RU2663942C1 - Electromechanical hand - Google Patents

Electromechanical hand Download PDF

Info

Publication number
RU2663942C1
RU2663942C1 RU2017104804A RU2017104804A RU2663942C1 RU 2663942 C1 RU2663942 C1 RU 2663942C1 RU 2017104804 A RU2017104804 A RU 2017104804A RU 2017104804 A RU2017104804 A RU 2017104804A RU 2663942 C1 RU2663942 C1 RU 2663942C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
finger
frame
microcontroller
fixed
axis
Prior art date
Application number
RU2017104804A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Ершов
Дмитрий Юрьевич Лапицкий
Борис Дмитриевич Андреев
Сергей Дмитриевич Буцуля
Наиль Рауфович Пятаев
Татьяна Георгиевна Манзеева
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2017104804A priority Critical patent/RU2663942C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2663942C1 publication Critical patent/RU2663942C1/en

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
    • A61F2/58—Elbows; Wrists ; Other joints; Hands
    • 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
    • A61F2/70—Operating or control means electrical
    • A61F2/72—Bioelectric control, e.g. myoelectric

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to medicine. Electromechanical prosthesis of the hand on the long stump of the forearm contains the body, the receiving sleeve, the frameworks of the first, second, third, fourth fingers and the fifth finger, made in the form of an elastic link, and the mechanism of movement of the hand with microelectro drives. Frame of the first finger is fixed on the first axis of rotation, the skeleton of the third finger and the skeleton of the fourth finger are fixed on the second axis of rotation. Frame of the second finger is fixed in the carcass of the third finger by means of the third axis of rotation, and the carcass of the fourth finger and the fifth finger are made in the form of a single block, in which the lining of the carcass of the fourth finger is made integrally with the lining of the fifth finger. First axis of rotation and the second axis of rotation are fixed in the housing. Movement mechanism of hand is made in the form of a grip mechanism and an escape mechanism. Grip mechanism is made in the form of the first microelectrodrive equipped with a microcontroller of the gripping mechanism and the executive body of the gripper mechanism of the first, second and third finger frames. First microelectrical drive and the microcontroller of the gripping mechanism are located in the casing of the gripper mechanism. Withdrawal mechanism is made in the form of a second microelectrodrive fixed to the frame of the third finger and equipped with a microcontroller of the withdrawing mechanism and an executive organ of the withdrawal mechanism of the second from the third armature of the fingers. Microcontroller of the withdrawing mechanism is located on the body of the grip mechanism, and the body of the gripping mechanism is rigidly fixed in the body. Receiving sleeve is fixed to the body through the flange. Both microelectro drives are connected to the hand control system fixed to the autonomous power supply unit, which in turn is fixed to the flange and equipped with a control device for the autonomous power supply unit. Receiving sleeve has electrodes for picking up the signal of muscle activity associated with hand control system, which is connected with the microcontroller of the grip mechanism and the microcontroller of the withdrawal mechanism.EFFECT: invention provides reduction in the time for performing motor operations during the prosthesis of persons with disabilities after a one-sided or bilateral amputation of the arm to a long forearm stump and a reliable retention of the manipulation objects.3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию и протезостроению и может быть использовано для протезирования инвалидов после односторонней или двусторонней ампутации руки на длинную культю предплечья.The invention relates to medical equipment, namely to prosthetics and prosthetics and can be used for prosthetics of disabled people after unilateral or bilateral amputation of a hand on a long stump of the forearm.

Известен протез кисти (RU 2472469 С1, МПК: A61F 2/54 (2006.01), опубл. 20.01.2013), содержащий корпус, первый палец, блок второго-третьего пальцев, рычажную передачу и привод функции подвижности «схват-раскрытие кисти», механизм отведения-приведения второго пальца, содержащий микроэлектропривод с винтовой передачей, обеспечивающей возможность возвратно-поступательного движения гайки, при этом привод неподвижно соединен с основанием блока пальцев, а каркас второго пальца выполнен в виде двуплечего рычага и шарнирно установлен на основании блока пальцев, причем одно плечо рычага формирует консоль второго пальца, а второе плечо выполнено в виде вилки и кинематически соединено с гайкой винтовой передачи. Недостатком данного устройства являются низкие функциональные возможности, а также заклинивание механизма схвата в крайних положениях.Known prosthetic hand (RU 2472469 C1, IPC: A61F 2/54 (2006.01), publ. 01/20/2013), comprising a housing, a first finger, a block of the second or third fingers, a lever transmission and the drive function of the mobility of the "grip-opening of the brush", the lead-down mechanism of the second finger, containing a microelectric drive with a helical gear, which provides the possibility of reciprocating movement of the nut, while the drive is motionlessly connected to the base of the finger block, and the frame of the second finger is made in the form of a two-shouldered lever and is pivotally mounted on the base of the finger block, etc. than one lever arm forms the second finger bracket and a second arm designed as a fork and is kinematically coupled with a nut screw transmission. The disadvantage of this device is its low functionality, as well as jamming of the gripping mechanism in extreme positions.

