RU2615278C2 - Forearm prosthesis - Google Patents
Forearm prosthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615278C2 RU2615278C2 RU2015127498A RU2015127498A RU2615278C2 RU 2615278 C2 RU2615278 C2 RU 2615278C2 RU 2015127498 A RU2015127498 A RU 2015127498A RU 2015127498 A RU2015127498 A RU 2015127498A RU 2615278 C2 RU2615278 C2 RU 2615278C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- brush
- hand
- drive
- rotation
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/54—Artificial arms or hands or parts thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/54—Artificial arms or hands or parts thereof
- A61F2/58—Elbows; Wrists ; Other joints; Hands
- A61F2/583—Hands; Wrist joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/68—Operating or control means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/68—Operating or control means
- A61F2/70—Operating or control means electrical
- A61F2/72—Bioelectric control, e.g. myoelectric
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию и протезостроению.The invention relates to medical equipment, namely to prosthetics and prosthetics.
Известен «Протез предплечья» по а.с. №1416120, МПК A61F 2/54, содержащий искусственную кисть, несущую гильзу, выполненную в виде шин, соединенных кольцом и снабженных манжеткой. В несущей гильзе размещена приемная гильза, соединенная соосно с приводным валом кисти и с возможностью вращения с ним.Known "Prosthesis of the forearm" by AS No. 1416120, IPC
Недостатком данного устройства является то, что движение вращения приемной гильзы используется для выполнения функции схвата, а активные функции ротации кисти и сгибания кисти не реализуются.The disadvantage of this device is that the rotation movement of the receiving sleeve is used to perform the gripping function, and the active functions of rotation of the hand and flexion of the hand are not realized.
Известен также «Протез предплечья» по патенту №2271778, A61F 2/54, содержащий искусственную кисть, несущую гильзу с элементами крепления, размещенную в ней приемную гильзу, соединенную соосно с валом механического привода и, соответственно, с возможностью вращения с ним, обеспечивая активную ротацию кисти и схват.Also known is the “Forearm prosthesis” according to the patent No. 2271778,
К недостаткам данного устройства можно отнести сложность управления из-за необходимости последовательно выполнять переключения для использования функций подвижности. Кроме того, в данном устройстве не решается задача активного сгибания-разгибания кисти.The disadvantages of this device include the complexity of control due to the need to consistently perform switching to use the mobility functions. In addition, this device does not solve the problem of active flexion-extension of the brush.
Наиболее близким по функциональной и технической сущности является выбранный авторами в качестве прототипа «Протез предплечья» по патенту №2541816, МПК A61F 2/54.The closest in functional and technical essence is the forearm prosthesis selected by the authors as a prototype according to patent No. 2541816, IPC
Устройство содержит искусственную электромеханическую кисть с биоэлектрическим управлением приводом, несущую гильзу, соединенную с опорным корпусом механического привода ротации кисти и снабженную элементами крепления, а также приемную гильзу, размещенную в несущей гильзе, соосно соединенную с валом механического привода ротации кисти и, соответственно, с возможностью вращения с ним, а также привод сгибания кисти, разъемный наплечник с возможностью охвата плечевого сустава руки. (Описание протеза предплечья, в состав которого входит узел - кисть искусственная с биоэлектрическим управлением, дано в книге «Справочник по протезированию» под редакцией В.И. Филатова. Л.: Медицина, 1978, стр. 131).The device comprises an artificial electromechanical brush with bioelectric drive control, a supporting sleeve connected to the support housing of the mechanical drive of rotation of the brush and provided with fastening elements, as well as a receiving sleeve located in the supporting sleeve, coaxially connected to the shaft of the mechanical drive of rotation of the brush and, accordingly, with the possibility of rotation with it, as well as a flexion drive of the hand, a detachable shoulder pad with the ability to cover the shoulder joint of the arm. (A description of the forearm prosthesis, which includes a node — an artificial brush with bioelectric control, is given in the book “Handbook of Prosthetics” edited by V.I. Filatov. L .: Medicine, 1978, p. 131).
