RU196466U1

RU196466U1 - Functional prosthesis grasp switching module

Info

Publication number: RU196466U1
Application number: RU2020101282U
Authority: RU
Inventors: Станислав Александрович Муравьёв
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Бионические технологии"
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2020-03-02

Abstract

Полезная модель относится к медицине. Модуль переключения схватов функционального протеза включает в себя корпус с поперечным и продольными внутренними каналами и устройство позиционирования поворота. В продольных внутренних каналах подвижно размещены механизмы натяжения тяг пальцев. В поперечном внутреннем канале расположен ключ переключения схватов. Механизмы натяжения тяг пальцев содержат блокировочные пазы, узлы крепления тяг и соединенные с корпусом упругие возвратные элементы. Ключ переключения схватов выполнен с возможностью поворота вокруг своей оси и включает в себя штифты блокировки механизмов натяжения. Полезная модель обеспечивает возможность применения модуля в функциональных тяговых протезах, используемых при различных ампутациях или врожденных пороках развития верхних конечностей, с выполнением различных перенастраиваемых шаблонов схватов удерживаемого предмета. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to medicine. The functional denture gripper switching module includes a housing with transverse and longitudinal internal channels and a rotation positioning device. In the longitudinal internal channels, the mechanisms of tensioning the rods of the fingers are movably placed. In the transverse inner channel there is a tong switch key. The finger pull tension mechanisms contain locking grooves, tie mounts and elastic return elements connected to the housing. The gripping switch key is rotatable around its axis and includes locking pins for tensioning mechanisms. The utility model provides the possibility of using the module in functional traction prostheses used for various amputations or congenital malformations of the upper extremities, with the implementation of various reconfigurable gripping patterns of the held object. 3 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Настоящая полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к составляющим функциональных протезов рук.This useful model relates to the field of medical technology, namely to the components of functional prostheses of the hands.

Предлагаемый модуль предназначен для использования в составе функциональных тяговых протезов, предназначенных для протезирования детей и взрослых с ампутациями предплечья, частичными ампутациями кисти, в том числе, с сохранением одного или нескольких пальцев.The proposed module is intended for use as part of functional traction prostheses intended for prosthetics of children and adults with amputations of the forearm, partial amputations of the hand, including those with the preservation of one or more fingers.

Из существующего уровня техники известен кинематический шарнир с односторонним заклиниванием имитаторов пальцевых суставов в искусственной кисти, содержащий барабан с контактной поверхностью в форме тела вращения, ось которого является осью шарнира, отличающийся тем, что в него введен клин, барабан соединен с вторым звеном шарнира осью и упругим элементом, установленным с возможностью обеспечения постоянного контакта между барабаном и клином. RU 2103951, 21.05.1996, A61F 2/54.A kinematic hinge with one-sided jamming of finger joints simulators in an artificial brush is known from the prior art, comprising a drum with a contact surface in the form of a body of revolution, the axis of which is the axis of the hinge, characterized in that a wedge is inserted into it, the drum is connected to the second link of the hinge by an axis and an elastic element installed with the possibility of ensuring constant contact between the drum and the wedge. RU 2103951, 05.21.1996, A61F 2/54.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

1) отсутствие реализации нескольких шаблонов схватов искусственной кисти, при которых происходила бы блокировка отдельных заранее заданных шарниров искусственных пальцев протеза;1) the lack of implementation of several grips of the artificial brush, in which there would be a blockage of individual predetermined joints of the artificial fingers of the prosthesis;

2) применение механизма блокировки шарнира за счет сил трения поверхностей барабана и клина, что влечет за собой быстрый износ трущихся поверхностей с последующим снижением блокировочного усилия, а так же общее ограничение силы блокировки силой трения соответствующих поверхностей;2) the use of the hinge locking mechanism due to the friction forces of the surfaces of the drum and the wedge, which entails the rapid wear of the rubbing surfaces with a subsequent decrease in the locking force, as well as the general restriction of the locking force by the friction force of the corresponding surfaces;

3) расположение механизма блокировки непосредственно в суставе искусственных пальцев приводит к невозможности установки данного шарнира на уже выпускаемые промышленностью протезы рук;3) the location of the locking mechanism directly in the joint of artificial fingers makes it impossible to install this hinge on hand prostheses already manufactured by the industry;