Известен протез кисти, принятый за прототип (RU 2506931 В2, МПК: A61F 2/56 (2006.01), опубл. 10.02.2014), содержащий корпус, приемную гильзу, закрепленную на корпусе, каркасы первого, второго, третьего, четвертого пальцев и пятый палец, выполненный в виде упругого звена, механизм движения кисти с микроэлектроприводами.Known prosthetic hand adopted for the prototype (RU 2506931 B2, IPC: A61F 2/56 (2006.01), publ. 02/10/2014), comprising a housing, a receiving sleeve mounted on the housing, frames of the first, second, third, fourth fingers and fifth finger, made in the form of an elastic link, the mechanism of movement of the brush with microelectric drives.

Недостатком данного устройства являются низкие функциональные возможности и длительное время выполнения двигательных операций.The disadvantage of this device is low functionality and a long time to complete motor operations.

Задачей предлагаемого изобретения является создание электромеханического протеза кисти на длинную культю предплечья, повышающего удобство пользования протезом за счет расширения функциональных возможностей устройства.The task of the invention is the creation of an electromechanical prosthesis for the hand on a long stump of the forearm, increasing the usability of the prosthesis by expanding the functionality of the device.

Техническим результатом является сокращение времени выполнения двигательных операций при протезировании инвалидов после односторонней или двусторонней ампутации руки на длинную культю предплечья, надежного удержания объектов манипулирования за счет обеспечения двухстороннего силового контроля за движением первого и второго пальцев с одновременной установкой третьего пальца по поверхности предметов сложной формы, а также обеспечения схвата между вторым и третьим пальцем.The technical result is to reduce the time it takes to perform motor operations when prosthetics for disabled people after unilateral or bilateral amputation of the arm on a long stump of the forearm, reliable retention of the objects of manipulation by providing two-sided force control over the movement of the first and second fingers with the simultaneous installation of the third finger on the surface of complex objects, and also providing a grip between the second and third finger.

