PL215989B1

PL215989B1 - Device supporting the bending and straightening of the palm fingers

Info

Publication number: PL215989B1
Application number: PL388029A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Tulinski; Danuta Jasińska-Choromańska
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2014-02-28
Also published as: PL388029A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wspomagania zginania i prostowania palców dłoni w procesie rehabilitacji po urazach, lub u osób z ograniczoną zdolnością do samodzielnego poruszania palcami dłoni.The subject of the invention is a device for supporting the bending and straightening of fingers in the rehabilitation process after injuries or in people with limited ability to move the fingers on their own.

Tradycyjne urządzenia do rehabilitacji i usprawniania czynności kończyn górnych, zawierające stoliki lub blaty z przyciskami kontrolującymi siłę nacisku palców dłoni, przedstawione są w opisie polskiego wzoru użytkowego nr 52084 oraz w opisie zgłoszeniowym wynalazku PL 340663. W opisie zgłoszeniowym wynalazku PL 382258 opisano urządzenie do wspomagania rehabilitacji ruchowej wyposażone w manipulator połączony ze sterownikiem, serwonapęd zaopatrzony w silniki z przekładniami i czujniki położenia. Sterownik połączony jest z komputerem, a manipulator ma czujnik mierzący w sposób ciągły siły i momenty sił występujące między dłonią pacjenta a ramieniem manipulatora. Urządzenie wyposażone jest w monitor, na którym wyświetlana jest trajektoria zadana zapisana w pamięci komputera oraz trajektorie realizowane przez użytkownika.Traditional devices for the rehabilitation and improvement of the functions of the upper limbs, containing tables or table tops with buttons controlling the pressure of the fingers of the hand, are presented in the description of the Polish utility model No. 52084 and in the patent application PL 340663. In the application description PL 382258 a device for rehabilitation aid is described. movement equipped with a manipulator connected to the controller, servo drive equipped with motors with gears and position sensors. The controller is connected to a computer, and the manipulator has a sensor that continuously measures the forces and moments of force between the patient's hand and the manipulator's arm. The device is equipped with a monitor, which displays the set trajectory stored in the computer memory and the trajectories carried out by the user.

Znane są również przyrządy wspomagające zginanie i prostowanie palców dłoni zawierające kilka segmentów mechanizmu połączonych ze sobą za pośrednictwem sztywnych przegubów lub zawiasów, mocowanych w sposób rozłączny z poszczególnymi segmentami palca i częścią śródręcza. Poszczególne segmenty mechanizmu w raz z połączonymi z nimi segmentami palca napędzane są za pomocą cięgien napędowych o różnej sztywności.There are also known devices for assisting flexing and straightening the fingers of the hand, comprising several segments of the mechanism connected to each other by means of rigid joints or hinges removably attached to the individual finger segments and the metacarpal part. The individual segments of the mechanism, together with the finger segments connected to them, are driven by means of drive cables of different stiffness.

Cięgna napędowe o małej sztywności mogą przenosić tylko siły rozciągające, dlatego jeden z ruchów, na przykład prostowanie, odbywa się za pomocą sił od cięgna napędowego, a drugi z ruchów, na przykład zginanie, odbywa się za pomocą sił od sprężyny powrotnej. W niektórych przyrządach obydwa ruchy palca, zginanie i prostowanie, odbywają się na skutek przenoszonych przez cięgna linowe, ale wtedy mechanizm działa na zasadzie kołowrotka, w którym moment napędowy do jednego z ruchów jest wytwarzany przez naciąganie jednego z dwóch cięgien napędowych, a moment napędowy o zwrocie przeciwnym, dla wykonania drugiego z ruchów, jest wytwarzany przez naciąganie drugiego z dwóch cięgien napędowych.Low stiffness drive rods can only transmit tensile forces, therefore one movement, e.g. straightening, is performed by forces from the drive rod, and the other movement, e.g. bending, is performed by spring return forces. In some devices, both the bending and straightening of the finger are due to those transmitted by the cables, but then the mechanism operates as a reel in which the driving torque for one of the movements is produced by stretching one of the two driving cables and the driving torque by in the opposite sense, for the second movement to be performed, it is produced by tensioning the other of the two driving links.

