ITFR20130007A1

ITFR20130007A1 - MECHANISM FOR MOTION DITA ASSISTANCE

Info

Publication number: ITFR20130007A1
Application number: IT000007A
Authority: IT
Inventors: Daniele Cafolla; Giuseppe Carbone; Marco Ceccarelli
Original assignee: Daniele Cafolla; Giuseppe Carbone; Marco Ceccarelli
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-03-10

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

A corredo di ima domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: In support of a patent application for industrial invention entitled:

“Meccanismo di riabilitazione per assistenza motoria di dita”. “Rehabilitation mechanism for motor assistance of fingers”.

Attualmente sono disponibili alcuni sistemi ad esoscheletro per assistenza motoria delle dita di una mano, finalizzati soprattutto alla riabilitazione sensoriale e di presa, con soluzioni di elevata complessità sensoristica e attuatoria. Tali sistemi sono in genere utilizzati in attività di ricerca e solo limitatamente sono applicati in situazioni di riabilitazione motoria al di fuori di laboratori di ricerca. Currently, some exoskeleton systems are available for motor assistance of the fingers of one hand, aimed above all at sensory and grip rehabilitation, with highly complex sensor and actuator solutions. These systems are generally used in research activities and are applied only to a limited extent in motor rehabilitation situations outside research laboratories.

I sistemi robotici per l’assistenza motoria e la riabilitazione hanno lo scopo di fornire movimenti e sensi mancanti, provvedendo supporti più sicuri e soluzioni che sono utili per riacquistare il movimento. Robotic systems for motor assistance and rehabilitation are designed to provide missing movements and senses, providing safer supports and solutions that are useful for regaining movement.

Attualmente, esistono sistemi prostetici con funzionamento robotico ad elevata complessità, come gli esempi di seguito descritti. Currently, there are prosthetic systems with highly complex robotic operation, such as the examples described below.

Lo Human- Machine Interface Laboratory presso Rutgers è stato un pioniere nello sviluppo di interfacce Force-Feedback ed è stato uno dei primi a sviluppare un esoscheletro per la mano portatile e leggero. Questo esoscheletro Rutgers Master 1 (RMI) del Human-Machine Interface Lab presso Rutgers (USA) è il meccanismo di base per la Rutgers Master II New Design (RMII-ND), che permette con degli attuatoli il movimento limitato delle dita della mano con una forza massima sul polpastrello di 16 N. The Human-Machine Interface Laboratory at Rutgers pioneered the development of Force-Feedback interfaces and was one of the first to develop a portable, lightweight hand-held exoskeleton. This Rutgers Master 1 (RMI) exoskeleton from the Human-Machine Interface Lab at Rutgers (USA) is the basic mechanism for the Rutgers Master II New Design (RMII-ND), which allows the limited movement of the fingers of the hand with actuators. a maximum force on the fingertip of 16 N.

L'Hand Wrist Assisting Robotic Device (HWARD) è un dispositivo a 3 DOF che permette esercizi di flessione ed estensione delle dita della mano in contemporanea ed alcuni movimenti del polso. L’ esoscheletro di base è ad azionamento pneumatico ed è montato su un banco che sostiene il braccio dell’ utente ed è fissato al pollice e alle dita in una soluzione di laboratorio. “Hand Menior" è un sistema commerciale per la riabilitazione della mano sviluppato dalla Columbia Scientific LLC. E limitato alla flessione ed all’estensione delle 4 dita della mano in contemporanea con sensorizzazione per il monitoraggio dei movimenti. Altri sistemi sono stati sviluppati con architetture diverse per meccanismi ad attuazione rispetto al meccanismo per assistenza motoria di dita proposto in questo brevetto The Hand Wrist Assisting Robotic Device (HWARD) is a 3 DOF device that allows simultaneous flexion and extension exercises of the fingers and some wrist movements. The basic exoskeleton is pneumatically operated and is mounted on a bench that supports the user's arm and is fixed to the thumb and fingers in a laboratory solution. "Hand Menior" is a commercial system for hand rehabilitation developed by Columbia Scientific LLC. It is limited to flexion and extension of the 4 fingers of the hand simultaneously with sensorization for monitoring movements. Other systems have been developed with different architectures for actuating mechanisms with respect to the finger motor assistance mechanism proposed in this patent

Il meccanismo (100) per assistenza motoria di dita dell’ invenzione proposta è finalizzato ad ottenere una soluzione ergonomica di accettabile indossatura con una mobilità assicurata d un solo attuatore convenientemente collocato, riducendo complessità e costi delle soluzioni note. Il vantaggio principale del meccanismo consiste nel suo semplice indossamento e nella sua ergonomicità di funzionamento. Inoltre, il meccanismo si presta ad ima realizzazione compatta ed energeticamente efficiente, permettendo il suo impiego in applicazioni di assistenza motoria a fini diagnostici o investigativi come in applicazioni di riabilitazione motoria assistita. The mechanism (100) for motor assistance of fingers of the proposed invention is aimed at obtaining an ergonomic solution of acceptable wearing with a guaranteed mobility of a single conveniently placed actuator, reducing the complexity and costs of the known solutions. The main advantage of the mechanism consists in its simple wearing and its ergonomic operation. Furthermore, the mechanism lends itself to a compact and energetically efficient construction, allowing its use in motor assistance applications for diagnostic or investigative purposes as well as in assisted motor rehabilitation applications.

La struttura del meccanismo è adattabile a variazioni di dimensioni delle dita di applicazione facendo ricorso ad opportuni ridimensionamenti delle parti componenti il meccanismo. Tale adattabilità si presta ad una realizzazione modulare per assicurare ampi campi di applicazione. La presente invenzione è descritta con riferimento a forme predefinite di realizzazione È da intendersi che possono esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni dichiarate. The structure of the mechanism is adaptable to variations in the size of the application fingers by resorting to appropriate resizing of the parts making up the mechanism. This adaptability lends itself to a modular construction to ensure wide fields of application. The present invention is described with reference to predefined embodiments. It is to be understood that there may be other embodiments that pertain to the same inventive core, as defined by the scope of the declared claims.

Claims

CLAIMS 1. Mechanism for motor assistance of fingers (100) consisting of: • A frame (101); • Three cavities for velcro band (115,116,117); • A commercial engine (102); • The keyed shaft (105); • Link of a crossed articulated quadrilateral (103,104); • Three phalanges of the exoskeleton (112,113,114); • Phalanges connection pins (106, 107,108,109, 110, 111).

Finger housing body with phalanx mobility consisting of the phalanx bodies (112,113,114), according to claim 1.

3. Movement mechanism by means of elements (103) and (104) according to claim 1

4. Mechanism for motor assistance according to claims 1,2 and 3 in which the dimensions of the parts can be modularly adjusted to different sizes of fingers to be assisted.

5. Mechanism for motor assistance of fingers (100) according to claim 1, in which the actuation is carried out by a motor fixed to the base of the movement mechanism preferably with a horizontal axis.

6. Body for housing the finger according to claim 1, with internal wearing method as in figures 4 and 5.

7. Actuation with a single motor (102) according to claim 5, for operation of mechanism for motor assistance of fingers, according to claim 1.