Указанный технический результат достигается тем, что в электромеханическом протезе кисти на длинную культю предплечья, содержащем корпус, приемную гильзу, каркасы первого, второго, третьего, четвертого пальцев и пятый палец, выполненный в виде упругого звена, механизм движения кисти с микроэлектроприводами, каркас первого пальца закреплен на первой оси вращения, каркас третьего пальца и каркас четвертого пальца закреплены на второй оси вращения, при этом каркас второго пальца закреплен в каркасе третьего пальца при помощи третьей оси вращения, а каркас четвертого пальца и пятый палец, выполнены в виде единого блока, в котором облицовка каркаса четвертого пальца выполнена за одно целое с облицовкой пятого пальца, причем первая ось вращения и вторая ось вращения крепятся неподвижно в корпусе, а механизм движения кисти выполнен в виде механизма схвата и механизма отведения, при этом механизм схвата выполнен в виде первого микроэлектропривода, снабженного микроконтроллером механизма схвата, и исполнительным органом механизма схвата первого, второго и третьего каркасов пальцев, при том первый микроэлектропривод и микроконтроллер механизма схвата расположены в корпусе механизма схвата, а механизм отведения выполнен в виде второго микроэлектропривода, закрепленного на каркасе третьего пальца и снабженного микроконтроллером механизма отведения и исполнительным органом механизма отведения второго от третьего каркаса пальцев, причем микроконтроллер механизма отведения расположен на корпусе механизма схвата, причем корпус механизма схвата жестко крепится в корпусе, при этом приемная гильза закреплена на корпусе через фланец, при том оба микроэлектропривода связаны с системой управления кисти, закрепленной на блоке автономного питания, который в свою очередь крепится на фланце и снабжен устройством управления блоком автономного питания, причем на приемной гильзе установлены электроды съема сигнала мышечной активности, связанные с системой управления кисти, которая связана с микроконтроллером механизма схвата и микроконтроллером механизма отведения.The specified technical result is achieved by the fact that in the electromechanical prosthesis of the hand on a long stump of the forearm containing the body, the receiving sleeve, the frames of the first, second, third, fourth fingers and the fifth finger, made in the form of an elastic link, the mechanism of movement of the brush with microelectrical drives, the frame of the first finger fixed on the first axis of rotation, the frame of the third finger and the frame of the fourth finger are fixed on the second axis of rotation, while the frame of the second finger is fixed in the frame of the third finger using the third axis in ascheniya, a frame of the fourth finger and fifth finger are formed as a single unit, wherein the fourth finger frame cladding is formed integrally with the lining of the fifth finger, and the first rotation axis and the second rotation axis is mounted fixedly in the housing and mechanism of the hand movement is in in the form of a gripping mechanism and a retraction mechanism, while the gripping mechanism is made in the form of a first microelectric drive equipped with a gripping mechanism microcontroller, and an executive body of the gripping mechanism of the first, second and third frames lts, while the first microelectric drive and the microcontroller of the gripping mechanism are located in the housing of the gripping mechanism, and the lead mechanism is made in the form of a second microelectric drive mounted on the frame of the third finger and equipped with a microcontroller of the lead mechanism and the executive body of the mechanism of removal of the second from the third frame of the fingers, and the microcontroller of the lead mechanism located on the housing of the gripping mechanism, the housing of the gripping mechanism is rigidly mounted in the housing, while the receiving sleeve is fixed on and the case through the flange, while both microelectronic drives are connected to the brush control system mounted on an autonomous power supply unit, which, in turn, is mounted on the flange and is equipped with an autonomous power supply control device, and electrodes for acquiring a muscle activity signal connected to the system are installed on the receiving sleeve control brush, which is connected to the microcontroller of the gripping mechanism and the microcontroller of the abstraction mechanism.

При этом на внешней части корпуса выполнена крышка.In this case, a cover is made on the outer part of the housing.

При этом каркасы первого, второго, третьего, четвертого пальцев представляют собой т-образный профиль в поперечном сечении.In this case, the frames of the first, second, third, fourth fingers represent a t-shaped profile in cross section.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена электромеханическая кисть, вид сбоку.In FIG. 1 shows an electromechanical brush, side view.

На фиг. 2 изображена электромеханическая кисть, вид сверху.In FIG. 2 shows an electromechanical brush, top view.

На фиг. 3 изображена электромеханическая кисть, вид сбоку без приемной гильзы.In FIG. 3 shows an electromechanical brush, side view without a receiving sleeve.

На фиг. 4 изображена электромеханическая кисть без приемной гильзы, вид сверху.In FIG. 4 shows an electromechanical brush without a receiving sleeve, a top view.

На фиг. 5 изображено крепление рычагов первого и четвертого пальцев.In FIG. 5 shows the fastening of the levers of the first and fourth fingers.

На фиг.6 изображено крепление рычага четвертого пальца к каркасу четвертого пальца.Figure 6 shows the fastening of the lever of the fourth finger to the frame of the fourth finger.

При этом введены нижеследующие обозначения:The following notation is introduced:

1 - корпус;1 - housing;

2 - крышка;2 - cover;

3 - приемная гильза;3 - a receiving sleeve;

4 - первая ось вращения;4 - the first axis of rotation;

5 - каркас первого пальца;5 - frame of the first finger;

6 - вторая ось вращения;6 - the second axis of rotation;

7 - каркас третьего пальца;7 - the frame of the third finger;

8 - каркас четвертого пальца;8 - frame of the fourth finger;

9 - каркас второго пальца;9 - frame of the second finger;

10 - третья ось вращения;10 - the third axis of rotation;

11 - пятый палец;11 - the fifth finger;

12 - первый микроэлектропривод;12 - the first microelectric drive;

13 - микроконтроллер механизма схвата;13 - microcontroller gripping mechanism;

14 - двухступенчатая цилиндрическая зубчатая передача (зубчатая передача);14 - a two-stage cylindrical gear (gear);

15 - корпус механизма схвата;15 - housing of the gripping mechanism;

16 - винт;16 - screw;

17 - кривошип;17 - crank;

18 - винт;18 - screw;

19 - рычаг;19 - lever;

20 - рычаг четвертого пальца;20 - the lever of the fourth finger;

21 - винт;21 - screw;