Cięgna napędowe o dużej sztywności mogą przenosić siły osiowe zarówno rozciągające, jak i ściskające, bez utraty stateczności i wyboczenia w całym zakresie pracy, jednak ze względu na wbudowane zawiasy i sztywne przeguby, wymagają konstrukcyjnego dostosowania danego urządzenia do cech anatomicznych osoby używającej przyrząd, lub jego wyposażenia w mechaniczne elementy regulacyjne do ręcznej zmiany odległości między przegubami. Powoduje to nadmierne rozbudowanie konstrukcji w obrębie danego palca, a przez to dyskomfort użytkowania, komplikacje związane z obsługą urządzenia i brak możliwości ułożenia palców dłoni w sposób naturalny, równolegle względem siebie.High-stiffness drive rods can transfer axial forces, both tensile and compressive, without loss of stability and buckling throughout the operating range, but due to the built-in hinges and rigid joints, they require structural adaptation of the device to the anatomical features of the person using the device or its equipped with mechanical adjusters to manually change the distance between joints. This causes excessive development of the structure within a given finger, and thus discomfort of use, complications related to the operation of the device and the inability to place the fingers in a natural way, parallel to each other.

Urządzenie do wspomagania zginania i prostowania palców dłoni, wyposażone w mechanizm cięgnowo-dźwigniowy mocowany od strony wierzchniej dłoni do śródręcza i segmentów palca, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechanizm cięgnowo-dźwigniowy składa się z dźwigni bazowej przytwierdzonej do opaski bazowej mocowanej do śródręcza i co najmniej dwóch dźwigni ruchomych, pierwszej przytwierdzonej do opaski pierwszej mocowanej do segmentu palca z paliczkiem bliższym, i drugiej przytwierdzonej do opaski drugiej mocowanej do innego segmentu tego samego palca. Każda dźwignia ruchoma jest połączona przy pomocy pary cięgien Bowdena z dwoma oddzielnymi siłownikami wchodzącymi w skład modułu napędowego, przy czym pancerze cięgien napędowych dźwigni pierwszej są osadzone w wolnym końcu dźwigni bazowej a pancerze cięgien napędowych dźwigni drugiej są osadzone w wolnym końcu najbliższej dźwigni ruchomej. Ponadto każda dźwignia ruchoma ma dwa węzły, dolny i górny, do mocowania cięgien napędowych, usytuowane w różnych odległościach pomiędzy opaską a wolnym końcem dźwigni.A device for supporting the bending and straightening of the fingers of the hand, equipped with a cable-lever mechanism attached from the back of the hand to the metacarpal and finger segments, according to the invention, is characterized in that the cable-lever mechanism consists of a base lever attached to a base band attached to the metacarpus and at least two movable levers, the first one attached to a first band attached to the proximal phalanx segment, and the second one attached to the second band attached to another segment of the same finger. Each movable lever is connected by means of a pair of Bowden cables to two separate actuators constituting the drive module, the armors of the first lever drive rods are embedded in the free end of the base lever and the armor of the second lever drive rods are embedded in the free end of the nearest mobile lever. In addition, each movable lever has two knots, a lower and an upper, for mounting the drive rods, located at different distances between the band and the free end of the lever.

Urządzenie może być wyposażone w trzecią dźwignię ruchomą, środkową, przytwierdzoną do opaski środkowej mocowanej do segmentu palca z paliczkiem środkowym. W tym wykonaniu urządzenia pancerze cięgien dźwigni środkowej są osadzone w wolnym końcu dźwigni pierwszej, zaś pancerze cięgien dźwigni drugiej są osadzone w wolnym końcu dźwigni środkowej, przy czym dźwignia środkowa jest połączona z dwoma pozostałymi oddzielnymi siłownikami wchodzącymi w skład modułu napędowego.The device can be equipped with a third movable, middle lever attached to the middle band attached to the finger segment with the middle phalanx. In this embodiment of the device, the armor of the cables of the middle lever is seated in the free end of the first lever, and the armor of the cables of the second lever is seated in the free end of the middle lever, the middle lever being connected to the other two separate actuators of the drive unit.

