RU2719658C1 - Gripping mechanism of pedicle single-seam bioelectric prosthesis of upper limb - Google Patents
Gripping mechanism of pedicle single-seam bioelectric prosthesis of upper limb Download PDFInfo
- Publication number
- RU2719658C1 RU2719658C1 RU2019104839A RU2019104839A RU2719658C1 RU 2719658 C1 RU2719658 C1 RU 2719658C1 RU 2019104839 A RU2019104839 A RU 2019104839A RU 2019104839 A RU2019104839 A RU 2019104839A RU 2719658 C1 RU2719658 C1 RU 2719658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- motor
- bioelectric
- prosthesis
- worm
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (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
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области медицинской техники в сфере протезирования и биоэлектрического протезирования, а именно к протезированию верхних конечностей. В частности, настоящее изобретение описывает техническое решение, описывающее способ управления механизмом схвата биоэлектрического односхватового протеза для пользователя-ребенка со степенью ампутации от пальцев до предплечья.The invention relates to the field of medical equipment in the field of prosthetics and bioelectric prosthetics, namely to prosthetics of the upper limbs. In particular, the present invention describes a technical solution describing a method for controlling a gripping mechanism of a bioelectric single-grip prosthesis for a child user with a degree of amputation from fingers to forearm.
ГЛОССАРИЙGLOSSARY
Односхватовый биоэлектрический протез - искусственная замена ампутированной или поврежденной части тела, управляемая посредством различных механизмов и предназначенная для выполнения специальных действий и/или воссоздания внешнего вида конечности пользователя, оснащенная как минимум одним мотором, который в своей работе обеспечивает схват.A single-grip bioelectric prosthesis is an artificial replacement of an amputated or damaged part of the body, controlled by various mechanisms and designed to perform special actions and / or to recreate the appearance of the user's limb, equipped with at least one motor, which provides grip in its work.
Схват - смыкание-размыкание пальцев кисти.Grip - closing-opening of the fingers of the brush.
Пользователь - лицо или объект, которое использует протез для выполнения конкретной функции.User - a person or object that uses a prosthesis to perform a specific function.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Детское протезирование - одно из наиболее важных направлений реабилитации человека. Физиологический рост и развитие ребенка влияют на непрерывные изменения его организма, в том числе в части костного скелета и мышечной системы верхних конечностей. Указанные изменения происходят быстрее, чем у взрослого человека, что влечет необходимость регулярного (раз в год и чаще) приобретения замены протеза для ребенка, вследствие этого в детском протезировании не принято использовать высокие технологии, увеличивающие стоимость конечного устройства и расходы по его содержанию для домохозяйства, по аналогии с протезами для взрослого человека. Вместе с тем, для адекватного развития ребенка и его эффективной реабилитации используемые при протезировании технические решения должны быть передовыми, чтобы способствовать всестороннему развитию ребенка.Children's prosthetics is one of the most important areas of human rehabilitation. The physiological growth and development of the child affects the continuous changes in his body, including in the part of the skeleton and the muscular system of the upper limbs. These changes occur faster than in an adult, which entails the need for regular (once a year or more) purchase of a replacement prosthesis for a child, as a result of which it is not customary to use high technologies in child prosthetics that increase the cost of the end device and the cost of maintaining it for the household, by analogy with prostheses for an adult. At the same time, for the adequate development of the child and its effective rehabilitation, the technical solutions used in prosthetics should be advanced in order to promote the full development of the child.