22 - ось вращения;22 - axis of rotation;

23 - рычаг первого пальца;23 - the lever of the first finger;

24 - винт;24 - screw;

25 - винт;25 - screw;

26 - второй микроэлектропривод;26 - the second microelectric drive;

27 - микроконтроллер механизма отведения;27 - microcontroller of the abduction mechanism;

28 - винтовая передача;28 - helical gear;

29 - гайка;29 - a nut;

30 - винт;30 - screw;

31 - система управления кисти;31 - brush control system;

32 - блок автономного питания;32 - power supply unit;

33 - устройство управления блоком автономного питания;33 - control device for an autonomous power supply unit;

34 - электроды для съема сигнала мышечной активности;34 - electrodes for signal acquisition of muscle activity;

35 - продольная ось.35 - longitudinal axis.

36 - фланец.36 - flange.

Электромеханическая кисть (фиг. 1) содержит корпус 1 с установленной на внешней (тыльной) стороне крышкой 2, приемную гильзу 3, закрепленную на корпусе 1 через фланец 36. В корпусе 1 посредством первой оси вращения 4 крепится каркас первого пальца 5. Посредством второй оси вращения 6 (фиг. 2) в корпусе 1 крепится каркас третьего пальца 7 и каркас четвертого пальца 8. При этом каркас второго пальца 9 закреплен в каркасе третьего пальца 7 с помощью третьей оси вращения 10, а каркас четвертого пальца 8 и пятый палец 11, выполненный в виде упругого звена, выполнены в виде единого блока, в котором облицовка каркаса четвертого пальца 8 выполнена за одно целое с облицовкой пятого пальца 11. При этом первая ось вращения 4 и вторая ось вращения 6 крепятся неподвижно в корпусе 1 напротив основания каркаса первого пальца 5 и в дистальной части корпуса 1 соответственно.The electromechanical brush (Fig. 1) contains a housing 1 with a cover 2 mounted on the outer (back) side, a receiving sleeve 3, mounted on the housing 1 through a flange 36. In the housing 1, the frame of the first finger 5 is fastened by means of the first axis of rotation 4. By means of the second axis the rotation 6 (Fig. 2) in the housing 1 is attached to the frame of the third finger 7 and the frame of the fourth finger 8. In this case, the frame of the second finger 9 is fixed in the frame of the third finger 7 using the third axis of rotation 10, and the frame of the fourth finger 8 and the fifth finger 11, made in the form of an elastic link, made They are in the form of a single unit in which the lining of the frame of the fourth finger 8 is made in one piece with the lining of the fifth finger 11. In this case, the first axis of rotation 4 and the second axis of rotation 6 are fixed motionless in the housing 1 opposite the base of the frame of the first finger 5 and in the distal part of the housing 1 respectively.

Механизм схвата состоит из первого микроэлектропривода 12 (например, электродвигатель 0,3 Nm 1226А с редуктором 12/4 ratio 256:1) электрически связанного с микроконтроллером механизма схвата 13 (например, SC1801S) и исполнительного органа механизма схвата первого 5, второго 9 и третьего 7 каркасов пальцев, выполненного в виде зубчатой передачи 14. При этом первый микроэлектропривод 12 и микроконтроллер механизма схвата 13 жестко закреплены в корпусе механизма схвата 15, жестко закрепленном к корпусе 1. Зубчатая передача 14 жестко закреплена на валу первого микроэлектропривода 12 и расположена в корпусе механизма схвата 15. На ведомом валу (на фигуре не показан) зубчатой передачи 14 посредством винта 16 закреплен кривошип 17, к которому винтом 18 (фиг. 5) крепится один конец рычага 19 и один конец рычага четвертого пальца 20. Второй конец рычага 19 крепится винтом 21 к каркасу первого пальца 5. В каркасе первого пальца 5 посредством оси вращения 22 крепится рычаг первого пальца 23 (фиг. 3, 6), второй конец рычага первого пальца 23 посредством винта 24 крепится к каркасу третьего пальца 7. Второй конец рычага четвертого пальца 20 крепится винтом 25 к каркасу четвертого пальца 8.The gripping mechanism consists of the first microelectric drive 12 (for example, a 0.3 Nm 1226A electric motor with a 12/4 ratio 256: 1 gearbox) electrically connected to the microcontroller of the gripping mechanism 13 (for example, SC1801S) and the actuator of the gripping mechanism of the first 5, second 9 and third 7 finger frames made in the form of a gear 14. In this case, the first microelectric drive 12 and the microcontroller of the gripping mechanism 13 are rigidly fixed in the housing of the gripping mechanism 15, rigidly fixed to the housing 1. The gear 14 is rigidly fixed to the shaft of the first mic of the electric drive 12 and is located in the housing of the gripping mechanism 15. On the driven shaft (not shown in the figure) of the gear 14, a crank 17 is fixed by means of a screw 16, to which one end of the lever 19 and one end of the lever of the fourth finger 20 are fastened with the screw 18 (Fig. 5) The second end of the lever 19 is fastened with a screw 21 to the frame of the first finger 5. In the frame of the first finger 5, the lever of the first finger 23 is attached via the rotation axis 22 (FIG. 3, 6), the second end of the lever of the first finger 23 by means of a screw 24 is attached to the frame of the third finger 7. The second end of the lever of the fourth finger 20 is screwed 25 to the frame of the fourth finger 8.