W korzystnym wykonaniu urządzenia, wolny koniec dźwigni bazowej i wolny koniec każdej dźwigni usytuowanej pomiędzy dźwignią bazową i dźwignią drugą posiada przegubowy uchwyt do osadzenia pary pancerzy cięgien napędowych odpowiednich dźwigni, który to uchwyt ma oś obrotuIn a preferred embodiment of the device, the free end of the base lever and the free end of each lever positioned between the base lever and the second lever have an articulated holder for mounting a pair of armours of the driving rods of the respective levers, which holder has an axis of rotation.

PL 215 989 B1 usytuowaną prostopadłe do płaszczyzny ruchu dźwigni. Ponadto cięgna napędowe są zamocowane w węzłach za pośrednictwem przegubów, zwłaszcza płaskich, o osi obrotu usytuowanej prostopadle do płaszczyzny ruchu dźwigni.PL 215 989 B1 perpendicular to the plane of lever movement. Moreover, the drive rods are fixed in the nodes by means of joints, especially flat ones, with the axis of rotation perpendicular to the plane of the lever movement.

Korzystnym jest jeżeli siłowniki są zamocowane do korpusu modułu napędowego tak, że każde cięgno napędowe jest połączone z odpowiednim siłownikiem poprzez jego dźwignię napędową, zaś pancerze są przymocowane do korpusu za pośrednictwem oddzielnych uchwytów końcowych, zwłaszcza przegubowych.Preferably, the actuators are attached to the body of the drive unit such that each drive link is connected to the respective actuator via its drive lever, and the shells are attached to the body via separate, particularly articulated, end fittings.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest znaczne uproszczenie konstrukcji i obsługi urządzenia przy jednoczesnym zapewnieniu ergonomicznego dopasowania do dłoni użytkownika, na przykład do różnej odległości między poszczególnymi stawami wspomaganego palca oraz różnej budowy anatomicznej kciuka i pozostałych palców. Mechanizm cięgnowo-dźwigniowy jest mocowany za pomocą opasek do wierzchniej strony dłoni, a elastyczne pancerze cięgien Bowdena zapewniają możliwość dogodnego usytuowania modułu napędowego realizującego napęd dźwigni ruchomych. Brak połączenia pomiędzy poszczególnymi dźwigniami w postaci zawiasów lub przegubów eliminuje konieczność stosowania mechanicznych elementów regulacji odległości między tymi dźwigniami. Zmiana odległości między dźwigniami może odbywać się metodą programową, przy wykorzystaniu systemu sterowania. Siłowniki można wysterować tak. aby w obrębie wspomaganego stawu z pancerzy wysuwały się jednocześnie dwa cięgna napędowe w taki sposób, aby pozycja kątowa dźwigni ruchomych umieszczonych na poszczególnych segmentach palca nie uległa zmianie, a powiększyła się jedynie odległość między dźwigniami.The advantage of the solution according to the invention is a significant simplification of the construction and operation of the device while ensuring ergonomic fit to the user's hand, for example to different distances between the individual joints of the assisted finger and different anatomical structures of the thumb and other fingers. The link-and-lever mechanism is attached to the back of the hand with bands, and the flexible armor of the Bowden cables provide the possibility of conveniently positioning the drive module that drives the movable levers. The lack of connection between individual levers in the form of hinges or joints eliminates the need to use mechanical elements for adjusting the distance between these levers. The distance between the levers can be changed using the software method, using the control system. The actuators can be actuated like this. that in the area of the assisted joint, two driving rods extend simultaneously from the armor in such a way that the angular position of the movable levers located on individual finger segments does not change, and only the distance between the levers is increased.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do wspomagania palców zawierających trzy paliczki, to jest palca wskazującego, środkowego, serdecznego lub małego, w widoku z boku, fig. 2 przedstawia urządzenie do wspomagania kciuka, a fig. 3 - urządzenie z fig. 1 połączone z siłownikami modułu napędowego.The subject matter of the invention is illustrated in the drawing in which Fig. 1 shows a finger support device comprising three phalanges, i.e. the index, middle, ring or little finger, in a side view, Fig. 2 shows the thumb support device, and Fig. 3 shows the device of Fig. 1 connected to actuators of the drive unit.

