PL209177B1 - Proteza dłoni - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest proteza dłoni umożliwiająca chwytanie przedmiotów o dowolnym kształcie, znajdująca zastosowanie w protetyce lub w robotyce.

Znana z rosyjskiego opisu patentowego RU 2103950, proteza dłoni ma korpus protezy w postaci trójkąta, połączony obrotowo z imitatorem nadgarstka i z pierwszym palcem za pomocą płaskiego przegubu. Płaskie połączenie przegubowe, pozwala na wyginanie korpusu protezy w nadgarstku w obydwie strony za pomocą klawiszy zamknięcia/domknięcia rozmieszczonych w punktach dogodnych dla pacjenta. Proteza ma połączone przegubami człony palców od 1 do 5 osadzone w korpusie protezy za pomocą płaskich przegubów, z których każdy może mieć z jednej strony zabezpieczenie blokujące nadmierne wyginanie palców. Pierwszy klawisz pozwala odmykać przeguby łączące pierwszy palec, podczas gdy inny klawisz zapewnia odmykanie wszystkich przegubów połączeń palców od drugiego do piątego. Proteza w widoku zewnętrznym podobna jest do naturalnej dłoni. Wypełniona proteza pozwala na naturalne opanowanie ruchów i może być kierowana przez zdrową rękę pacjenta, która wpływa na geometryczną konfigurację sztucznych palców i nadgarstka, przez co zapewnia wymagane opanowanie ruchów, wszystkich połączeń przegubowych w celu zwalniania i domykania ładunku w protezie dłoni.

Znane są też ze stosowania protezy ręki ludzkiej o jednym stopniu swobody, zwane protezą SUVA. Proteza taka ma obudowę, wewnątrz której osadzone są obrotowo dwa równoległe wałki z umocowanymi na nich palcami. Na jednym wał ku osadzony jest palec przeciw chwytny a na drugim dwa, trzy lub cztery palce chwytne. Oba wałki połączone są łącznikiem zakończonym płaskimi przegubami tworząc płaski czworobok przegubowy. Ruch obrotowy jednego wałka względem obudowy wywołuje ruch obrotowy drugiego wałka, przy czym zwroty obu ruchów są przeciwne, co wywołuje efekt zamykania, wg klasyfikacji Schlesingera chwyt cylindryczny, niezbędny przy chwytaniu przedmiotów walcowych.

Istota protezy dłoni, według wynalazku, polega na tym, że oś wałka z palcami chwytnymi jest zwichrowana względem osi wałka z palcem przeciw chwytnym osadzonym obrotowo ze zmianą kąta zwichrowania w jarzmie. Wałki z palcami połączone są ze sobą członem obrotowym i łącznikiem zakończonym przegubami kulistymi tworząc przestrzenny pięciobok przegubowy. Jednocześnie jarzmo jest połączone poprzez walcową przekładnię zębatą z wałkiem napędowym, wałek z palcami chwytnymi poprzez stożkową przekładnię zębatą z wałkiem napędowym, wałek z palcem przeciw chwytnym połączony jest z wałkiem napędowym poprzez łącznik człon obrotowy i stożkową przekładnię zębatą.

Korzystnym jest, gdy walcowa przekładnia zębata jest utworzona przez dwa segmenty walcowych kół zębatych, a stożkowa przekładnia zębata jest utworzona przez dwa segmenty stożkowych kół zębatych, osadzonych symetrycznie względem kół zębatych.

Zaletą wynalazku jest uzyskanie złożonego z dwóch prostych ruchów obrotowych, ruchu palca przeciw chwytnego, co pozwala uzyskać chwyt zbliżony do sferycznego przedmiotów opisanych wymiarami o podobnych wartościach a tym samym zwiększać zdolności manipulacyjne protezy.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia schemat kinematyczny protezy dłoni.

Proteza dłoni na w korpusie 1, w którym osadzone są, przy pomocy płaskich przegubów: wałek napędowy 2, wałek z palcami chwytnymi 3, jarzmo 4 oraz człon obrotowy 5 połączony przegubem kulistym z łącznikiem 6. Łącznik 6 drugim końcem tworzy przegub kulisty z wałkiem z palcem przeciw chwytnym 7. Obrotowy człon 5, łącznik 6, wałek z palcem przeciw chwytnym 7 oraz jarzmo 4 tworzą przestrzenny pięciobok przegubowy o ruchliwości W=3, w którym łącznik 6 dysponuje ruchliwością lokalna. Ruch obrotowy walka z palcami chwytnymi 3 uzyskuje się dzięki stożkowej przekładni zębatej utworzonej przez stożkowe kolo 8 osadzone na wałku napędowym 2 ze stożkowym kołem zębatym 9 osadzonym na wałku z palcami chwytnymi 3. Z kolei obrót własnej osi oraz ruch walka z palcem przeciw chwytnym 7 uzyskuje się w wyniku napędu członu obrotowego 5 od walka napędowego 2 poprzez stożkową przekładnię zębatą utworzona przez stożkowe zębate kolo 8 osadzone na napędowym wałku 2 z stożkowym zębatym kołem 10 osadzonym na członie obrotowym 5. Ruch obrotowy walka z palcem przeciw chwytnym 7 względem korpusu 1 uzyskuje się dzięki walcowej przekładni zębatej utworzonej przez walcowe zębate koło 11 osadzone na napędowym wałku 2 z walcowym zębatym kołem 12 osadzonym na jarzmie 4. Dzięki tym trzem zębatym przekładniom ruch obrotowy walka napędowego 2 wywołuje ruch obrotowy palców chwytnych osadzonych na wałku 3 względem korpusu 1

PL 209 177 B1 oraz ruch palca przeciw chwytnego osadzonego na wałku 7 złożony z obrotowego ruchu wokół własnej osi oraz obrotowego ruchu wokół osi płaskiego przegubu utworzonego przez jarzmo 4 z korpusem 1.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Proteza dłoni wyposażona w wałek z palcami chwytnymi oraz wałek z palcem przeciw chwytnym, przy czym oba wałki osadzone są obrotowo w korpusie dłoni, znamienna tym, że oś wałka z palcami chwytnymi (3) jest zwichrowana względem osi wałka z palcem przeciw chwytnym (7) zwichrowania w jarzmie (4), przy czym wałki z palcami (3, 7) połączone są ze sobą członem obrotowym (5) i łącznikiem (6) zakończonym przegubami kulistymi tworząc przestrzenny pięciobok przegubowy, jednocześnie jarzmo (4) jest połączone poprzez walcową przekładnię zębatą (11, 12) z wałkiem napędowym (2), wałek z palcami chwytnymi (3) poprzez stożkową przekładnię zębatą (8, 9, 10) z wałkiem napędowym (2), a wałek z palcem przeciw chwytnym (7) połączony jest z wałkiem napędowym (2) poprzez łącznik (6) człon obrotowy (5) i stożkową przekładnię zębatą (8, 9, 10).
2. 2. Proteza, według zastrz. 1, znamienna tym, że walcowa przekładnia zębata (11, 12) jest utworzona przez dwa segmenty walcowych kół zębatych (11 i 12).
3. 3. Proteza, według zastrz. 1, znamienna tym, ze stożkowa przekładnia zębata (8, 9, 10) jest utworzona przez dwa segmenty stożkowych kół zębatych (9, 10) osadzonych symetrycznie względem stożkowego koła zębatego (9).