Механизм отведения снабжен вторым микроэлектроприводом 26 (например, электродвигатель 0,1 Nm 1016А с редуктором 10/1К ratio 16:1), жестко закрепленным на каркасе третьего пальца 7 и снабженным микроконтроллером механизма отведения 27 (фиг.2, 4) (например, SC1801S) и исполнительным органом механизма отведения второго 9 от третьего 7 каркаса пальцев. При этом микроконтроллер механизма отведения 27 жестко закреплен на корпусе механизма схвата 15 и электрически связан со вторым микроэлектроприводом 26. Исполнительный орган механизма отведения выполнен в виде винтовой передачи 28 с установленной на ней гайкой 29. Винтовая передача 28 крепится на валу второго микроэлектропривода 26 винтом 30 и является его продолжением.The lead mechanism is equipped with a second micro electric drive 26 (for example, an electric motor of 0.1 Nm 1016A with a 10 / 1K ratio 16: 1 gearbox), rigidly fixed to the frame of the third finger 7 and equipped with a microcontroller of the lead mechanism 27 (Fig. 2, 4) (for example, SC1801S ) and the executive body of the mechanism of abduction of the second 9 from the third 7 frame of the fingers. In this case, the microcontroller of the lead mechanism 27 is rigidly fixed to the housing of the gripping mechanism 15 and is electrically connected to the second micro electric drive 26. The executive body of the lead mechanism is made in the form of a helical gear 28 with a nut 29 installed on it. The helical gear 28 is mounted on the shaft of the second micro electric drive 26 with a screw 30 and is its continuation.

При этом первый и второй микроэлектроприводы 12 и 26 соответственно электрически связаны с системой управления кисти 31. (например, система управления Dynamic Mode Control Plus® (DMC Plus®)).In this case, the first and second micro electric drives 12 and 26 are respectively electrically connected to the control system of the brush 31. (for example, the Dynamic Mode Control Plus® (DMC Plus®) control system).

Система управления кисти 31 закреплена на блоке автономного питания 32. Блок автономного питания 32 размещен внутри фланца 36, крепится к нему винтами (например, двумя, на фигуре не показано) и снабжен устройством управления блоком автономного питания 33. На приемной гильзе 3 установлены электроды для съема сигнала мышечной активности 34 (например, две группы по четыре электрода - ЭПСМ-02), плотно соприкасающиеся с культей инвалида, производящие съем сигнала мышечной активности и передающие его на систему управления кисти 31, которая связана с микроконтроллером механизма схвата 13 и микроконтроллером механизма отведения 27.The brush control system 31 is mounted on the autonomous power supply unit 32. The autonomous power supply unit 32 is located inside the flange 36, is attached to it with screws (for example, two, not shown in the figure) and is equipped with a control device for the autonomous power supply unit 33. Electrodes are installed on the receiving sleeve 3 for muscle signal collection 34 (for example, two groups of four electrodes - EPSM-02), which are in close contact with the stump of the disabled person, they take muscle activity signal and transmit it to the brush control system 31, which is connected with the mic controller gripper mechanism 13 and microcontroller retraction mechanism 27.

Система управления кисти 31 позволяет пациенту управлять скоростью и усилием захвата пропорционально силе его мышечного сигнала, снимаемого с электродов для съема сигнала мышечной активности 34 и самому регулировать величину раскрытия кисти и разведение (сведение) пальцев.The control system of the brush 31 allows the patient to control the speed and grip force in proportion to the strength of his muscle signal, taken from the electrodes to pick up the signal of muscle activity 34 and to adjust the magnitude of the opening of the hand and dilution (mixing) of the fingers.