Недостатком прототипа является то, что он имеет ограниченный контингент пользователей, поскольку может быть востребован только инвалидами с длинной и, как правило, булавовидной культей предплечья, развивающей достаточные усилия для приведения в действие механического привода пронации и супинации. Кроме того, механизм активного сгибания-разгибания кисти имеет низкую эффективность из-за податливости мягких тканей и неустойчивого положения наплечника при силовой работе гибкой механической передачи. Для управления устройство требует больших энергозатрат инвалида, причем устройство нуждается в сложной ежедневной настройке непосредственно на инвалиде.The disadvantage of the prototype is that it has a limited number of users, since it can only be claimed by people with disabilities with a long and, as a rule, club-shaped stump of the forearm, which develops sufficient effort to actuate the mechanical drive of pronation and supination. In addition, the mechanism of active flexion-extension of the hand has low efficiency due to the flexibility of soft tissues and the unstable position of the shoulder pad during power work of a flexible mechanical transmission. To control the device requires large energy consumption of the disabled person, and the device needs complex daily settings directly on the disabled person.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение удобства инвалида путем снижения его энергетических затрат при управлении устройством благодаря введению электромеханических приводов ротации и сгибания кисти, что снижает уровень силового воздействия на несущую и приемную гильзы и разъемный наплечник, обеспечивает расширение, таким образом, контингента пользователей и повышение удобства при выполнении целенаправленных действий по самообслуживанию благодаря сокращению объема компенсаторных движений и одновременному управлению в естественном режиме тремя степенями подвижности протеза руки.The objective of the invention is to increase the convenience of a disabled person by reducing his energy costs when controlling the device due to the introduction of electromechanical drives for rotation and bending of the hand, which reduces the level of force impact on the carrier and receiving shells and detachable shoulder pad, thus expanding the user base and increasing comfort when performing targeted self-care actions by reducing the volume of compensatory movements and at the same time managing ju in natural mode with three degrees of mobility of the prosthetic arm.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что протез предплечья, содержащий искусственную электромеханическую кисть, несущую гильзу, соединенную с опорным корпусом и снабженную элементами крепления, приемную гильзу, размещенную в несущей гильзе с возможностью поворота, привод ротации, привод сгибания кисти, разъемный наплечник с возможностью охвата плечевого сустава руки, отличается тем, что привод сгибания кисти имеет электродвигатель, упругий стержень в гибкой оболочке, шарнир с подвижной и неподвижной частью и систему управления приводом сгибания кисти, подвижная часть шарнира соединена с искусственной электромеханической кистью, первый конец упругого стержня зафиксирован одним концом на наплечнике, а вторым на несущей гильзе, при этом второй конец упругого стержня оставлен свободным, система управления приводом сгибания кисти состоит из датчика управления сгибанием кисти и датчика обратной связи в виде датчика угла сгибания кисти, соединенных с входом второго сумматора, на выходе которого подключены третий и четвертый импульсные преобразователи, соединенные со вторым усилителем мощности, выход которого подключен к электродвигателю, датчик управления сгибанием кисти закреплен на наплечнике, причем его ротор неподвижно соединен с первым концом упругого стержня, электродвигатель присоединен к неподвижной части шарнира, а его выходной вал соединен с подвижной частью шарнира, статор датчика угла сгибания кисти неподвижно соединен с неподвижной частью шарнира, а его ротор с выходным валом электродвигателя, привод ротации кисти расположен в несущей гильзе и имеет электродвигатель, поворотную пружинную муфту, вал и систему управления приводом ротации кисти, состоящую из датчика управления ротацией кисти и источника опорного напряжения, соединенных с входом первого сумматора, на выходе которого подключен первый и второй импульсные преобразователи, соединенные с первым усилителем мощности, выход которого подключен к электродвигателю, а вал выполнен с возможностью формирования обратной связи по положению и усилию на датчике управления ротацией кисти, ротор пружинной муфты шарнирно установлен в статоре пружинной муфты, при этом одним концом посредством зубчатой передачи соединен с ротором датчика управления ротацией кисти, а другим концом неподвижно соединен с приемной гильзой, электродвигатель неподвижно соединен с опорным корпусом и посредством зубчатой передачи соединен с валом, причем вал шарнирно установлен в опорном корпусе