RU2712306C1 - Device for positional sensing of artificial hand fingers mobility - Google Patents
Device for positional sensing of artificial hand fingers mobility Download PDFInfo
- Publication number
- RU2712306C1 RU2712306C1 RU2019107070A RU2019107070A RU2712306C1 RU 2712306 C1 RU2712306 C1 RU 2712306C1 RU 2019107070 A RU2019107070 A RU 2019107070A RU 2019107070 A RU2019107070 A RU 2019107070A RU 2712306 C1 RU2712306 C1 RU 2712306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- pulley
- movement
- flexible
- cable
- 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
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- 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.
Известна «Система управления биоэлектрическими протезами» по патенту РФ №243142 А1, МПК A61F 2/72, содержащая искусственную кисть, блок управления перемещениями пальцев искусственной кисти, датчик давления, преобразователь силы сжатия и первый вибратор, датчик угловых перемещений (например, в виде потенциометра), укрепленный на оси шарнира первого пальца, преобразователь положения пальцев и второй вибратор, а также блок ограничения времени подачи информации.The well-known “Bioelectric prosthesis control system” according to RF patent No. 243142 A1, IPC A61F 2/72, containing an artificial brush, a control unit for the movements of the fingers of an artificial brush, a pressure sensor, a compression force transducer and a first vibrator, an angular displacement sensor (for example, in the form of a potentiometer ) mounted on the hinge axis of the first finger, a finger position transducer and a second vibrator, as well as a time limitation unit for supplying information.
Недостатком данного устройства является то, что информация о положении или начале перемещения пальцев передается точечно в форме вибрационных сигналов двумя вибродатчиками по одному для каждого действия и не может дать инвалиду-оператору представления о взаимном позиционном расположении пальцев кисти относительно друг друга, в том числе, например, при действии за препятствием.The disadvantage of this device is that information about the position or the beginning of the movement of the fingers is transmitted pointwise in the form of vibration signals by two vibration sensors, one for each action and cannot give the disabled operator an idea of the relative positioning of the fingers relative to each other, including, for example when acting behind an obstacle.
Наиболее близким по функциональной и технической сущности является устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти в «Системе управления биоэлектрическим протезом» по патенту №2653820 МПК A61F 2/72 - прототип.The closest in functional and technical essence is the device of positional sensation of the mobility of the fingers of an artificial brush in the "Bioelectric prosthesis control system" according to patent No. 2653820 IPC A61F 2/72 - prototype.
Данная система содержит электромеханическую искусственную кисть, датчик угловых перемещений, укрепленный на оси шарнира первого пальца кисти, устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти и систему управления его подвижными активаторами. При этом устройство позиционного очувствления выполнено в виде модуля, содержащего основание с продольными пазами в которые вставлены с возможностью продольного перемещения контактные элементы двух активаторов кинематически посредством ходовых гаек соединенных с шарнирно закрепленным на основании ходовым винтом, один конец которого имеет правую, а второй левую резьбу, причем контактные элементы активаторов выполнены подпружиненными, а ходовой винт кинематически, например, посредством зубчатой передачи соединен с микроэлектроприводом, неподвижно закрепленным на основании, при этом один из активаторов соединен с подвижным звеном закрепленного на основании датчика перемещения активаторов - датчика обратной связи, выполненного в виде потенциометра поступательного типа, а система управления модулем содержит датчик угловых перемещений (например, в виде потенциометра), укрепленный на оси шарнира первого пальца, причем в канале управления микроэлектроприводом активаторов датчик угловых перемещений первого пальца и датчик перемещения активаторов, представляющий собой датчик обратной связи, соединены со входом сумматора, на выходе которого подключены первый и второй импульсные преобразователи, соединенные с усилителем мощности, выход которого подключен к электроприводу перемещения активаторов.This system contains an electromechanical artificial brush, an angular displacement sensor mounted on the hinge axis of the first finger of the brush, a device for sensing the mobility of the fingers of the artificial brush and a control system for its movable activators. In this case, the positional sensing device is made in the form of a module containing a base with longitudinal grooves into which the contact elements of the two activators are inserted kinematically by means of screw nuts connected to a lead screw pivotally mounted on the base, one end of which has a right and the second left thread, moreover, the contact elements of the activators are spring-loaded, and the lead screw kinematically, for example, by means of a gear transmission is connected to a microelectrical the house is fixedly fixed on the base, while one of the activators is connected to the movable link fixed on the basis of the activator displacement sensor — a feedback sensor made in the form of a translational type potentiometer, and the module control system contains an angular displacement sensor (for example, in the form of a potentiometer), mounted on the axis of the hinge of the first finger, moreover, in the control channel of the micro-electric activator of the activators, the sensor of angular movements of the first finger and the sensor of movement of the activators, representing oh feedback sensor, connected to the input of the adder, the output of which is connected to the first and second pulse converters connected to a power amplifier, the output of which is connected to an actuator moving actuators.