Все конструктивные элементы соединены между собой крепежными элементами - винтами.All structural elements are interconnected by fasteners - screws.

Каркасы первого 5, второго 9, третьего 7, четвертого 8 пальцев представляют собой т-образный профиль в поперечном сечении.The frames of the first 5, second 9, third 7, fourth 8 fingers represent a t-shaped profile in cross section.

Каркасы первого 5, второго 9, третьего 7, четвертого 8 пальцев и пятый палец 11 выполнены с облицовкой, например, из микроячеистого пенополиуритана.The frames of the first 5, second 9, third 7, fourth 8 fingers and fifth finger 11 are made with a lining, for example, of microcellular polyurethane foam.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

С помощью устройства управления блоком автономного питания 33 включается блок автономного питания 32. Электроды для съема сигнала мышечной активности 34, производят съем сигнала мышечной активности и передают его на систему управления кисти 31, которая преобразовывает снятые сигналы в командные.Using the control unit of the autonomous power supply unit 33, the autonomous power supply unit 32 is turned on. The electrodes for picking up the muscle activity signal 34, take out the muscular activity signal and transmit it to the brush control system 31, which converts the captured signals to command ones.

При формировании управляющей команды на открытие кисти, поступающей с электродов съема сигнала мышечной активности 34 и преобразованной системой управления кисти 31, подается команда на микроконтроллер механизма схвата 13, включается первый микроэлектропривод 12, который приводит в движение зубчатую передачу 14 с жестко закрепленным на ней кривошипом 17. Кривошип 17 начинает вращаться против часовой стрелки, приводя в движение рычаг 19 и рычаг четвертого пальца 20. Рычаг 19 посредством винта 21 передает движение на каркас первого пальца 5. Соответственно рычаг первого пальца 23, закрепленный одним концом в каркасе первого пальца 5, вторым концом приводит в движение каркас третьего пальца 7, а рычаг четвертого пальца 20 вторым концом приводит в движение каркас четвертого пальца 8, кисть открывается.When forming a control command to open the brush coming from the electrodes of muscle signal 34 and the transformed control system of the brush 31, a command is sent to the microcontroller of the gripping mechanism 13, the first microelectric drive 12 is turned on, which drives the gear 14 with the crank 17 rigidly fixed to it The crank 17 begins to rotate counterclockwise, driving the lever 19 and the lever of the fourth finger 20. The lever 19 through the screw 21 transmits the movement to the frame of the first finger 5. Correspondingly Actually, the lever of the first finger 23, fixed at one end in the frame of the first finger 5, drives the frame of the third finger 7 with the second end, and the lever of the fourth finger 20 with the second end drives the frame of the fourth finger 8, the brush opens.

При формировании управляющей команды на закрытие кисти, поступающей с электродов съема сигнала мышечной активности 34 и преобразованной системой управления кисти 31, подается команда на микроконтроллер механизма схвата 13. Механизм закрытия кисти осуществляется в обратной последовательности. Кисть закрывается и осуществляется схват в «щепоть» или захват и удержание предмета.When forming the control command to close the brush, coming from the electrodes of the signal collection of muscle activity 34 and the transformed control system of the brush 31, a command is sent to the microcontroller of the gripping mechanism 13. The closing mechanism of the brush is carried out in the reverse order. The brush closes and a grip in the "pinch" or capture and hold of the subject.

При формировании управляющей команды на отведение каркаса второго пальца 9 от каркаса третьего пальца 7, поступающей с электродов съема сигнала мышечной активности 34 и преобразованной системой управления кисти 31, подается команда на микроконтроллер механизма отведения 27, включается второй микроэлектропривод 26, начинает вращаться винтовая передача 28, по которой перемещается гайка 29, перемещающая каркас второго пальца 9. Гайка 29 совершает возвратно-поступательное движение. При приближении гайки 29 к микроэлектроприводу 26, каркас второго пальца 9 отводится от каркаса третьего пальца 7. При перемещении гайки 29 от микроэлектропривода 26 каркас второго пальца 9, наоборот, прижимается к каркасу третьего пальца 7, что обеспечивает зажатие какого-либо предмета между облицованными каркасами второго и третьего пальца.When forming the control command for the removal of the frame of the second finger 9 from the frame of the third finger 7, coming from the electrodes of the signal collection of muscle activity 34 and the transformed control system of the brush 31, a command is sent to the microcontroller of the mechanism of the lead 27, the second microelectric drive 26 is turned on, the screw gear 28, along which the nut 29 moves, moving the frame of the second finger 9. The nut 29 makes a reciprocating motion. When the nut 29 approaches the microelectric drive 26, the frame of the second finger 9 is diverted from the frame of the third finger 7. When the nut 29 is moved from the microelectric drive 26, the frame of the second finger 9, on the contrary, is pressed against the frame of the third finger 7, which ensures that any object is clamped between the lined frames second and third finger.

