkt, die an der Vorderwand der Handgelenkscheibe 8¹ mittels eines Bolzens 70 drehbar befestigt ist. Mit jedem Ende der Sperrklinke 69 ist ein Stift 71 verbunden, welche Stifte durch Löcher der Handgelenkscheibe 8¹ hindurch nach oben austreten und in Köpfen endigen. Die Sperrklinke 69 ist in der Mitte mit einem spitzen Ansatz 72 versehen, auf den eine Feder 73 wirkt. Wenn die beiden an den Enden der Sperrklinke 69 befindlichen Klauen 74 außer Eingriff mit dem Sperrad 68 stehen, kann die Handgelenkscheibe

in die eine oder andere Richtung gedreht werden, ohne daß dadurch eine Bewegung der Finger oder des Daumens verursacht wird. Wenn jedoch einer der beiden Stifte herabgedrückt wird, so wird die Sperrklinke 69 gedreht und die betreffende Klaue 74 zum Eingriff mit dem Sperrad 68 gebracht, so daß eine Drehung des Handgelenkes das Beugen oder Strecken der Finger bewirkt. Die Klaue 74 wird durch den Druck der Feder 73 auf die eine oder andere Seite des Ansatzes 72 in Eingriff mit dem Sperrad 68 gehalten. Zwecks Auslösung der · sperrenden Klaue 74 ist es nötig, den anderen '■ Stift 71 ein wenig, jedoch nicht ganz herab- '■

zudrücken. j

Das vordere Ende der Welle 48 (Fig. 10) ist i in einem Stabe 75 gelagert, der zwei zu beiden Seiten der Welle 48 angeordnete, im Innern des Mittelhandstückes 1 befestigte Stäbe 76 j miteinander verbindet. In Fig. 10 ist nur einer j der Stäbe 76 ersichtlich, da sich der andere i vor der Schnittebene befindet. Zur Verringerung der Reibung bei der Drehung der Hand und der Welle 48 können Kugellager (Fig. 10) j dienen.

Die einzelnen Fingerglieder können mit Bändern oder Ringen ηη aus Gummi 0. dgl. versehen sein, um ein besseres Greifen zu ermöglichen. Desgleichen kann der Handteller '30 mit einem Belag 78 aus Gummi 0. dgl. versehen sein.

Claims (12)

P A T E N T - A N S P R Ü C H E :

1. Künstliche Hand, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder jedes einzelnen Fingers miteinander und die letzten Fingerglieder mittels einer Übertragungseinrichtung mit einer durch Drehung des Handgelenkes der künstlichen Hand zu betätigenden Welle derart verbunden sind, daß durch bloße Drehung des Handgelenkes die Finger gebeugt und gestreckt werden können.

2. Künstliche Hand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzten Glieder (12) der Finger (2 bis 5) an einer in einem hohlen Mittelhandstück (1) drehbar angeordneten Welle (18) befestigt sind, die mittels zweier Zahnradgestriebe (38, 39, 40) von einer zweiten durch Drehung einer Handgelenkscheibe (9 bzw. 8¹) zu betätigenden Welle (36) angetrieben wird.

3. Künstliche Hand nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mittelhandstück (1) für jedes letzte Fingerglied (12) ein feststehendes Ankerstück (20) vorgesehen ist, das mittels zweier sich kreuzender Stangen (23, 24) mit dem zugehörigen zweiten Fingerglied (11) beweglich verbunden ist.

4. Künstliche Hand nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem zweiten Fingerglied (11) ein feststehendes Ankerstück (27) vorgesehen ist, das mittels zweier sich kreuzender Stangen (25,26) mit dem zugehörigen ersten Fingerglied (10) beweglich verbunden ist.

5. Künstliche Hand nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Glied (14) des an das Mittelhandstück (1) angelenkten Daumens mittels einer Stange (28) und eines Hebels (31) mit dem Zeigefinger verbunden ist, um eine gleichzeitige Bewegung des Daumens mit dem Zeigefinger zu ermöglichen.

6. Künstliche Hand nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (36) mit dem Drehbolzen (29) des Daumens mittels eines Ankerstückes (35) verbunden ist, welches mittels zweier sich kreuzender Stangen (33, 34) mit dem ersten Glied (13) des Daumens in Verbindung steht.

7. Künstliche Hand nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (36) mittels zweier Kegelräder (44, 45) von einer Antriebswelle (43) betätigt wird, die mittels zweier mit ihr fest verbundener, in die Handgelenkscheibe (9) hineinragender Stangen (51) durch Drehung der Handgelenkscheibe gedreht werden kann.

8. Künstliche Hand nach Anspruch 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (43) ein zweiarmiger Hebel (49) fest verbunden ist, der sich mit der Antriebswelle dreht und an einem Ende mit einem Sperrzahn (66) versehen ist, der mit einer unter der Wirkung einer Feder (65) stehenden, an dem Mittelhandstück (1) drehbar befestigten Zahnstange (64) in und außer Eingriff gebracht werden kann, um beliebig eine Drehung der Antriebswelle (43) zu gestatten.

9. Künstliche Hand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgelenk aus zwei Scheiben (9, 8) besteht, von denen die vordere (9) mit zwei sich nach hinten erweiternden Durchtrittsöffnungen (52) für die beiden zum Antrieb der Antriebswelle (43) dienenden Stangen (51) und mit einer zur Lagerung der Antriebswelle (43) dienenden dritten mittleren Durchbohrung versehen ist.

. 10. Künstliche Hand nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenwand (i¹) des Mittelhandstückes (1) und die zweite Handgelenkscheibe (8) mit 115· je zwei einander gegenüberliegenden kreisbogenförmigen Schlitzen (50 bzw. 54) versehen sind, in denen sich die zur Betätigung der Antriebswelle (43) dienenden Stangen (51) bewegen können.

11. Ausführungsform der künstlichen Hand nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der Antrieb der Welle (36) mittels eines auf ihr aufgekeilten Schneckenrades (46) und einer auf der Antriebswelle (48) vorgesehenen Schnecke (47) erfolgt.

12. Künstliche Hand nach Anspruch 1 und II, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgelenk nur aus einer hohlen Handgelenkscheibe (8¹) besteht, die mit der zur Aufnahme des Unterarmstumpfes dienenden Hülse (7¹) beweglich verbunden ist und in seinem Innern die zur Sperrung der Antriebswelle (48) dienende Sperrvorrichtung trägt.

13, Künstliche Hand nach Anspruch 1, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sperrung und Freigabe der Antriebswelle (48) eine an der Handgelenkscheibe (8¹) drehbar befestigte zweiarmige Sperrklinke (69) dient, an deren Enden je ein durch die Wand der Handgelenkscheibe (8¹) hindurchtretender Stift (71) drehbar befestigt ist, mittels weleher Stifte die Sperrklinke in oder außer Eingriff mit einem auf der Antriebswelle (48) angeordneten Sperrad (68) gebracht werden kann. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.