и одним концом соединен неподвижно с неподвижной частью шарнира привода сгибания кисти, а другим - соединен со статором поворотной пружинной муфты, искусственная электромеханическая кисть имеет систему управления схватом - раскрытием пальцев кисти, содержащую две электрические цепи последовательно соединенных: чувствительного элемента управления кистью, предварительного усилителя и прибора детектирования и фильтрации сигнала, присоединенных к усилителю мощности, который подключен к электродвигателю кисти, причем чувствительные элементы управления кистью выполнены в виде двух пар поверхностных электродов, закрепленных на несущей гильзе, а последняя выполнена конструктивно «неспадающей».The technical result of the task is achieved by the fact that the forearm prosthesis, containing an artificial electromechanical brush, carrying sleeve, connected to the supporting body and provided with fastening elements, a receiving sleeve placed in a rotary sleeve, rotation drive, brush flexion drive, detachable shoulder pad with the ability coverage of the shoulder joint of the hand, characterized in that the bending drive of the hand has an electric motor, an elastic rod in a flexible shell, a hinge with a movable and fixed part and a system the topic of controlling the bending drive of the brush, the movable part of the hinge is connected to an artificial electromechanical brush, the first end of the elastic rod is fixed with one end on the shoulder and the second on the supporting sleeve, while the second end of the elastic rod is left free, the control system for the drive of the bending of the brush consists of a bending control sensor brush and feedback sensor in the form of a brush angle sensor connected to the input of the second adder, the output of which is connected to the third and fourth pulse transform the bodies connected to the second power amplifier, the output of which is connected to the electric motor, the brush bend control sensor is mounted on the shoulder pad, and its rotor is fixedly connected to the first end of the elastic rod, the electric motor is attached to the fixed part of the hinge, and its output shaft is connected to the movable part of the hinge, the stator of the brush angle sensor is fixedly connected to the fixed part of the hinge, and its rotor with the output shaft of the electric motor, the brush rotation drive is located in the carrier sleeve and has an electric motor spruce, rotary spring clutch, shaft and brush rotation drive control system, consisting of a brush rotation control sensor and a voltage reference connected to the input of the first adder, the output of which is connected to the first and second pulse converters connected to the first power amplifier, the output of which is connected to the electric motor, and the shaft is configured to provide feedback on the position and force on the brush rotation control sensor, the spring clutch rotor is pivotally mounted in the spring stator of the coupling, while at one end it is connected via a gear to the rotor of the brush rotation control sensor, and at the other end it is fixedly connected to the receiving sleeve, the electric motor is fixedly connected to the support housing and connected to the shaft via the gear transmission, the shaft being pivotally mounted in the supporting housing and one the end is connected fixedly to the fixed part of the hinge of the brush bending drive, and the other is connected to the stator of the rotary spring coupling, the artificial electromechanical brush has a control system I grasp - the opening of the fingers of the brush, containing two electrical circuits connected in series: a sensitive control element of the brush, a pre-amplifier and a device for detecting and filtering the signal, connected to a power amplifier that is connected to the electric motor of the brush, and the sensitive control elements of the brush are made in the form of two pairs of surface electrodes mounted on a supporting sleeve, and the latter is structurally “non-falling”.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструктивная схема протеза предплечья с мотор-редукторами электромеханических приводов ротации и сгибания кисти, на фиг. 2 представлена структурная схема одноканальной системы управления функцией ротации кисти, на фиг. 3 представлена структурная схема одноканальной системы управления функцией сгибания кисти, на фиг. 4 представлена структурная схема двухканального биоэлектрического управления искусственной кистью протеза.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a structural diagram of a forearm prosthesis with gear motors of electromechanical drives for rotation and flexion of the hand; FIG. 2 is a structural diagram of a single-channel brush rotation function control system; FIG. 3 is a structural diagram of a single-channel control system for bending the hand, FIG. 4 is a structural diagram of a two-channel bioelectric control of an artificial prosthesis brush.
