PL212468B1 - 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 ukształtowany w postaci trójkąta, połączony dwoma przegubami płaskimi o prostopadłych osiach obrotu z odpowiednikiem nadgarstka, co umożliwia wyginanie korpusu protezy w nadgarstku w dwie strony przy pomocy klawiszy umieszczonych w punktach dogodnych dla właściciela protezy. Proteza wyposażona jest w pięć palców z których każdy utworzony jest przez trzy połączone przegubami płaskimi paliczki. Wszystkie palce połączone są przegubami płaskimi z korpusem. Przeguby pomiędzy paliczkami jak i przeguby łączące palce z korpusem wyposażone są w zabezpieczenia blokujące nadmierne wyginanie palców. Ruch pierwszego palca- kciuka- sterowany jest jednym klawiszem a ruch pozostałych palców sterowany jest drugim klawiszem. Proteza w widoku zewnętrznym podobna jest do naturalnej dłoni. Wszystkie ruchy protezy sterowane są przez zdrową rękę użytkownika, która wpływa na geometryczną konfigurację wszystkich palców i nadgarstka, przez co zapewnia wymagane opanowanie ruchów, wszystkich połączeń przegubowych w celu zwalniania i domykania chwytanego przedmiotu przez protezę.

Znane są też stosowania protezy dłoni o jednym stopniu swobody, zwane protezą SUVA. Proteza taka ma obudowę, wewnątrz której osadzone są obrotowo dwa równoległe wałki z umocowanymi na palcami. Na jednym wałku osadzony jest palec przeciwchwytny a na drugim dwa, trzy lub cztery pałce 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 wynalazku, według wynalazku, polega na tym, że oś wałka z palcami chwytnymi jest zwichrowana względem osi wałka z palcem przeciwchwytnym, który tworzy połączenie obrotowe z blokadą ruchu z jarzmem tworzącym połączenie obrotowe z pośredniczącym wałkiem. Wałki z palcami chwytnym i przeciwchwytnym połączone są ze sobą poprzez dwie stożkowe przekładnie zębate oraz rozłączną walcową przekładnię zębatą, natomiast pośredni wałek połączony jest poprzez dwie rozłączne walcowe przekładnie zębate z napędowym wałkiem.

Korzystnie rozłączne walcowe przekładnie zębate sterowane są rozłącznymi sprzęgłami.

Zaletą wynalazku jest zwiększenie zdolności manipulacyjnych palców protezy poprzez uzyskanie trzech ruchów: prostego domykania lub otwierania palców, zmiany tylko kąta zwichrowania pomiędzy osiami wałków z palcami oraz zmiany kąta zwichrowania osi wałków z palcami z jednoczesnym domykaniem lub otwieraniem palców.

Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia schemat kinematyczny protezy dłoni.

Proteza dłoni ma w korpusie 1 osadzone przy pomocy płaskich przegubów: napędowy wałek 2, wałek 3 z palcami chwytnymi, oraz pośredni wałek 4. Z pośrednim wałkiem 4 jarzmo 5 tworzy obrotowe połączenie. Z kolei z jarzmem 5 wałek z palcem przeciwchwytnym 6 tworzy obrotowe połączenie 7 umożliwiające blokowanie ruchu obrotowego. Na napędowym wałku 2 osadzony jest przesuwnie segment walcowego koła zębatego 8 połączony na stałe z rozłącznym sprzęgłem 9 oraz przesuwnie segment walcowego koła zębatego 10 połączony na stałe z rozłącznym sprzęgłem 11. Segment walcowego koła zębatego 8 współpracuje z segmentem walcowego koła zębatego 12 osadzonego na stałe na jarzmie 5, dzięki czemu uzyskuje się zmianę wartości kąta zwichrowania pomiędzy osiami ruchu wałka z palcami chwytnymi 3 i wałka z palcem przeciwchwytnym 6. Z kolei segment walcowego koła zębatego 10 współpracuje z segmentem walcowego koła zębatego 13 osadzonym na stałe na pośrednim wałku 4. Na pośrednim wałku 4 osadzony na stałe jest również segment walcowego koła zębatego 14 współpracujący z segmentem walcowego koła zębatego 15 osadzonego przesuwnie na segmencie stożkowego koła zębatego 16 osadzonego obrotowo na jarzmie 5.