Urządzenie do wspomagania zginania i prostowania palców dłoni jest wyposażone w mechanizm cięgnowo-dźwigniowy mocowany od strony wierzchniej dłoni do śródręcza i segmentów palca. Ze względu na różnice w budowie anatomicznej kciuka i pozostałych palców, urządzenie według wynalazku ma dwa wykonania, wykonanie prostsze dla kciuka i wykonanie bardziej rozbudowane dla pozostałych palców. Wykonanie dla kciuka może być także stosowane w ograniczonym zakresie dla pozostałych palców. Kompletny zestaw do jednoczesnego wspomagania ruchów wszystkich palców dłoni zawiera jedno urządzenie dla kciuka i cztery urządzenia dla pozostałych palców.The device for supporting the bending and straightening of the fingers is equipped with a pull-lever mechanism attached from the back side of the hand to the metacarpus and finger segments. Due to the differences in the anatomy of the thumb and the other fingers, the device according to the invention has two embodiments, a simpler design for the thumb and a more elaborate design for the other fingers. The design for the thumb may also be used to a limited extent for the other fingers. The complete set for assisting the movements of all fingers on the hand simultaneously includes one device for the thumb and four devices for the other fingers.

Urządzenie przedstawione na fig. 1 ma mechanizm cięgnowo-dźwigniowy złożony z dźwigni bazowej 8 przytwierdzonej do opaski bazowej 12 i trzech dźwigni ruchomych, pierwszej 9, środkowej 10 i drugiej 11. Dźwignia bazowa 8 jest przytwierdzona do opaski bazowej 12 mocowanej do śródręcza 1. Dźwignia pierwsza 9 jest przytwierdzona do opaski pierwszej 13 mocowanej do segmentu palca z paliczkiem bliższym 2. Dźwignia druga 11 jest przytwierdzona do opaski drugiej 15 mocowanej do ostatniego segmentu palca z paliczkiem dalszym 4. Trzecią dźwignię ruchomą stanowi dźwignia środkowa 10, przytwierdzona do opaski środkowej 14 mocowanej do segmentu palca z paliczkiem środkowym 3. Każda dźwignia ruchoma jest połączona z modułem napędowym przy pomocy pary cięgien Bowdena. W skład modułu napędowego wchodzą siłowniki 37, 38, 39, 40, 41, 42 przytwierdzone do korpusu 61. Dźwignia pierwsza 9 jest połączona z dwoma oddzielnymi siłownikami 37, 38, przy czym pancerze 49, 50 cięgien napędowych dźwigni pierwszej 9 są osadzone w wolnym końcu dźwigni bazowej 8. Dźwignia druga 11 jest połączona z dwoma oddzielnymi siłownikami 39, 40, przy czym pancerze 51, 52 cięgien napędowych dźwigni drugiej 11 są osadzone w wolnym końcu dźwigni środkowej 10. Dźwignia środkowa 10 jest połączona z dwoma pozostałymi oddzielnymi siłownikami 41, 42, przy czym pancerze 53, 54 cięgien dźwigni środkowej 10 są osadzone w wolnym końcu dźwigni pierwszej 9. Dźwignie ruchome mają dwa węzły, dolny 16, 18, 20 i górny 17, 19, 21, do mocowania cięgien napędowych, usytuowane w różnych odległościach pomiędzy opaską a wolnym końcem dźwigni. Cięgna napędowe są wykonane z półsztywnych linek stalowych 22, 23, 24, 25, 26, 27, zamocowanych w węzłach za pośrednictwem przegubów płaskich, o osi obrotu usytuowanej prostopadłe do płaszczyzny ruchu dźwigni. Para linek stalowych 22, 23 jest zamocowana do węzłów dźwigni pierwszej 9, druga para linek stalowych 24, 25 jest zamocowana do węzłów dźwigni drugiej 11, a środkowa para linek stalowych 26, 27 jest zamocowana do węzłów dźwigni środkowej 10. Wolny koniec dźwigni bazowej 8, dźwigni pierwszej 9 i dźwigni środkowej 10, posiada przegubowy uchwyt 28, 29, 30 do osadzenia pary pancerzy 49, 50, 51, 52, 53, 54 cięgien napędowych odpowiednich dźwigni, który to uchwyt 28, 29, 30 ma oś obrotu usytuowaną prostopadłe do płaszczyzny ruchu dźwigni. Tak wykonane urządzenie służyThe device shown in Fig. 1 has a link-lever mechanism composed of a base lever 8 attached to the base strap 12 and three mobile levers, first 9, middle 10 and second 11. The base lever 8 is attached to the base strap 12 attached to the metacarpal 1. Lever the first 9 is attached to the first band 13 attached to the finger segment with the proximal phalanx 2. The second lever 11 is attached to the second band 15 attached to the last segment of the finger with the proximal phalanx 4. The third movable lever is the middle lever 10, attached to the middle band 14 attached to finger segment with middle phalanx 3. Each movable lever is connected to the drive unit by a pair of Bowden cables. The drive unit consists of actuators 37, 38, 39, 40, 41, 42 attached to the body 61. The first lever 9 is connected to two separate actuators 37, 38, the shells 49, 50 of the driving rods of the first lever 9 are embedded in the free the end of the base lever 8. The second lever 11 is connected to two separate actuators 39, 40, the shells 51, 52 of the driving rods of the second lever 11 are embedded in the free end of the middle lever 10. The middle lever 10 is connected to two other separate actuators 41, 42, the armours 53, 54 of the cables of the central lever 10 are embedded in the free end of the first lever 9. The movable levers have two knots, a lower 16, 18, 20 and an upper 17, 19, 21, for mounting the drive cables at different distances. between the band and the free end of the lever. The driving rods are made of semi-rigid steel cables 22, 23, 24, 25, 26, 27, fixed in the knots by means of flat joints, with the axis of rotation perpendicular to the plane of the lever movement. A pair of steel cables 22, 23 are attached to the nodes of the first lever 9, a second pair of steel cables 24, 25 are attached to the nodes of the second lever 11, and a middle pair of steel cables 26, 27 are attached to the nodes of the middle lever 10. Free end of the base lever 8 of the first lever 9 and the middle lever 10, has an articulated handle 28, 29, 30 for mounting a pair of armours 49, 50, 51, 52, 53, 54 cables of the respective levers, which handle 28, 29, 30 has a perpendicular rotation axis to the plane of lever movement. Such a device serves