Claims (3)

1. Электромеханический протез кисти на длинную культю предплечья, содержащий корпус, приемную гильзу, каркасы первого, второго, третьего, четвертого пальцев и пятый палец, выполненный в виде упругого звена, механизм движения кисти с микроэлектроприводами, отличающийся тем, что каркас первого пальца закреплен на первой оси вращения, каркас третьего пальца и каркас четвертого пальца закреплены на второй оси вращения, при этом каркас второго пальца закреплен в каркасе третьего пальца при помощи третьей оси вращения, а каркас четвертого пальца и пятый палец выполнены в виде единого блока, в котором облицовка каркаса четвертого пальца выполнена за одно целое с облицовкой пятого пальца, причем первая ось вращения и вторая ось вращения крепятся неподвижно в корпусе, а механизм движения кисти выполнен в виде механизма схвата и механизма отведения, при этом механизм схвата выполнен в виде первого микроэлектропривода, снабженного микроконтроллером механизма схвата, и исполнительным органом механизма схвата первого, второго и третьего каркасов пальцев, при этом первый микроэлектропривод и микроконтроллер механизма схвата расположены в корпусе механизма схвата, а механизм отведения выполнен в виде второго микроэлектропривода, закрепленного на каркасе третьего пальца и снабженного микроконтроллером механизма отведения и исполнительным органом механизма отведения второго от третьего каркаса пальцев, при этом микроконтроллер механизма отведения расположен на корпусе механизма схвата, причем корпус механизма схвата жестко крепится в корпусе, при этом приемная гильза закреплена на корпусе через фланец, притом оба микроэлектропривода связаны с системой управления кистью, закрепленной на блоке автономного питания, который в свою очередь крепится на фланце и снабжен устройством управления блоком автономного питания, причем на приемной гильзе установлены электроды съема сигнала мышечной активности, связанные с системой управления кистью, которая связана с микроконтроллером механизма схвата и микроконтроллером механизма отведения.1. Electromechanical prosthesis of the hand on a long stump of the forearm, comprising a body, a receiving sleeve, frames of the first, second, third, fourth fingers and the fifth finger, made in the form of an elastic link, the mechanism of movement of the brush with microelectric drives, characterized in that the frame of the first finger is fixed to the first axis of rotation, the frame of the third finger and the frame of the fourth finger are fixed on the second axis of rotation, while the frame of the second finger is fixed in the frame of the third finger using the third axis of rotation, and the frame of the fourth finger a and the fifth finger are made in the form of a single unit, in which the lining of the frame of the fourth finger is made in one piece with the lining of the fifth finger, the first axis of rotation and the second axis of rotation being fixed motionless in the housing, and the brush movement mechanism is made in the form of a gripping mechanism and a retraction mechanism wherein the gripping mechanism is made in the form of a first microelectric drive equipped with a gripping mechanism microcontroller, and an executive body of the gripping mechanism of the first, second and third finger frames, wherein the first microelectrical the drive and the microcontroller of the gripping mechanism are located in the housing of the gripping mechanism, and the abstraction mechanism is made in the form of a second microelectric drive mounted on the frame of the third finger and equipped with a microcontroller of the retraction mechanism and an executive body of the abstraction mechanism of the second from the third frame of the fingers, while the microcontroller of the retraction mechanism is located on the mechanism body the gripper, and the housing of the gripping mechanism is rigidly mounted in the housing, while the receiving sleeve is fixed to the housing through the flange, moreover The microelectric actuator bays are connected to a brush control system mounted on an autonomous power supply unit, which, in turn, is mounted on a flange and equipped with an autonomous power supply control device, moreover, muscular activity signal pick-up electrodes connected to the brush control system, which is connected to the microcontroller, are installed on the receiving sleeve the gripping mechanism and the microcontroller of the abduction mechanism. 2. Электромеханический протез кисти по п. 1, отличающийся тем, что на внешней части корпуса выполнена крышка.2. Electromechanical prosthesis of a brush according to claim 1, characterized in that a cover is made on the outer part of the body. 3. Электромеханический протез кисти по п. 1, отличающийся тем, что каркасы первого, второго, третьего, четвертого пальцев представляют собой Т-образный профиль в поперечном сечении.3. Electromechanical prosthesis of a brush according to claim 1, characterized in that the frames of the first, second, third, fourth fingers are a T-shaped profile in cross section.
RU2017104804A 2017-02-14 2017-02-14 Electromechanical hand RU2663942C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104804A RU2663942C1 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Electromechanical hand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104804A RU2663942C1 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Electromechanical hand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2663942C1 true RU2663942C1 (en) 2018-08-13