Как показывают международные исследования (например, публикация М. Egermann, М. Thomsen «Myoelektrische Prothesen bei Kindern im Kindergartenalter» // Der 
На данный момент некоторые производители предлагают образцы детских биоэлектрических протезов (примеры: Ottobok, Variety Ability Systems, Inc.). Одна из сложностей при изготовлении детского протеза состоит в поиске оптимального веса и габаритов протеза, подходящего не только для ребенка подросткового возраста (11-8 лет), но и младшего школьного возраста (7-11 лет), дошкольного возраста (3-7 лет) и даже преддошкольного возвраста (1-3 года). Конструкция биоэлектрического протеза для взрослого протеза сама по себе обладает большим для ребенка весом, за счет включения механизма с элементом питания, поэтому простое использование технологий, применяемых во взрослом протезировании, может навредить физическому здоровью ребенка (например, искривление позвоночника, травмы опорно-двигательного аппарата и др.). Уменьшение взрослого протеза и использование его в миниатюре также не является решением проблемы в силу дороговизны и технологических барьеров.Currently, some manufacturers offer samples of children's bioelectric prostheses (examples: Ottobok, Variety Ability Systems, Inc.). One of the difficulties in the manufacture of a children's prosthesis is to find the optimal weight and dimensions of the prosthesis, suitable not only for a teenage child (11-8 years old), but also for primary school age (7-11 years old), preschool age (3-7 years old) and even pre-school age (1-3 years). The design of a bioelectric prosthesis for an adult prosthesis in itself has a large weight for the child, due to the inclusion of a mechanism with a battery element, therefore, the simple use of technologies used in adult prosthetics can harm the physical health of the child (for example, curvature of the spine, injuries of the musculoskeletal system and other). Reducing an adult prosthesis and using it in miniature is also not a solution to the problem due to the high cost and technological barriers.
Важной особенностью эксплуатации детского протеза является требование о его повышенной безопасности, поскольку протез должен выдерживать большие нагрузки и учитывать поведение пользователя, который может его использовать без соблюдения инструкций по бережной эксплуатации и не только по его прямому назначению. Поэтому облегчение конструкции за счет использования более легких и менее прочных материалов или утончения материалов, используемых во взрослом протезировании, не может послужить релевантным решением.An important feature of the operation of a children's prosthesis is the requirement for its increased safety, since the prosthesis must withstand heavy loads and take into account the behavior of the user who can use it without following the instructions for careful operation and not only for its intended purpose. Therefore, facilitating the design by using lighter and less durable materials or by thinning the materials used in adult prosthetics cannot be a relevant solution.
Таким образом, физиологические особенности костного скелета и мышечной системы ребенка требуют использования простых решений, например, использование биоэлектрического односхватового протеза, выполняющего схват кистью в целом, а не пальцами по отдельности, или техническое решение, при котором только подвижные конечные части протеза, соответствующие большому, указательному и среднему пальцу, являются активными, а остальные пальцы, не задействованные в щепоти, т.е. при смыкании вместе концов подвижных конечных частей биоэлектрического протеза, заменяющих большой, указательный и средний пальцы, остаются неподвижными и/или выполнены гибкими.Thus, the physiological features of the child’s skeleton and muscular system require the use of simple solutions, for example, the use of a single-grip bioelectric prosthesis that grashes with the brush as a whole rather than with the fingers individually, or a technical solution in which only the moving end parts of the prosthesis corresponding to a large forefinger and middle finger are active, and the remaining fingers are not involved in the pinch, i.e. when closing together the ends of the moving end parts of the bioelectric prosthesis, replacing the thumb, index and middle fingers, remain motionless and / or made flexible.
Из уровня технички известны некоторые решения по детским односхватовым биоэлектрическим протезам верхних конечностей, например, «Электрическая кисть Electric Hand 2000 для детей» (URL: https://www.ottobock-export.com/ru/prosthetics/products-from-a-to-z/arm-prosthetics/electric-hand-2000-children/). Недостатками данного технического решения являются неестественная, неантропоморфная кинематическая схема схвата, а также компоновочное решение в целом, за счет размещения центра тяжести не возле части протеза, соответствующей запястью, поскольку мотор-редуктор расположен в подвижной части кисти, что является непрочным и ненадежным решением, а также может оказать негативное влияние на балансировку готового изделия.From the technical level, some solutions are known for one-grip bioelectric prostheses of the upper extremities, for example, “Electric Hand 2000 Electric Brush for Children” (URL: https://www.ottobock-export.com/en/prosthetics/products-from-a- to-z / arm-prosthetics / electric-hand-2000-children /). The disadvantages of this technical solution are the unnatural, non-anthropomorphic kinematic grip scheme, as well as the layout solution as a whole, due to the center of gravity being placed not near the part of the prosthesis corresponding to the wrist, since the gear motor is located in the moving part of the hand, which is an unstable and unreliable solution, but may also have a negative effect on the balancing of the finished product.