Недостатком данного устройства является то, что оно является конструктивно сложным дорогостоящим устройством с электроприводом и электронным блоком позиционного управления, что также увеличивает вес протеза.The disadvantage of this device is that it is a structurally complex expensive device with an electric drive and an electronic positional control unit, which also increases the weight of the prosthesis.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства.The task of the invention is to simplify the design of the device.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в устройстве позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, содержащем основание с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения подпружиненные контактные элементы двух активаторов, соединенные кинематически с приводом, предлагается механизм перемещения активаторов выполнить в виде тросовой передачи, содержащей первый гибкий трос, закрепленный с одной стороны в канавке малого передающего шкива двойного блока шкивов, шарнирно закрепленного на основании, а с другой соединенный с приводным звеном рычажного пальцевого механизма активной искусственной кисти, оснащенной электромеханическим или механическим приводным устройством, при этом первый гибкий трос разместить в гибкой упругой направляющей, закрепленной с одной стороны на корпусе кисти, а с другой на основании устройства позиционного очувствления, а также второй гибкий трос, закрепленный в канавке шкива большего диаметра и соединенный кинематически с распределительным шкивом, шарнирно установленным на основании, образуя две ветви тросовой передачи разнонаправленного поступательного движения и прикрепленный к концу возвратной пружины растяжения, второй конец которой неподвижно соединить с основанием, причем один активатор прикрепить к одной из ветвей передачи поступательного движения, а второй к ветви противоположного направления движения.The technical result of the task is achieved by the fact that in the positional sensing device for the mobility of the fingers of an artificial brush, containing a base with longitudinal grooves, into which spring-loaded contact elements of two activators are connected, which are kinematically connected to the drive, it is proposed to make the activator movement mechanism in the form of a cable transmission containing the first flexible cable fixed on one side in the groove of the small transmission pulley of the double pulley block pivotally mounted on the base and connected to the drive link of the lever mechanism of the finger mechanism of an active artificial brush equipped with an electromechanical or mechanical drive device, the first flexible cable being placed in a flexible elastic guide mounted on one side of the brush body and on the other the base of the positional sensing device, as well as the second flexible cable fixed in the groove of a larger diameter pulley and kinematically connected to the distribution pulley, pivotally mounted Based on the inventive forming two branches of a rope transmission multidirectional translational motion and attached to the end of the return spring tension, the second end of which is fixedly connected to the base, wherein one actuator attached to one of the transmission branches translational movement, and a second branch opposite to the direction of movement.
Сущность изобретения поясняется рисунком, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти.The invention is illustrated in the figure, where in FIG. 1 is a kinematic diagram of a positional sensing device for the mobility of fingers of an artificial brush.
Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, содержит основание 1 с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения подпружиненные контактные элементы 2 двух активаторов 3, 4, а также первый гибкий трос 5 закрепленный с одной стороны в канавке малого передающего шкива 8 двойного блока шкивов 8 и 10, шарнирно закрепленного на основании 1, а с другой соединенный с приводным звеном 6 рычажного пальцевого механизма активной искусственной кисти 7, оснащенной электромеханическим или механическим приводным устройством 14, при этом первый гибкий трос 5 размещен в гибкой упругой направляющей 9, закрепленной с одной стороны на корпусе кисти 7, а с другой на основании 1 устройства позиционного очувствления. Устройство также содержит второй гибкий трос 11, закрепленный в канавке шкива 10 большего диаметра и соединенный кинематически с распределительным шкивом 12, шарнирно установленным на основании 1, образуя две ветви тросовой передачи разнонаправленного поступательного движения и прикрепленный к концу возвратной пружины 13 растяжения, второй конец которой неподвижно соединен с основанием, причем один активатор 3 прикреплен к одной из ветвей передачи поступательного движения, а второй активатор 4 к ветви противоположного направления движения.The device for positional sensing the mobility of the fingers of an artificial brush, contains a base 1 with longitudinal grooves, into which spring-loaded
Использование устройства позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти осуществляется следующим образом.The use of a positional sensing device for the mobility of the fingers of an artificial brush is as follows.
В исходном положении пальцы искусственной кисти протеза руки сомкнуты. Оператор-инвалид, оснащенный, например, протезом предплечья, управляет движением пальцев активной искусственной кисти 7 и производит раскрытие пальцев. Приводное звено 6 рычажного пальцевого механизма активной искусственной кисти 7 натягивает первый трос 5, размещенный в гибкой упругой оболочке 9 и соединенный с малым шкивом 8, благодаря чему происходит поворот блока шкивов 8, 10. Соединенный со шкивом 10 второй трос 11 перемещает активаторы 3, 4 в противоположных направлениях, имитируя раскрытие пальцев, так как благодаря распределительному шкиву 12 образованы две ветви тросовой передачи разнонаправленного поступательного движения. При этом происходит натяжение возвратной пружины 13. При остановке раскрытия пальцев кисти движение активаторов 3.4 прекращается. При движении пальцев на закрытие возвратная пружина 13 перемещает активаторы 3,4 навстречу друг другу, имитируя движение пальцев на закрытие. Блок шкивов 8 и 10 разных диаметров выполняет роль тягового редуктора, обеспечивая необходимый рабочий ход активаторов 3 и 4.In the initial position, the fingers of the artificial hand prosthesis are closed. A disabled operator equipped, for example, with a prosthetic arm, controls the movement of the fingers of the active
Положительный эффект предложенного изобретения заключается в следующем. Предлагаемое изобретение обеспечивает конструктивную простоту устройства позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти полностью сохраняя его функциональные свойства, позволяя инвалиду-оператору в естественном режиме получить информацию о положении пальцев кисти, о начале движения, окончании движения и процессе самого движения, в том числе, например, при действии за препятствием. Устройство может быть рекомендовано для пользования слабовидящими инвалидами с ампутационными дефектами верхней конечности. При этом предлагаемое устройство позиционного очувствления может быть использовано как с электромеханической так и механической искусственной кистью.The positive effect of the proposed invention is as follows. The present invention provides constructive simplicity of the device for positional sensing the mobility of the fingers of an artificial brush while fully preserving its functional properties, allowing the disabled operator to receive information in natural mode about the position of the fingers of the brush, about the start of movement, the end of movement and the process of movement itself, including, for example, action behind the obstacle. The device can be recommended for use by visually impaired people with amputation defects of the upper limb. Moreover, the proposed positional sensing device can be used with both an electromechanical and a mechanical artificial brush.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107070A RU2712306C1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Device for positional sensing of artificial hand fingers mobility |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107070A RU2712306C1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Device for positional sensing of artificial hand fingers mobility |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2712306C1 true RU2712306C1 (en) | 2020-01-28 |