PL 215 989 B1 do wspomagania palców zawierających trzy paliczki, to jest palca wskazującego, środkowego, serdecznego lub małego.For supporting fingers comprising three phalanges, i.e. the index, middle, ring or little finger.

Urządzenie przedstawione na fig. 2 ma mechanizm cięgnowo-dźwigniowy złożony z dźwigni bazowej 8 przytwierdzonej do opaski bazowej 12 i dwóch dźwigni ruchomych, pierwszej 9 i drugiej 11. Dźwignia bazowa 8 jest przytwierdzona do opaski bazowej 12 mocowanej do śródręcza 1. Dźwignia pierwsza 9 jest przytwierdzona do opaski pierwszej 13 mocowanej do segmentu palca z paliczkiem bliższym 2. Dźwignia druga 11 jest przytwierdzona do opaski drugiej 15 mocowanej do następnego segmentu palca. Każda dźwignia ruchoma jest połączona z modułem napędowym przy pomocy pary cięgien Bowdena. W skład modułu napędowego wchodzą dwie pary siłowników 37, 38, 39, 40 przytwierdzone do korpusu 61. Dźwignia pierwsza 9 jest połączona z dwoma oddzielnymi siłownikami 37, 38, przy czym pancerze 49, 50 cięgien napędowych dźwigni pierwszej 9 są osadzone w wolnym końcu dźwigni bazowej 8. Dźwignia druga 11 jest połączona z dwoma oddzielnymi siłownikami 39, 40, przy czym pancerze 51, 52 cięgien napędowych dźwigni drugiej 11 są osadzone w wolnym końcu dźwigni pierwszej 9. Każda dźwignia ruchoma ma dwa węzły, dolny 16, 20 i górny 17, 21, do mocowania cięgien napędowych, usytuowane w różnych odległościach pomiędzy opaską a wolnym końcem dźwigni.The device shown in Fig. 2 has a link-lever mechanism composed of a base lever 8 attached to the base strap 12 and two mobile levers, the first 9 and the second 11. The base lever 8 is attached to the base strap 12 attached to the metacarpal 1. The first lever 9 is attached to the first band 13 attached to the finger segment with the proximal phalanx 2. The second lever 11 is attached to the second band 15 attached to the next finger segment. Each movable lever is connected to the drive unit by a pair of Bowden cables. The drive unit consists of two pairs of actuators 37, 38, 39, 40 attached to the body 61. The first lever 9 is connected to two separate actuators 37, 38, while the shells 49, 50 of the driving rods of the first lever 9 are embedded in the free end of the lever base 8. The second lever 11 is connected to two separate actuators 39, 40, the casing 51, 52 of the driving rods of the second lever 11 are embedded in the free end of the first lever 9. Each movable lever has two knots, lower 16, 20 and upper 17 , 21, for securing the drive rods, located at different distances between the band and the free end of the lever.