Также из уровня техники известны патенты, описывающие технические решения, относящиеся к односхватовым биоэлектрическим протезам, предназначенным для взрослого пользователя.Also known from the prior art are patents describing technical solutions related to single-grip bioelectric prostheses intended for an adult user.
Известно техническое решение «Artificial hand and drive apparatus for such hand» (патент № US 4114464 A, дата публикации: 19.09.1978), в котором два активных пальца связаны червячной передачей. Недостатком данного технического решения является использование одного червяка для приведения в действие двух червячных колес, что является решением, требующим финансовых затрат и дополнительных ресурсов при их первичной настройке, поскольку необходима регулировка сразу двух червячных пар. Помимо этого, указанное решение характеризуется использованием многоступенчатой зубчатой передачи, что требует увеличения габаритов конечного изделия и не может быть применено при изготовлении протеза для пользователя-ребенка.Known technical solution "Artificial hand and drive apparatus for such hand" (patent No. US 4114464 A, publication date: 09/19/1978), in which two active fingers are connected by a worm gear. The disadvantage of this technical solution is the use of one worm to drive two worm wheels, which is a solution that requires financial costs and additional resources for their initial setup, since it is necessary to adjust two worm pairs at once. In addition, this solution is characterized by the use of a multi-stage gear transmission, which requires an increase in the dimensions of the final product and cannot be used in the manufacture of a prosthesis for a child user.
Известно изобретение «Искусственная кисть» (патент № RU 2472469, дата публикации: 20.01.2013), раскрывающее устройство кисти, содержащей микроэлектропривод с винтовой передачей, обеспечивающей возможность возвратно-поступательного движения, при этом привод неподвижно соединен с основанием блока пальцев. Недостатком данного технического решения является расположение двигателя параллельно оси вращения пальцев, что затрудняет компоновку изделия при сравнительно небольшой ширине протеза, соответствующей размеру ладони пользователя-ребенка.The invention is known "Artificial brush" (patent No. RU 2472469, publication date: 01/20/2013), revealing the device of the brush containing a microelectric drive with a helical gear, providing the possibility of reciprocating motion, while the drive is stationary connected to the base of the finger block. The disadvantage of this technical solution is the location of the engine parallel to the axis of rotation of the fingers, which complicates the layout of the product with a relatively small width of the prosthesis corresponding to the palm size of the user-child.
Из уровня техники известны также патенты, описывающие не односхватовые протезы, например, патенты № RU 2663941 и RU 2663942 на изобретения «Электромеханическая кисть» (дата публикаций: 13.08.2018), но конструкция с использованием трех двигателей не применима к детскому протезированию за счет своего веса и конфигурации, которую невозможно вписать в габаритные параметры детского биоэлектрического протеза. Двигатель в указанных решенияз расположен параллельно оси вращения пальцев, такую компоновку сложно применить при детском протезировании из-за небольшой ширины ладони пользователя-ребенка.Patents are also known from the prior art that describe non-single-grip prostheses, for example, patents No. RU 2663941 and RU 2663942 for the invention of the Electromechanical Brush (publication date: 08/13/2018), but the design using three engines is not applicable to children's prosthetics due to its weight and configuration, which cannot be entered into the overall parameters of the baby bioelectric prosthesis. The engine in these solutions is located parallel to the axis of rotation of the fingers, such an arrangement is difficult to apply for pediatric prosthetics due to the small width of the palm of the user's child.
СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯESSENCE OF TECHNICAL SOLUTION
Техническая проблема, решаемая в данном решении, состоит в необходимости расширения функциональных возможностей протезов верхних конечностей, предназначенных для пользователей-детей за счет обеспечения возможности управления малогабаритным биоэлектрическим протезом, позволяющим удерживать тяжелые предметы и фиксировать схват, в отсутствие неестественных движений локтя или плеча пользователя, при снижении конечной стоимости детского протеза.The technical problem solved in this solution is the need to expand the functionality of the upper limb prostheses intended for child users by providing the ability to control a small-sized bioelectric prosthesis that allows you to hold heavy objects and fix the grip, in the absence of unnatural movements of the user's elbow or shoulder, lowering the final cost of a baby prosthesis.
Известные из уровня техники технические решения не обеспечивают компактную, надежную и достаточно простую конструкцию, которая могла бы быть реализована на современном уровне техники.Known from the prior art technical solutions do not provide a compact, reliable and fairly simple design, which could be implemented at the modern level of technology.
Технический результат патентуемого изобретения заключается в реализации антропоморфной кинематической схемы схвата с использованием по меньшей мере одного мотора или мотора-редуктора и по меньшей мере одной цилиндрической зубчатой передачей и по меньшей мере одной червячной передачей при сохранении относительно небольшой ширины протеза, соответствующей размеру ладони пользователя-ребенка, и обеспечении балансировки устройства за счет расположения центра тяжести всей конструкции ближе к запястью.The technical result of the patented invention consists in the implementation of an anthropomorphic kinematic gripping scheme using at least one motor or gear motor and at least one cylindrical gear transmission and at least one worm gear while maintaining a relatively small prosthesis width corresponding to the size of the user's child’s palm , and balancing the device due to the location of the center of gravity of the entire structure closer to the wrist.
Заявленный технический результат обеспечивается за счет конструкции детского односхватового биоэлектрического протеза верхней конечности, включающего по меньшей мере один мотор или мотор-редуктор с планетарным, циклоидальным или волновым редуктором, по меньшей мере одной цилидрической зубчатой передачей, по меньшей мере одной червячной передачей и рычажным механизмом для передачи усилия на ответные элементы схвата.The claimed technical result is ensured by the design of a one-grip bioelectric prosthesis of the upper limb, comprising at least one motor or gear motor with a planetary, cycloidal or wave gear, at least one cylindrical gear transmission, at least one worm gear and a lever mechanism for transfer of force to the response elements of the gripper.
Конструкция имеет корпус шириной от 45 до 65 мм, повторяющий по форме форму ладони, выполненный из легкого искусственного материала с пределом прочности больше 35 МПа, и крышку, соединенную с основанием корпуса любым стандартным способом крепления, которое, в свою очередь, соединено с узлом искусственного запястья, предназначенного для крепления к гильзе протеза.The design has a case with a width of 45 to 65 mm, repeating the shape of a palm made of lightweight artificial material with a tensile strength of more than 35 MPa, and a cover connected to the base of the case by any standard mounting method, which, in turn, is connected to the artificial wrists intended for attachment to the prosthesis sleeve.
При этом, мотор или мотор-редуктор является мотор-редуктором постоянного тока с мощностью от 3 до 7 Вт со следующими параметрами: диаметр от 10 до 20 мм, длина от 40 до 50 мм, вес от 40 до 70 г, крутящий момент мотора составляет от 0,25 до 0,6 Н*м, частота холостого хода мотора от 5000 до 30000 об/мин, передаточное отношение редуктора лежит в интервале от 50:1 до 100:1 и скреплен с фланцем, который прикреплен к основанию корпуса. Управление вращением мотора происходит с помощью платы системы управления.At the same time, the motor or gearmotor is a DC gearmotor with a power of 3 to 7 W with the following parameters: diameter from 10 to 20 mm, length from 40 to 50 mm, weight from 40 to 70 g, the motor torque from 0.25 to 0.6 N * m, the engine idle frequency from 5000 to 30000 rpm, the gear ratio of the gearbox lies in the range from 50: 1 to 100: 1 and is fastened to a flange that is attached to the base of the housing. The rotation of the motor is controlled by the control system board.