Протез предплечья содержит искусственную кисть 1, несущую гильзу 2, выполненную «неспадающей» и соединенную с опорным корпусом 3 механизма ротации кисти, приемную гильзу 4, мотор-редуктор привода ротации кисти 5, мотор-редуктор привода сгибания кисти 6, разъемный наплечник 7 с возможностью охвата плечевого сустава руки. Причем в опорном корпусе механизма ротации кисти шарнирно установлен вал 8 механизма ротации кисти, соединенный одним концом с неподвижной частью 9 шарнира сгибания кисти, а вторым - со статором поворотной пружинной муфты 10, в котором неподвижно закреплен датчик управления ротацией кисти 11, ротор 12 которого кинематически посредством зубчатой передачи 13 соединен с ротором 14 пружинной муфты. Ротор 14 шарнирно установлен в статоре пружинной муфты 10 с ограничением поворота относительно статора в пределах деформации пружин 15. К ротору 14 неподвижно соосно присоединена приемная гильза 4. Мотор-редуктор 5 ротации кисти неподвижно соединен с опорным корпусом 3 механизма ротации кисти и кинематически посредством зубчатой передачи 16 соединен с валом 8 механизма ротации кисти, при этом мотор-редуктор 6 сгибания кисти присоединен к неподвижной части 9 механизма сгибания кисти, а его выходной вал 17 соединен с подвижной частью 18 механизма сгибания кисти. При этом статор датчика 19 угла сгибания кисти, выполняющий функцию датчика обратной связи, также неподвижно соединен с неподвижной частью 9 механизма сгибания кисти, а его ротор 20 соединен с выходным валом 17 мотор-редуктора 6 сгибания кисти и соответственно с подвижной частью 18 механизма сгибания кисти.The forearm prosthesis contains an
Кроме того, на наплечнике 7 закреплен датчик 21 управления сгибанием кисти, ротор 22 которого неподвижно соединен с первым концом упругого гибкого стержня 23, помещенного в гибкую оболочку 24, зафиксированную одним концом на наплечнике 7, а вторым на несущей гильзе 2, оставив свободным второй конец гибкого стержня.In addition, on the
Чувствительные элементы управления кистью в виде двух пар поверхностных электродов 25 закреплены на несущей гильзе 2, а электронный блок 26 управления приводами и источник электропитания 27 закреплены на наплечнике.Sensitive brush controls in the form of two pairs of
Электронный блок управления 26 структурно содержит три системы независимого управления движением исполнительных механизмов: одноканальную систему управления ротацией кисти, одноканальную систему управления сгибанием кисти и двухканальную систему биоэлектрического управления схватом-раскрытием пальцев кисти.The
В системе управления приводом ротации кисти датчик 11 управления ротацией кисти и источник опорного напряжения 28 соединены с первым сумматором 29, который соединен с первым и вторым импульсными преобразователями 30 и 31, соединенными с усилителем мощности 32, выход которого подключен к мотор-редуктору 5 электропривода ротации кисти.In the control system of the brush rotation drive, the brush
В системе управления приводом сгибания кисти датчик 21 управления сгибанием кисти и датчик 19 угла сгибания кисти, выполняющий функцию датчика обратной связи, соединены со вторым сумматором 33, который соединен с третьим и четвертым импульсными преобразователями 34 и 35, соединенными с усилителем мощности 36, выход которого подключен к мотор-редуктору 6 электропривода сгибания кисти. Система управления схватом-раскрытием пальцев кисти содержит две электрические цепи последовательно соединенных: чувствительного элемента 25 управления кистью, предварительного усилителя 37 и прибора 38 детектирования и фильтрации сигнала, присоединенных к усилителю мощности 39, который подключен к мотор-редуктору электропривода кисти 1.In the control system of the brush flexion drive, the brush
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при работе с объектами манипулирования предплечье согнуто в локтевом суставе оператора-инвалида. При неподвижной культе предплечья разность сигналов от источника опорного напряжения 28 и датчика 11 ротации кисти равна нулю (вычитание обеспечивает сумматор 29). При движении ротации культи предплечья выполняется поворот приемной гильзы 4, которая поворачивает ротор 14 пружинной муфты 10. Одновременно через зубчатую передачу 13 поворачивается ротор 12 датчика 11 угла ротации кисти, что приводит к рассогласованию исходных сигналов. Разность сигналов, которая получается на выходе сумматора 29, является сигналом управления и может быть положительной или отрицательной в зависимости от направления ротации культи, что меняет полярность питания на приводе. Чем больше величина рассогласования, тем больше сигнал управления ротацией, который поступает на импульсные преобразователи 30, 