Ruch przesuwny segmentu walcowego koła zębatego 15 względem segmentu stożkowego koła zębatego 16 umożliwia rozłączne sprzęgło 17. Obrót segmentu stożkowego koła zębatego 16 współpracującego z segmentem stożkowego koła zębatego 18 osadzonego na stałe na wałku z palcem przeciwchwytnym 6 wywołuje ruch zamykanie lub otwierania palca przeciwchwytnego. Z kolei ruch obrotowy pośredniego wałka 4 na którym na stałe osadzony jest segment stożkowego koła zębatego 19

PL 212 468 B1 współpracujący z segmentem stożkowego koła zębatego 20 osadzonym na stałe na wałku z palcami chwytnymi 3 wywołuje ruch zamykania lub otwierania palców chwytnych.

Zastosowanie dwóch stałych stożkowych przekładni i trzech rozłącznych przekładni walcowych sterowanych trzema rozłącznymi sprzęgłami pozwala uzyskiwać następujące ruchy palców protezy dłoni:

- pierwszy rodzaj domykanie lub otwierania palców występuje jeżeli wszystkie przekładnie są połączone. Ruch obrotowy napędowego wałka 2 wywołuje ruch obrotowy wałka z palcami chwytnymi 3 względem korpusu 1, ruch obrotowy jarzma 5 względem korpusu l oraz ruch obrotowy wałka z palcem przeciwchwytnym 6 względem jarzma 5 co pozwala uzyskać prosty ruch wałka z palcami chwytnymi 3 i złożony ruch wałka z palcem przeciwchwytnym 6,

- drugi rodzaj ruchu palców występuje, gdy rozłączne sprzęgło 9 rozłączy przekładnię walcową utworzoną przez koła 8 i 12. W tym przypadku ruch obrotowy napędowego wałka 2 wywołuje prosty ruch obrotowy wałka z palcami chwytnymi 3 i prosty ruch obrotowy wałka z palcem przeciwchwytnym 6, co pozwala prosty ruch zamykania lub otwierania palców,

- trzeci rodzaj ruchu występuje gdy rozłączne sprzęgło 11 rozłączy przekładnię walcową utworzoną przez koła 10 i 13. W tym przypadku ruch obrotowy napędowego wałka 2 wywołuje ruch obrotowy jarzma 5 i ruch obrotowy wałka z palcem przeciwchwytnym 6 względem jarzma 5 a w efekcie zmianę kąta zwichrowania pomiędzy osią ruchu wałka z palcami chwytnymi 3 i osią ruchu wałka z palcem przeciwchwytnym 6 z jednoczesnym domykaniem lub otwieraniem palca przeciwchwytnego,

- czwarty rodzaj ruchu występuje przy rozłączne sprzęgło 11 rozłączy przekładnie walcową utworzoną przez koła 10 i 13 a rozłączne sprzęgło 17 rozłączy przekładnie walcową tworzoną przez koła 14 i 15. Ruch obrotowy napędowego wałka 2 powoduje tylko obrót jarzma 5 względem pośredniczącego wałka 4 co umożliwia tylko zmianę kąta zwichrowania pomiędzy osią ruchu wałka z palcami chwytnymi 3 i osią ruchu wałka z palcem przeciwchwytnym 6.

Claims (2)

1. Proteza dłoni wyposażona w wałek z palcami chwytnymi oraz wałek z palcem przeciwchwytnym, przy czym wałki osadzone są obrotowo w korpusie dłoni, znamienna tym, że oś wałka z palcami chwytnymi (3) jest zwichrowana względem osi wałka z palcem przeciwchwytnym (6), który tworzy połączenie obrotowe z blokadą ruchu (7) z jarzmem (5) tworzącym połączenie obrotowe z pośredniczącym wałkiem (4), przy czym wałki z palcami (3, 6) połączone są ze sobą poprzez dwie stożkowe przekładnie zębate (19, 20) i (16, 18) oraz rozłączną walcową przekładnię zębatą (14, 15), natomiast pośredni wałek (4) połączony jest poprzez dwie rozłączne walcowe przekładnie zębate (10, 13) i (8, 12) z napędowym wałkiem (2).

2. Proteza, według zastrz. 1, znamienna tym, że rozłączne walcowe przekładnie zębate (8, 12 i 10, 13 i 14, 15) sterowane są rozłącznymi sprzęgłami (9, 11, 17).