Family
ID=69624773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019107070A RU2712306C1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Device for positional sensing of artificial hand fingers mobility |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2712306C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112880609A (en) * | 2021-01-13 | 2021-06-01 | 上海市第六人民医院 | Detection device and method for measuring length change of human body and specimen graft |
RU213759U1 (en) * | 2022-04-19 | 2022-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Миолимб" (ООО "Миолимб") | Dual channel tactile device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU278023A1 (en) * | А. Ю. Шнейдер, Д. М. Иоффе, Е. П. Пол Л. С. Соловьев Е. А. Широкова | MANAGEMENT SYSTEM OF BIOELECTRIC PROTESES OF UPPER LIMITS | ||
US5888213A (en) * | 1997-06-06 | 1999-03-30 | Motion Control, Inc. | Method and apparatus for controlling an externally powered prosthesis |
US20080200994A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-21 | Colgate J Edward | Detector and Stimulator for Feedback in a Prosthesis |
RU2653820C2 (en) * | 2016-05-25 | 2018-05-14 | 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" (ФГБУ "СПбПЦЭНР им. Альбрехта Минтруда России") | Bioelectrical prosthesis control system |
-
2019
- 2019-03-12 RU RU2019107070A patent/RU2712306C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU278023A1 (en) * | А. Ю. Шнейдер, Д. М. Иоффе, Е. П. Пол Л. С. Соловьев Е. А. Широкова | MANAGEMENT SYSTEM OF BIOELECTRIC PROTESES OF UPPER LIMITS | ||
SU243142A1 (en) * | А. Ю. Шнейдер , С. Соловьев | BIO-ELECTRIC PROTESIS MANAGEMENT SYSTEM | ||
US5888213A (en) * | 1997-06-06 | 1999-03-30 | Motion Control, Inc. | Method and apparatus for controlling an externally powered prosthesis |
US20080200994A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-21 | Colgate J Edward | Detector and Stimulator for Feedback in a Prosthesis |
RU2653820C2 (en) * | 2016-05-25 | 2018-05-14 | 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" (ФГБУ "СПбПЦЭНР им. Альбрехта Минтруда России") | Bioelectrical prosthesis control system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112880609A (en) * | 2021-01-13 | 2021-06-01 | 上海市第六人民医院 | Detection device and method for measuring length change of human body and specimen graft |
CN112880609B (en) * | 2021-01-13 | 2023-02-28 | 上海逸动医学科技有限公司 | Detection device and method for measuring length change of human body and specimen graft |
RU213759U1 (en) * | 2022-04-19 | 2022-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Миолимб" (ООО "Миолимб") | Dual channel tactile device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hofmann et al. | Design and evaluation of a bowden-cable-based remote actuation system for wearable robotics | |
JP6846355B2 (en) | Control of phalanges for artificial hands | |
KR102504243B1 (en) | Robotic Microsurgical Assembly | |
EP2108339B1 (en) | Functional hand prosthesis mechanism | |
Au et al. | An ankle-foot emulation system for the study of human walking biomechanics | |
CA2909824C (en) | Artificial finger with articulating members and reset elements for resetting the articulating members | |
Lenzi et al. | NEUROExos: A variable impedance powered elbow exoskeleton | |
JP5128132B2 (en) | Actuated prosthesis for amputee | |
JP6752820B2 (en) | Palm unit for artificial hands | |
RU2008125982A (en) | BRANCH PROSTHESIS | |
KR101682949B1 (en) | A force-controllable actuator module for a wearable hand exoskeleton and a hand exoskeleton system using the module | |
RU2712306C1 (en) | Device for positional sensing of artificial hand fingers mobility | |
JP2018527496A (en) | Hydraulic pump assembly for artificial hands | |
Véronneau et al. | A high-bandwidth back-drivable hydrostatic power distribution system for exoskeletons based on magnetorheological clutches | |
KR20200143681A (en) | Decentralized rotary actuator | |
RU2653820C2 (en) | Bioelectrical prosthesis control system | |
CN112773661B (en) | Exoskeleton forefinger function rehabilitation robot | |
CN209933083U (en) | Wearable elastic rigid composite rod artificial limb finger | |
Jarrassé et al. | Design and acceptability assessment of a new reversible orthosis | |
Bacek et al. | A novel modular compliant knee joint actuator for use in assistive and rehabilitation orthoses | |
RU189912U1 (en) | Adaptation to human prosthesis | |
CN109864838B (en) | Wearable elastic rigid composite rod artificial finger | |
CN214382426U (en) | Bionic artificial limb for upper limb | |
RU2729449C1 (en) | Test bench for multifunctional active prosthesis of shoulder | |
RU213759U1 (en) | Dual channel tactile device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210313 |