Цилиндрическая зубчатая передача для изменения направления вращения с эвольвентной, круговой, циклоидальной или иной формой профиля зубьев с любым передаточным отношением. Колесо зубчатой передачи и червяк червячной передачи находятся на валу, вращающемся в подшипниках скольжения и расположенном в отверстии между главной частью корпуса и крышкой. Червяк приводит в действие червячной колесо, соединенное с подвижной конечной частью биоэлектрического протеза, заменяющей большой палец, вращающейся на оси, закрепленной в основании и крышке корпуса.Spur gear for changing the direction of rotation with involute, circular, cycloidal or other shape of the tooth profile with any gear ratio. The gear wheel and the worm gear of the worm gear are located on a shaft rotating in sliding bearings and located in the hole between the main part of the housing and the cover. The worm drives a worm wheel connected to the movable end part of the bioelectric prosthesis, replacing the thumb, rotating on an axis, fixed to the base and cover of the body.
Подвижная конечная часть биоэлектрического протеза, заменяющая большой палец, имеет рычаг, выполненный из легкого искусственного материала с пределом прочности больше 35 МПа, ось которого соединяется с помощью металлической тяги с осью аналогичного рычага подвижной конечной части биоэлектрического протеза, заменяющей указательный, средний, безымянный пальца и мизинец.The movable end part of the bioelectric prosthesis replacing the thumb has a lever made of lightweight artificial material with a tensile strength of more than 35 MPa, the axis of which is connected using a metal rod to the axis of the same lever of the movable end part of the bioelectric prosthesis, replacing the index, middle, ring finger and little finger.
При получении управляющего сигнала на смыкание подвижных конечных частей биоэлектрического протеза плата системы управления подает постоянный электрический ток на мотор-редуктор, который вращает ведущее колесо зубчатой передачи, находящееся в зацеплении с ведомым колесом зубчатой передачи, которое передает вращение на вал, на котором расположен червяк червячной передачи, который вращает колесо червячной передачи, что приводит в движение подвижные конечные части биоэлектрического протеза, обеспечивая смыкание и удержание предмета.Upon receipt of a control signal for closing the movable end parts of the bioelectric prosthesis, the control circuit board delivers direct electric current to the gear motor, which rotates the gear wheel, which is engaged with the driven gear wheel, which transmits rotation to the shaft on which the worm is located transmission, which rotates the worm gear wheel, which drives the moving end parts of the bioelectric prosthesis, ensuring the closure and retention of the subject.
При получении управляющего сигнала на размыкание подвижных конечных частей биоэлектрического протеза плата системы управления подает постоянный электрический ток на мотор-редуктор, который вращает зубчатую передачу в обратную сторону, обеспечивая размыкание.Upon receipt of a control signal for opening the movable end parts of the bioelectric prosthesis, the control system board delivers direct electric current to the gear motor, which rotates the gear transmission in the opposite direction, providing opening.
При схвате осуществляется удержание предмета за счет остановки мотора и эффекта самоторможения в червяной передаче.When gripping, the object is held by stopping the motor and the self-braking effect in the worm gear.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее:Further, the solution is illustrated by reference to the figures, which show the following:
Фиг. 1 - Главный вид.FIG. 1 - The main view.
Фиг. 2 - Сечение А-А.FIG. 2 - Section AA.
Фиг. 3 - Сечение Б-Б.FIG. 3 - Section BB.
Фиг. 4 - Сечение В-В.FIG. 4 - Section BB.
Фиг. 5 - Сечение Г-Г.FIG. 5 - Section G-D.