31, далее последовательно на широтно-импульсный усилитель мощности 32, мотор-редуктор 5 привода ротации кисти и вал 8 механизма ротации кисти, который соединен через пружинную муфту 10 с приемной гильзой, что формирует механическую обратную связь по положению и усилию исполнительного механизма. При остановке пронации или супинации культи привод доводит устройство до момента согласования сигналов, сигнал управления становится равным нулю и привод останавливается.The device operates as follows. In the initial state, when working with manipulation objects, the forearm is bent at the elbow joint of a disabled operator. With a motionless stump of the forearm, the difference between the signals from the
При закрепощенном (неактивном) в протезе предплечья лучезапястном сочленении для выполнения манипуляций с различными объектами, например при попытке взять предмет сбоку или сверху в пределах рабочей зоны, инвалид компенсаторно использует повышенную амплитуду отведения плеча и ротации плеча. Здоровый человек при функционирующем лучезапястном сочленении использует в большей степени сгибание кисти. В предлагаемом устройстве движение ротации плеча используется в качестве управляющего сгибанием-разгибанием кисти, что сокращает объем компенсаторных движений и делает рисунок движения близким к естественному. Инвалид, начиная компенсаторное движение ориентации кисти, естественным образом начинает управлять сгибанием кисти.When the wrist joint is secured (inactive) in the forearm prosthesis to perform manipulations with various objects, for example, when trying to take an object from the side or from above within the working area, the disabled person compensates for the increased amplitude of shoulder abduction and shoulder rotation. A healthy person with a functioning wrist joint uses bending of the hand to a greater extent. In the proposed device, the rotation movement of the shoulder is used as the control of the flexion-extension of the hand, which reduces the amount of compensatory movements and makes the movement pattern close to natural. A disabled person, starting a compensatory movement of the orientation of the brush, naturally begins to control the flexion of the brush.
При неподвижной культе предплечья, когда ротация плеча не производится, разность сигналов от датчика 21 управления сгибанием кисти и датчика 19 сгибания кисти (датчика обратной связи) равна нулю (вычитание обеспечивает сумматор 33). При неспадающей несущей гильзе локоть при максимально выпрямленной руке согнут на 6-7 градусов, что позволяет обеспечить поворот ротора 22 датчика 21 при ротации плеча во всем диапазоне положений согнутой руки.When the forearm stump is stationary, when the shoulder is not rotated, the difference between the signals from the hand
В качестве примера выполнения элементов крепления несущей гильзы и конструктивных признаков, характеризующих пример выполнения несущей гильзы конструктивно неспадающей, может служить описание, приведенное в книге «Конструкции протезно-ортопедических изделий» под редакцией канд. техн. наук А.П. Кужекина. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, стр. 166. Термин «неспадающая» широко используется в протезировании и подразумевает особенности конструкции (формы пелотов и углублений) гильзы в районе локтевого сустава руки. Особенности конструкции неспадающей гильзы приведены в книге «Технология протезно-ортопедических изделий», под редакцией канд. техн. наук А.П. Кужекина. М.: Легпромбытиздат, 1985, стр. 263, а также в книге «Технические средства реабилитации больных и инвалидов с поражением верхних конечностей», методическое пособие под редакцией д.м.н. проф. С.Ф. Курдыбайло, ООО «Вега», 2013, стр. 48.As an example of the implementation of the fastening elements of the supporting sleeve and structural features that characterize the example of the design of the supporting sleeve structurally non-decaying, the description given in the book “Designs of prosthetic and orthopedic products” edited by cand. tech. sciences A.P. Kuzhekina. M .: Light and food industry, 1984, p. 166. The term “non-falling” is widely used in prosthetics and implies design features (the form of pelots and indentations) of the sleeve in the region of the elbow joint of the hand. The design features of the casing sleeve are given in the book "Technology of prosthetic and orthopedic products", edited by Cand. tech. sciences A.P. Kuzhekina. M .: Legprombytizdat, 1985, p. 263, as well as in the book "Technical means for the rehabilitation of patients and disabled people with upper limb lesions", a methodical manual edited by a doctor of medical sciences prof. S.F. Kurdybailo, Vega LLC, 2013, p. 48.