4) блокировка шарнира в положении схвата не допускает его применение в конструкциях функциональных протезов, имеющих отдельные механизмы сгибания каждого пальца, которые работают за счет натяжения гибких тяг, происходящего при сгибании лучезапястного, локтевого или плечевого узлов протеза;4) locking the hinge in the gripping position does not allow its use in the construction of functional prostheses having separate flexion mechanisms of each finger, which work due to the tension of flexible rods that occur when bending the wrist, elbow or shoulder nodes of the prosthesis;

5) невозможность фиксации искусственных пальцев в положении раскрытия;5) the inability to fix artificial fingers in the opening position;

6) необходимость ручного снятия блокировки шарниров пальца в положении схвата.6) the need to manually unlock the hinges of the finger in the gripping position.

Так же известен сустав протеза, содержащий неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, фиксирующее устройство с толкателем, тягами и подпружиненным рычагом, отличающийся тем, что фиксирующее устройство выполнено в виде роликовой муфты, обойма которой закреплена на неподвижной гильзе соосно с центральной осью, на ее ступице, жестко соединенной с подвижной гильзой, выполнен второй ряд гнезд, в которых расположены подпружиненные ролики, причем гнезда каждого ряда направлены в противоположные стороны, а на центральной оси установлен дополнительный толкатель, кроме того, оба толкателя снабжены выступами для взаимодействия с роликами и шарнирно соединены тягами с подпружиненным рычагом. RU 2118521, 13.05.1997, A61F 2/54, A61F 2/60.The prosthesis joint is also known, comprising a fixed sleeve, a central axis, a movable sleeve, a locking device with a pusher, rods and a spring-loaded lever, characterized in that the locking device is made in the form of a roller coupling, the cage of which is fixed to the stationary sleeve coaxially with the central axis, on its hub, rigidly connected to the movable sleeve, is made of a second row of nests in which spring-loaded rollers are located, and the nests of each row are directed in opposite directions, and set on the central axis flax additional pusher, moreover, both pusher provided with projections for cooperation with the rollers and the rods pivotally connected with the spring-loaded lever. RU 2118521, 05/13/1997, A61F 2/54, A61F 2/60.

1) отсутствие реализации нескольких переключаемых шаблонов схватов искусственной кисти, при которых происходила бы блокировка отдельных заранее заданных шарниров искусственных пальцев протеза;1) the lack of implementation of several switchable grips of the artificial brush, in which there would be a blockage of individual predetermined joints of artificial fingers of the prosthesis;

2) расположение механизма блокировки непосредственно в суставе искусственных пальцев приводит к невозможности установки данного шарнира на уже выпускаемые промышленностью протезы рук;2) the location of the locking mechanism directly in the joint of artificial fingers makes it impossible to install this hinge on hand prostheses already manufactured by the industry;

3) блокировка шарнира в положении схвата не допускает его применение в конструкциях функциональных протезов, имеющих отдельные механизмы сгибания каждого пальца, которые работают за счет натяжения гибких тяг, происходящего при сгибании лучезапястного, локтевого или плечевого узлов протеза;3) locking the hinge in the grip position does not allow its use in the construction of functional prostheses having separate flexion mechanisms of each finger, which work due to the tension of flexible rods that occur when the wrist, elbow or shoulder nodes of the prosthesis are bent;

4) невозможность фиксации искусственных пальцев в положении раскрытия;4) the inability to fix artificial fingers in the opening position;

5) необходимость ручного снятия блокировки шарниров пальца в положении схвата;5) the need to manually release the locking of the finger joints in the grip position;