Family

ID=63177391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104804A RU2663942C1 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Electromechanical hand

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2663942C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731607C1 (en) * 2019-03-06 2020-09-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Biomechanical hand prosthetic device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2341233C2 (en) * 2006-04-25 2008-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Artificial arm
RU2472469C1 (en) * 2011-07-06 2013-01-20 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА ФЕДЕРАЛЬНОГО МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА" (ФГУ "СПбНЦЭПР им. Альбрехта ФМБА России") Artificial hand
US8920519B2 (en) * 2012-02-01 2014-12-30 The Johns Hopkins University Multiple grasp prosthetic terminal device
US8999003B2 (en) * 2012-08-31 2015-04-07 The Johns Hopkins University Control system for prosthetic limb
US20150216680A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-06 Rehabilitation Institute Of Chicago Modular and lightweight myoelectric prosthesis components and related methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2341233C2 (en) * 2006-04-25 2008-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Artificial arm
RU2472469C1 (en) * 2011-07-06 2013-01-20 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА ФЕДЕРАЛЬНОГО МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА" (ФГУ "СПбНЦЭПР им. Альбрехта ФМБА России") Artificial hand
US8920519B2 (en) * 2012-02-01 2014-12-30 The Johns Hopkins University Multiple grasp prosthetic terminal device
US8999003B2 (en) * 2012-08-31 2015-04-07 The Johns Hopkins University Control system for prosthetic limb
US20150216680A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-06 Rehabilitation Institute Of Chicago Modular and lightweight myoelectric prosthesis components and related methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731607C1 (en) * 2019-03-06 2020-09-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Biomechanical hand prosthetic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2108339B1 (en) Functional hand prosthesis mechanism
JP3893453B2 (en) Prosthetic hand
CN109223442B (en) Exoskeleton type seven-degree-of-freedom rehabilitation manipulator
WO2005074372A3 (en) Methods and apparatus for rehabilitation and training
EP2653137A1 (en) Self-contained multifunctional hand prosthesis
CN201572217U (en) Human-simulated artificial hand used for rehabilitation
CN1961848B (en) Flexible exoskeleton elbow joint based on pneumatic muscles
CN104367405B (en) A kind of apery myoelectricity artificial hand
RU2664171C1 (en) Arm prosthesis for patients with the degree of amputation from fingers to the forearm, prosthesis of the wrist joint, which includes the hand prosthesis, the finger rod cable locking device of the hand prosthesis (3 options), the finger position combination control device of the hand prosthesis (2 options)
RU2663942C1 (en) Electromechanical hand
US20190029909A1 (en) Hand rehabilitation device
RU2663941C1 (en) Electromechanical hand
RU160806U1 (en) HAND PROSTHESIS
JP2021509828A (en) Gripping device
RU2472469C1 (en) Artificial hand
CN202426689U (en) Steering engine driven shoulder disarticulation artificial upper limb
CN110538015B (en) Mechanical artificial limb arm
McPherson et al. Motor-augmented wrist-driven orthosis: Flexible grasp assistance for people with spinal cord injury
CN102525693A (en) Steering engine driving type shoulder disarticulation type upper prosthesis
CN211029970U (en) Telescopic remote operation mechanical simulation arm lever
RU189912U1 (en) Adaptation to human prosthesis
WO2020134770A1 (en) Novel passive prosthetic hand
RU2719658C1 (en) Gripping mechanism of pedicle single-seam bioelectric prosthesis of upper limb
CN109864838B (en) Wearable elastic rigid composite rod artificial finger
SU615925A1 (en) Prosthesis for wrist stump