При повороте предплечья относительно плеча в сторону выбранного объекта манипулирования, например при приведении предплечья, выполняется разворот несущей гильзы 2 совместно с гибкой оболочкой 24 и упругим стержнем 23 относительно наплечника 7. При этом происходит поворот гибкого стержня 23 совместно с ротором 22 датчика 21 управления сгибанием кисти, что приводит к рассогласованию исходных сигналов датчиков 19 и 21. Разность сигналов, которая получается на выходе сумматора 33, является сигналом управления и может быть положительной или отрицательной в зависимости от направления движения культи, что меняет полярность питания на приводе. Чем больше величина рассогласования, тем больше сигнал управления сгибанием кисти, который поступает на импульсные преобразователи 34, 35, далее последовательно на широтно-импульсный усилитель мощности 36, мотор-редуктор 6 привода сгибания кисти, исполнительный механизм - подвижную часть 18 механизма сгибания кисти и датчик обратной связи 19. Реализуется обратная связь по положению исполнительного звена (позиционная обратная связь). При остановке культи привод доводит устройство до момента согласования сигналов, сигнал управления становится равным нулю и привод останавливается.When the forearm is turned relative to the shoulder towards the selected object of manipulation, for example, when the forearm is brought, the
Управление схватом, закрытие пальцев искусственной кисти 1, выполняют подачей сигналов на одну из пар электродов 25 при сокращении сохраненных мышц сгибателей кисти (первый канал системы биоэлектрического управления).Management of the grip, closing the fingers of the
Далее сигнал последовательно поступает на предварительный усилитель 37, а затем на прибор 38 детектирования, который обеспечивает также фильтрацию сигнала. Затем отфильтрованный сигнал поступает на широтно-импульсный усилитель 39 электрически соединенный с мотор-редуктором электромеханической кисти 1.Next, the signal is sequentially fed to the
Для раскрытия пальцев кисти сигнал подается на вторую пару электродов при сокращении мышц разгибателей кисти и далее преобразование сигнала производится аналогичным путем по второму каналу системы биоэлектрического управления.To open the fingers of the hand, the signal is applied to the second pair of electrodes when the muscles of the extensors of the hand are contracted, and then the signal is converted in a similar way through the second channel of the bioelectric control system.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет без дополнительных переключений в естественном режиме использовать три степени подвижности, в том числе сгибание-разгибание кисти, ротацию кисти и схват-раскрытие пальцев.Thus, the proposed device allows without additional switching in the natural mode to use three degrees of mobility, including flexion-extension of the brush, rotation of the brush and grasp-opening of the fingers.
Положительный эффект заявляемого изобретения заключается в следующем: обеспечивается удобство пользования протезом благодаря снижению энергетических затрат инвалида при управлении, в связи с чем расширяется контингент пользователей, а также повышается удобство выполнения целенаправленных действий по самообслуживанию благодаря сокращению объема компенсаторных движений и одновременному использованию в естественном режиме трех степеней подвижности, что сокращает время выполнения двигательных операций при пользовании протезом.The positive effect of the claimed invention is as follows: the ease of use of the prosthesis is ensured by reducing the energy costs of the disabled person when managing, which expands the contingent of users, and also increases the convenience of performing targeted self-care actions due to the reduction in the volume of compensatory movements and the simultaneous use of three degrees in the natural mode mobility, which reduces the time of performing motor operations when using the prosthesis.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015127498A RU2615278C2 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Forearm prosthesis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015127498A RU2615278C2 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Forearm prosthesis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015127498A RU2015127498A (en) | 2017-01-16 |
RU2615278C2 true RU2615278C2 (en) | 2017-04-04 |
Family
ID=58449747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015127498A RU2615278C2 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Forearm prosthesis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615278C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702304C1 (en) * | 2018-11-02 | 2019-10-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand |
RU2744605C2 (en) * | 2019-07-24 | 2021-03-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Multifunctional active shoulder prosthesis |
RU217996U1 (en) * | 2022-06-23 | 2023-04-28 | Андрей Николаевич Тимофеев | Electromechanical hand prosthesis |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU198523A1 (en) * | Центральный научно исследовательский институт протезировани | YA. L. Slavutsky, I. S. Golberg, E. A. Shirokova, E. P. Jol, and D. M. Ioffe ^ | ||
US3883900A (en) * | 1973-09-07 | 1975-05-20 | Liberty Mutual Insurance Compa | Bioelectrically controlled prosthetic member |
US20070021841A1 (en) * | 2005-03-24 | 2007-01-25 | Bloorview Kids Rehab, A Corporation Registered Under The Ontario Corporations Act | Joint for prosthesis |
US20090229398A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-09-17 | Franklin Leon Vargas | Electromechanical motion hand |
RU2541816C2 (en) * | 2013-06-18 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" | Artificial forearm |
-
2015
- 2015-07-08 RU RU2015127498A patent/RU2615278C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU198523A1 (en) * | Центральный научно исследовательский институт протезировани | YA. L. Slavutsky, I. S. Golberg, E. A. Shirokova, E. P. Jol, and D. M. Ioffe ^ | ||
US3883900A (en) * | 1973-09-07 | 1975-05-20 | Liberty Mutual Insurance Compa | Bioelectrically controlled prosthetic member |
US20070021841A1 (en) * | 2005-03-24 | 2007-01-25 | Bloorview Kids Rehab, A Corporation Registered Under The Ontario Corporations Act | Joint for prosthesis |
US20090229398A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-09-17 | Franklin Leon Vargas | Electromechanical motion hand |
RU2541816C2 (en) * | 2013-06-18 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" | Artificial forearm |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702304C1 (en) * | 2018-11-02 | 2019-10-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand |
RU2744605C2 (en) * | 2019-07-24 | 2021-03-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Multifunctional active shoulder prosthesis |
RU217996U1 (en) * | 2022-06-23 | 2023-04-28 | Андрей Николаевич Тимофеев | Electromechanical hand prosthesis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015127498A (en) | 2017-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Visconti et al. | Technical features and functionalities of Myo armband: An overview on related literature and advanced applications of myoelectric armbands mainly focused on arm prostheses | |
CN105408822B (en) | User-coupled human-machine interface | |
Delph et al. | A soft robotic exomusculature glove with integrated sEMG sensing for hand rehabilitation | |
Cipriani et al. | The SmartHand transradial prosthesis | |
Bennett et al. | A multigrasp hand prosthesis for providing precision and conformal grasps | |
Liu et al. | Development of a multi-DOF prosthetic hand with intrinsic actuation, intuitive control and sensory feedback | |
Tran et al. | Patient-specific, voice-controlled, robotic flexotendon glove-ii system for spinal cord injury | |
Patel et al. | Multichannel electrotactile feedback for simultaneous and proportional myoelectric control | |
Hasegawa et al. | Evaluation of fingertip force accuracy in different support conditions of exoskeleton | |
Guo et al. | A soft robotic exo-sheath using fabric EMG sensing for hand rehabilitation and assistance | |
Fajardo et al. | An Affordable open-source multifunctional upper-limb prosthesis with intrinsic actuation | |
Burns et al. | Towards a wearable hand exoskeleton with embedded synergies | |
Naidu et al. | Control strategies for smart prosthetic hand technology: An overview | |
Lince et al. | Design and testing of an under-actuated surface EMG-driven hand exoskeleton | |
JP2008023276A (en) | All-fingers movable type artificial hand | |
RU2615278C2 (en) | Forearm prosthesis | |
Kargov et al. | Development of a multifunctional cosmetic prosthetic hand | |
Alnajjar et al. | CHAD: Compact Hand-Assistive Device for enhancement of function in hand impairments | |
Ong et al. | A bio-inspired design of a hand robotic exoskeleton for rehabilitation | |
Nemoto et al. | F3Hand II: A flexible five-fingered prosthetic hand using curved pneumatic artificial muscles | |
Hussein et al. | 3D printed myoelectric prosthetic arm | |
Triwiyanto et al. | Low-cost and open-source anthropomorphic prosthetics hand using linear actuators | |
Abdhul et al. | Design and development of EMG based prosthetic arm | |
Ghadage et al. | A review on current technological advancements in prosthetic arms | |
CN209933083U (en) | Wearable elastic rigid composite rod artificial limb finger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170709 |