6) общая техническая сложность конструкции, требующая повышенной точности изготовления.6) the general technical complexity of the design, requiring increased manufacturing accuracy.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является искусственная кисть, содержащая облицовку, каркас, установленные в нем на осях первый палец и блок II-V пальцев, шарнирно связанные между собой посредством двух промежуточных рычагов, один из которых двухплечий, пружину, шкив, соединенную с ним тягу, кулачок и ролик, отличающаяся тем, что кулачок установлен на одной оси с подпружиненным шкивом и жестко связан с ним, ролик расположен на свободном конце двухплечего рычага и поджимается к поверхности кулачка посредством дополнительной пружины, одновременно поворачивающей пальцы кисти в раскрытое положение, при этом кулачок профилирован таким образом, что сила трения покоя ролика равна или больше силы его скатывания по кулачку, в результате чего при освобождении подпружиненного шкива и жестко связанного с ним кулачка последний через ролик и рычаги фиксирует пальцы в любом, в том числе промежуточном, положении. RU 2341233, 25.04.2006, A61F 2/56.Closest to the claimed technical solution is an artificial brush containing a lining, a frame, mounted therein on the axes of the first finger and the II-V finger block, articulated between two intermediate levers, one of which is a two-arm, a spring, a pulley connected to it draft, cam and roller, characterized in that the cam is mounted on the same axis with a spring-loaded pulley and is rigidly connected to it, the roller is located on the free end of the two-arm lever and is pressed against the surface of the cam by means of an additional a spring, simultaneously turning the fingers of the brush to the open position, while the cam is profiled so that the friction force of the resting roller is equal to or greater than the force of rolling on the cam, resulting in the release of the spring-loaded pulley and the cam rigidly connected to it through the roller and levers fixes fingers in any, including intermediate, position. RU 2341233, 04.25.2006, A61F 2/56.

2) расположение механизма блокировки непосредственно в искусственной кисти смещает центр масс готового протеза от культеприемной гильзы к кисти, что влечет за собой повышение нагрузочных усилий на культю руки;2) the location of the locking mechanism directly in the artificial hand shifts the center of mass of the finished prosthesis from the stump sleeve to the hand, which entails an increase in the load on the stump of the hand;

3) конструкция искусственной кисти с одной управляющей тягой не позволяет инициировать отдельное разгибание каждого искусственного пальца;3) the design of an artificial brush with one control rod does not allow initiating a separate extension of each artificial finger;

4) использование нормально-закрытой кисти не допускает фиксации искусственных пальцев в положении раскрытия;4) the use of a normally closed brush prevents the fixation of artificial fingers in the open position;

5) применение механизма блокировки пальцев за счет сил трения поверхностей ролика и кулачка, что влечет за собой быстрый износ трущихся поверхностей с последующим снижением блокировочного усилия, а так же общее ограничение силы блокировки силой трения соответствующих поверхностей;5) the use of a finger locking mechanism due to the friction forces of the surfaces of the roller and cam, which entails the rapid wear of the rubbing surfaces with a subsequent decrease in the locking force, as well as a general restriction of the locking force by the friction force of the corresponding surfaces;

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в устранении недостатков и расширении перечня известных устройств в данной области, обеспечения возможности ее применения совместно с широким спектром выпускаемых промышленностью и вновь разрабатываемых функциональных тяговых протезов, предназначенных для протезирования детей и взрослых с ампутациями предплечья и частичными ампутациями кисти, в том числе, с сохранением одного или нескольких пальцев с целью расширения их удобства использования и функциональных возможностей, таких как возможность реализации протезом нескольких переключаемых шаблонов схватов с возможностью их перенастройки.The problem to which the claimed utility model is directed is to eliminate the shortcomings and expand the list of known devices in this field, to ensure the possibility of its use in conjunction with a wide range of industrial traction and newly developed functional traction prostheses designed for prosthetics of children and adults with amputations of the forearm and partial amputations of the hand, including with the preservation of one or more fingers in order to expand their ease of use and function ial features, such as the possibility of implementing the prosthesis several switching patterns to grips with the possibility of their migration.

Данная задача достигается за счет того, что модуль переключения схватов функционального протеза включает в себя корпус с поперечным и продольными внутренними каналами и устройство позиционирования поворота, причем в продольных внутренних каналах подвижно размещены механизмы натяжения тяг пальцев, а в поперечном внутреннем канале расположен ключ переключения схватов, при этом механизмы натяжения тяг пальцев содержат блокировочные пазы, узлы крепления тяг и соединенные с корпусом упругие возвратные элементы, а ключ переключения схватов выполнен с возможностью поворота вокруг своей оси и включает в себя штифты блокировки механизмов натяжения.This task is achieved due to the fact that the switching module of the grips of the functional prosthesis includes a body with transverse and longitudinal internal channels and a positioning device for rotation, moreover, the finger tension mechanisms are movably placed in the longitudinal internal channels and the tongs switching key is located in the transverse internal channel, at the same time, the finger pull tension mechanisms contain locking grooves, tie mounts and elastic return elements connected to the housing, and the switching key s made with the possibility of rotation around its axis and includes pins lock tension mechanisms.