Cięgna napędowe są wykonane z półsztywnych linek stalowych 22, 23, 24, 25 zamocowanych w węzłach za pośrednictwem przegubów płaskich, o osi obrotu usytuowanej prostopadłe do płaszczyzny ruchu dźwigni. Para linek stalowych 22, 23 jest zamocowana do węzłów dźwigni pierwszej 9, a druga para linek stalowych 24, 25 jest zamocowana do węzłów dźwigni drugiej 11. Wolny koniec dźwigni bazowej 8 i wolny koniec każdej dźwigni usytuowanej pomiędzy dźwignią bazową 8 i dźwignią drugą 11 posiada przegubowy uchwyt 28, 29 do osadzenia pary pancerzy 49, 50, 51, 52 cięgien napędowych odpowiednich dźwigni, który to uchwyt 28, 29 ma oś obrotu usytuowaną prostopadle do płaszczyzny ruchu dźwigni. Tak wykonane urządzenie służy do wspomagania ruchu palca kciuka lub w ograniczonym zakresie do wspomagania innego palca dłoni.The driving rods are made of semi-rigid steel cables 22, 23, 24, 25 fixed in knots by means of flat joints, with the axis of rotation perpendicular to the plane of the lever movement. A pair of steel cables 22, 23 are attached to the nodes of the first lever 9, and a second pair of steel cables 24, 25 are attached to the nodes of the second lever 11. The free end of the base lever 8 and the free end of each lever between the base lever 8 and the second lever 11 have an articulated holder 28, 29 for mounting a pair of armours 49, 50, 51, 52 of the driving rods of the respective levers, which holder 28, 29 has an axis of rotation situated perpendicular to the plane of the lever movement. Such a device is used to support the movement of the thumb finger or, to a limited extent, to support another finger of the hand.

Jak przedstawiono na fig. 3, moduł napędowy urządzenia przedstawionego na fig. 1 składa się z trzech par siłowników 37, 38, 39, 40, 41, 42 zamocowanych do korpusu 61 modułu napędowego, przy czym każde cięgno napędowe jest połączone z odpowiednim siłownikiem poprzez jego dźwignię napędową 31, 32, 33, 34, 35, 36, zaś pancerze 49, 50, 51, 52, 53, 54 są przymocowane do korpusu 61 za pośrednictwem oddzielnych przegubowych uchwytów końcowych 55, 56, 57, 58, 59, 60. Ten sam moduł napędowy może być wykorzystany do współpracy z urządzeniem przedstawionym na fig. 2, po przyłączeniu cięgien Bowdena dźwigni pierwszej 9 do pary siłowników 37, 38, oraz cięgien Bowdena dźwigni drugiej 11 do kolejnej pary siłowników 39, 40.As shown in Fig. 3, the drive unit of the apparatus of Fig. 1 consists of three pairs of actuators 37, 38, 39, 40, 41, 42 attached to the body 61 of the drive unit, each drive link being connected to a respective actuator via its drive lever 31, 32, 33, 34, 35, 36, and the shells 49, 50, 51, 52, 53, 54 are attached to the body 61 via separate articulated end brackets 55, 56, 57, 58, 59, 60 The same drive unit may be used to cooperate with the device shown in Fig. 2 after attaching Bowden cables of the first lever 9 to a pair of actuators 37,38, and Bowden cables of the second lever 11 to a further pair of actuators 39, 40.