Устройство позиционирования поворота может представлять собой винт с пружинным фиксатором или храповой механизм.The rotation positioning device may be a spring-loaded screw or a ratchet mechanism.

В качестве упругих возвратных элементов могут быть использованы пружины сжатия, пружины растяжения или эластичные шнуры.As elastic return elements, compression springs, extension springs or elastic cords can be used.

Штифты блокировки механизмов натяжения могут быть выполнены в виде установочных винтов.The locking pins of the tension mechanisms can be made in the form of set screws.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность применения модуля в функциональных тяговых протезах, используемых при различных ампутациях или врожденных пороках развития верхних конечностей, в том числе, с сохранением части кисти и части пальцев, с выполнением различных перенастраиваемых шаблонов схватов удерживаемого предмета.The technical result provided by the given set of features is the possibility of using the module in functional traction prostheses used for various amputations or congenital malformations of the upper extremities, including, with the preservation of part of the hand and part of the fingers, with the implementation of various reconfigurable gripping patterns of the held object.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено следующее.The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict the following.

Фиг. 1 - общий вид модуля переключения схватов функционального протеза сверху.FIG. 1 is a general view of the module for switching grips of a functional prosthesis from above.

Фиг. 2 - вид механизма натяжения тяг пальцев сбоку.FIG. 2 is a side view of the finger pull tension mechanism.

Модуль переключения схватов функционального протеза (Фиг. 1) включает в себя корпус 1 с поперечным 2 и продольными 3 внутренними каналами и устройство позиционирования поворота 4, причем в продольных внутренних каналах 3 подвижно размещены механизмы натяжения тяг пальцев (Фиг. 2, поз. 5), а в поперечном внутреннем канале 2 расположен ключ переключения схватов 6, при этом механизмы натяжения тяг пальцев (Фиг. 2, поз. 5) содержат блокировочные пазы 7, узлы крепления тяг 8 и соединенные с корпусом упругие возвратные элементы 9, а ключ переключения схватов 6 выполнен с возможностью поворота вокруг своей оси и включает в себя штифты блокировки механизмов натяжения 10.The module for switching the grips of the functional prosthesis (Fig. 1) includes a housing 1 with transverse 2 and longitudinal 3 internal channels and a positioning device for turning 4, and the finger tension mechanisms are movably placed in the longitudinal internal channels 3 (Fig. 2, item 5) and in the transverse inner channel 2 there is a grip switching key 6, while the finger pull tension mechanisms (Fig. 2, item 5) contain locking grooves 7, tie rod attachment units 8 and elastic return elements 9 connected to the housing, and the switching key is gripped 6 is rotatable around its axis and includes locking pins of the tension mechanisms 10.

Модуль переключения схватов функционального протеза работает следующим образом.The module for switching the grips of a functional prosthesis works as follows.

Корпус 1 модуля переключения схватов функционального протеза устанавливается на искусственное предплечье тягового функционального протеза кисти или на искусственное плечо тягового функционального протеза предплечья. При этом гибкие тяги искусственных пальцев протеза закрепляются на соответствующих узлах крепления тяг 8 механизмов натяжения тяг пальцев 5.The housing 1 of the module for switching the grips of the functional prosthesis is mounted on the artificial forearm of the traction functional prosthesis of the hand or on the artificial shoulder of the traction functional prosthesis of the forearm. In this case, the flexible traction of the artificial fingers of the prosthesis are fixed on the corresponding attachment points of the rods 8 of the tension mechanisms of the rods of the fingers 5.

Конфигурация каждого ряда штифтов блокировки механизмов натяжения 10, установленных на ключе переключения схватов 6, соответствует одному шаблону схвата протеза. При этом программирование шаблонов схватов производится путем установки или снятия определенных штифтов блокировки механизмов натяжения 10.The configuration of each row of locking pins of the tension mechanisms 10 mounted on the switching key of the grips 6 corresponds to one template of the grasp of the prosthesis. At the same time, the programming of gripper patterns is carried out by installing or removing certain locking pins of the locking mechanisms 10.