W urządzeniu według wynalazku dźwignie bazowe 8 są mocowane w sposób rozłączny na wierzchniej stronie śródręcza 1 a dźwignie ruchome są mocowane na wierzchniej stronie palców. Do mocowania służą elastyczne opaski z zapięciami umożliwiającymi łatwe i szybkie przymocowanie mechanizmu do dłoni.In the device according to the invention, the base levers 8 are releasably fastened on the upper side of the metacarpal 1 and the movable levers are fastened on the upper side of the fingers. For fastening, there are elastic bands with clasps that allow easy and quick attachment of the mechanism to the hand.

Kompletny zestaw do jednoczesnego wspomagania ruchów wszystkich palców dłoni współpracuje ze śródręczem 1 dłoni i segmentami poszczególnych palców, paliczkiem 2 bliższym, paliczkiem 3 środkowym i paliczkiem 4 dalszym w przypadku wspomagania palca wskazującego, środkowego, serdecznego lub małego, oraz z paliczkiem 2 bliższym i paliczkiem 4 dalszym w przypadku wspomagania kciuka. Paliczek bliższy 2 połączony jest ze śródręczem 1 za pomocą stawu 5, z paliczkiem 3 środkowym lub paliczkiem 4 dalszym za pomocą stawu 6, a paliczek 3 środkowy połączony jest z paliczkiem 4 dalszym za pomocą stawu 7.The complete set for simultaneous support of the movements of all fingers works with the metacarpal 1 of the hand and segments of individual fingers, the phalanx 2, the middle phalanx and the distal phalanx 4 in the case of supporting the index, middle, ring or little fingers, and with the proximal phalanx 2 and the phalanx 4 further in the case of thumb support. The proximal phalanx 2 is connected to the metacarpus 1 by the joint 5, to the middle phalanx 3 or the distal phalanx by the joint 6, and the middle phalanx 3 is connected to the distal phalanx 4 by the joint 7.

Wspomaganie przemieszczenia kątowego, zginania lub prostowania, jednego palca posiadającego trzy stawy 5, 6, 7 wymaga jednoczesnego oddziaływania na każdy segment palca względem jego osi obrotu. Przemieszczenie poszczególnych segmentów palca odbywa się poprzez jednoczesne, synchronizowane za pomocą układu sterującego, przemieszczanie dźwigni napędowych 31, 32, 33, 34, 35, 36 odpowiednich siłowników 37, 38, 39, 40, 41, 42 i połączonych z nimi cięgien napędowych. Funkcją cięgien napędowych jest dwukierunkowe przenoszenie sił napędowych od dźwigni napędowych 31, 32, 33, 34, 35, 36 siłowników 37, 38, 39, 40, 41, 42. W zależności od kierunku przemieszczenia dźwigni napędowych 31, 32, 33, 34, 35, 36 następuje zgięcie lub rozprostowanie palca. Funkcją przegubów 28, 29, 30 jest połączenie ruchowe elastycznych pancerzy 49, 50, 51, 52, 53, 54 cięgien Bowdena z odpowiednimi dźwigniami. Dla zachowania osi obrotu układu dźwignia ruchomasegment palca w sposób pokrywający się z naturalną osią obrotu danego stawu palca, płaszczyzny ruchu dźwigni ruchomych pokrywają się z płaszczyzną ruchu segmentów palca, prostopadłą do osiTo assist in angular displacement, bending or extension of one finger having three joints 5, 6, 7 requires simultaneous action on each finger segment with respect to its axis of rotation. The displacement of the individual finger segments takes place through the simultaneous, synchronized by means of a control system, movement of the driving levers 31, 32, 33, 34, 35, 36 of the respective actuators 37, 38, 39, 40, 41, 42 and the driving links connected to them. The function of the driving rods is a two-way transmission of driving forces from the driving levers 31, 32, 33, 34, 35, 36 of the actuators 37, 38, 39, 40, 41, 42. Depending on the direction of displacement of the driving levers 31, 32, 33, 34, 35, 36, the finger is bent or stretched. The function of the joints 28, 29, 30 is a movement connection of the flexible shells 49, 50, 51, 52, 53, 54 Bowden cables with the appropriate levers. In order to maintain the axis of rotation of the system, the lever moves and the finger segment coincides with the natural axis of rotation of a given finger joint, the planes of movement of the movable levers coincide with the plane of movement of the finger segments, perpendicular to the axis