Затем протез с установленным модулем переключения схватов функционального протеза размещается на конечности пользователя.Then the prosthesis with the installed module for switching the grips of the functional prosthesis is placed on the user's limbs.

Пользователь путем вращения в поперечном внутреннем канале 2 ключа переключения схватов 6 выбирает необходимый ему шаблон схвата, при этом устройство позиционирования поворота 4 позволяет поворачивать ключ переключения схватов 6 на определенный заранее заданный угол.The user by rotating in the transverse inner channel 2 of the tongs switching key 6 selects the tong template necessary for him, while the rotation positioning device 4 allows you to rotate the tongs switching key 6 by a predetermined angle.

При сгибании конечности с установленным протезом происходит натяжение гибких тяг его искусственных пальцев и усилие натяжения через узлы крепления тяг 8 передается на механизмы натяжения тяг пальцев 5.When the limb is bent with the prosthesis installed, the flexible rods of its artificial fingers are tensioned and the tension force is transmitted through the tie rod attachment nodes 8 to the finger tension mechanisms 5.

В случае, если в ключе переключения схватов 7 был установлен штифт блокировки механизмов натяжения 10, соответствующий блокировочный паз 7 не позволяет механизму натяжения тяг пальцев 5 совершать поступательное движение в его продольном внутреннем канале 3. Таким образом, с помощью механизма натяжения тяг пальцев 5 выполняется блокировка конца тяги искусственного пальца протеза, за счет чего производится его сгибание или разгибание.In the event that a locking pin for tensioning mechanisms 10 was installed in the grip switching key 7, the corresponding locking groove 7 does not allow the tensioning mechanism of the finger rods 5 to translate in its longitudinal internal channel 3. Thus, the locking mechanism of the finger rods 5 is locked the end of the traction of the artificial finger of the prosthesis, due to which it is bent or extended.

Если для данного продольного канала 3 в ключе переключения схватов 6 не был установлен штифт блокировки механизмов натяжения 10, соответствующий механизм натяжения тяг пальцев 5 совершает поступательное движение в его продольном внутреннем канале 3 и сгибания или разгибания искусственного пальца протеза не происходит. В этом случае, после разгибания конечности с установленным протезом, за счет упругих возвратных элементов 9 механизм натяжения тяг пальцев 5 совершает обратное поступательное движение в его продольном внутреннем канале 3 и возвращается на исходную позициюIf for this longitudinal channel 3, in the switching key of the grips 6, a lock pin for the tension mechanisms 10 was not installed, the corresponding tension mechanism of the finger rods 5 translates in its longitudinal internal channel 3 and the prosthesis does not bend or extend the artificial finger. In this case, after extension of the limb with the prosthesis installed, due to the elastic return elements 9, the finger tension mechanism 5 performs a reverse translational movement in its longitudinal internal channel 3 and returns to its original position

Применение модуля переключения схватов функционального протеза позволит повысить удобство пользования функциональными протезов рук и сократить время выполнения целенаправленных действий в работе пользователя за счет повышения надежности, точности и естественности различных шаблонов, производимых протезом схватов, обеспечиваемых применением модуля.The use of a functional denture gripper switching module will improve the usability of functional hand prostheses and reduce the time for performing targeted actions in the user's work by increasing the reliability, accuracy and naturalness of various patterns produced by the gripper prosthesis provided by the module.

Claims

1. The switching module of the grips of the functional prosthesis, characterized in that it includes a housing with transverse and longitudinal internal channels and a positioning device for rotation,

moreover, in the longitudinal internal channels the mechanisms of tensioning the rods of the fingers are movably placed,

and in the transverse inner channel there is a tong switch key,

wherein the finger pull tension mechanisms comprise locking grooves, tie rod attachment assemblies and elastic return elements connected to the housing,

and the gripping switch key is rotatable around its axis and includes locking pins of the tension mechanisms.

2. The switching module of the grips of the functional prosthesis according to claim 1, characterized in that the rotation positioning device is a spring-loaded screw or ratchet mechanism.

3. The switching module of the grips of the functional prosthesis according to claim 1, characterized in that compression springs, tension springs or elastic cords can be used as elastic return elements.

4. The switching module of the grips of the functional prosthesis according to claim 1, characterized in that the locking pins of the locking mechanisms of the tension are made in the form of set screws.