PL 215 989 B1 przegubów 5, 6, 7 paliczków 2, 3, 4. Ponadto proces wysuwania i wsuwania cięgien napędowych względem odpowiadających im pancerzy 49, 50, 51, 52, 53, 54 odbywa się z odpowiednio dobraną prędkością, to znaczy, że w obrębie jednego segmentu palca cięgno napędowe bardziej oddalone od osi obrotu powinno przemieszczać się z prędkością większą niż cięgno bliższe danej osi obrotu palca. Umieszczenie cięgien napędowych na większej części swej długości wewnątrz pancerzy 49, 50, 51, 52, 53, 54 zapobiega ich wyboczeniu i utracie stateczności a także umożliwia dogodne usytuowanie modułu napędowego. W zależności od wersji urządzenia, stacjonarnej lub mobilnej, moduł napędowy może być umieszczony w sposób trwały na stanowisku stacjonarnym, albo w sposób rozłączny na ciele użytkownika.The joints 5, 6, 7, phalanges 2, 3, 4. Moreover, the process of extending and retracting the drive rods in relation to the corresponding shells 49, 50, 51, 52, 53, 54 takes place at an appropriately selected speed, i.e. within one finger segment, the drive cable farther away from the axis of rotation should move at a speed greater than the cable closest to the given axis of rotation of the finger. Positioning of the driving rods over most of their length inside the armours 49, 50, 51, 52, 53, 54 prevents their buckling and loss of stability, and also allows for convenient location of the drive module. Depending on the version of the device, whether stationary or mobile, the drive module can be permanently placed on a stationary position or removably on the user's body.

Claims

1. A device for supporting bending and straightening the fingers of the hand, equipped with a cable-lever mechanism attached from the back of the hand to the metacarpal and finger segments, characterized in that the cable-lever mechanism consists of a base lever (8) attached to the base band (12 ) attached to the metacarpus (1) and at least two movable levers, the first (9) attached to the first band (13) attached to the finger segment with the proximal phalanx (2), and the second (11) attached to the second band (15) attached to another finger segment, and each movable lever is connected by means of a pair of Bowden cables to two separate actuators (37, 38, 39, 40, 41, 42) included in the drive module, while the shells (49, 50) of the first lever drive cables (9) are embedded in the free end of the base lever (8) and the casing (51, 52) of the driving rods of the second lever (11) are embedded in the free end of the nearest mobile lever, and each movable lever it has two knots, a lower (16, 18, 20) and an upper (17, 19, 21) for attaching the drive rods, located at different distances between the band and the free end of the lever.

2. The device according to claim 3. The device as claimed in claim 1, characterized in that it has a third movable, central lever (10), attached to a central band (14) attached to the finger segment with the middle phalanx (3), the shells (53, 54) of the central lever (10) tendons being seated in the free end of the first lever (9), and the casing (51, 52) of the cables of the second lever (11) are seated in the free end of the central lever (10), the central lever (10) being connected to two other separate actuators (41, 42) included in the drive unit.

3. The device according to claim The method according to claim 1 or 2, characterized in that the free end of the base lever (8) and the free end of each lever arranged between the base lever (8) and the second lever (11) have an articulated grip (28, 29, 30) for mounting a pair of armours (49, 50, 51, 52, 53, 54) of the driving rods of the respective levers, the handle (28, 29, 30) having an axis of rotation situated perpendicular to the plane of the lever movement.

4. The device according to claim 1 3. A method according to claim 1, characterized in that the drive rods are mounted in the nodes by means of joints, especially flat joints, with the axis of rotation perpendicular to the plane of the lever movement.

5. The device according to claim 1 A drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the actuators (37, 38, 39, 40, 41, 42) are attached to the body (61) of the drive unit, each drive string being connected to a respective actuator via its drive lever (31, 32). , 33, 34, 35, 36), and the armors (49, 50, 51, 52, 53, 54) are attached to the body (61) via separate end brackets (55, 56, 57, 58, 59, 60) , especially articulated.