1 - мотор-редуктор; 2 - конечная часть, заменяющая большой палец; 3 - конечная часть, заменяющая указательный, средний, безымянный пальцы и мизинец; 4 - крышка корпуса; 5 - основание корпуса; 6 - узел искусственного запястья; 7 - плата системы управления; 8 - фланец; 9 - ведущее колесо зубчатой передачи; 10 - ведомое колесо зубчатой передачи; 11 - червяк; 12 - вал; 13 - подшипник скольжения; 14 - колесо червячной передачи; 15 - ось конечной части, заменяющей большой палец; 16 - рычаг конечной части, заменяющей большой палец; 17 - тяга; 18 - ось конечной части, заменяющей указательный, средний, безымянный пальцы и мизинец; 19 - рычаг конечной части, заменяющей указательный, средний, безымянный пальцы и мизинец.1 - gear motor; 2 - the final part replacing the thumb; 3 - the final part, replacing the index, middle, ring fingers and little finger; 4 - housing cover; 5 - the base of the housing; 6 - knot artificial wrist; 7 - control system board; 8 - flange; 9 - a driving gear wheel; 10 - driven gear wheel; 11 - a worm; 12 - shaft; 13 - plain bearing; 14 - a worm gear wheel; 15 - axis of the final part replacing the thumb; 16 - lever end part replacing the thumb; 17 - thrust; 18 - axis of the final part, replacing the index, middle, ring fingers and little finger; 19 - lever of the end part, replacing the index, middle, ring fingers and little finger.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE TECHNICAL SOLUTION
Для решения обозначенной проблемы разработана односхватовая биоэлектрическая кисть, состоящая из планетарного мотор-редуктора (1), цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи, одной червячной передачи и рычажным механизмом для передачи усилия.To solve the indicated problem, a single-grip bioelectric brush was developed, consisting of a planetary gear motor (1), a cylindrical involute gear transmission, one worm gear and a lever mechanism for transmitting force.
Возможность получения при осуществлении изобретения технического результата подтверждается следующим образом:The possibility of obtaining in the implementation of the invention a technical result is confirmed as follows:
Конструкция имеет корпус, повторяющий форму ладони с шириной 60 мм, выполненный из полиамида, подвижную конечную часть, заменяющую большой палец (2), и подвижную конечную часть, заменяющую указательный, средний, безымянный пальцы и мизинец (3). Крышка корпуса (4) прикреплена к основанию корпуса с помощью винтов. Основание корпуса (5) соединено с узлом искусственного запястья (6), соединяющим искусственную кисть с гильзой протеза. К основной части корпуса с помощью винтов прикреплена плата системы управления (7), которая управляет вращением двигателя.The design has a body that repeats the shape of a palm with a width of 60 mm, made of polyamide, a movable end part that replaces the thumb (2), and a movable end part that replaces the index, middle, ring fingers and little finger (3). The housing cover (4) is attached to the base of the housing with screws. The base of the body (5) is connected to the node of the artificial wrist (6) connecting the artificial brush with the sleeve of the prosthesis. A control system board (7), which controls the rotation of the engine, is attached to the main part of the housing with screws.
В качестве планетарного мотор-редуктора используется электрический серийный планетарный мотор-редуктор постоянного тока с мощностью 5 Вт и параметрами: диаметр - 7 мм, длина - 46 мм, вес - 60 г, крутящий момент 0,34 Н*м, мотор имеет частоту холостого хода 14000 об/мин, редуктор имеет передаточное отношение 91:1. Мотор-редуктор прикручен к фланцу (8) с помощью винтового соединения, фланец прикреплен к основанию корпуса с помощью винтового соединения. На выходном валу мотор-редуктора закреплено ведущее колесо зубчатой передачи (9)As a planetary gear motor, an electric serial DC planetary gear motor with a power of 5 W and parameters is used: diameter - 7 mm, length - 46 mm, weight - 60 g, torque 0.34 N * m, the motor has an idle frequency stroke 14000 rpm, the gearbox has a gear ratio of 91: 1. The gear motor is screwed to the flange (8) with a screw connection, the flange is attached to the base of the housing with a screw connection. A gear drive wheel (9) is fixed on the output shaft of the gear motor
В устройстве используется цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача с передаточным отношением 1:1.The device uses a cylindrical involute gear transmission with a gear ratio of 1: 1.
Ведомое колесо зубчатой передачи (10) и червяк червячной передачи (11) расположены на одном валу (12) диаметром 4 мм и длинной 60 мм, вращающемся в четырех подшипниках скольжения (13), расположенных в отверстии между основанием корпуса и крышкой корпуса. Червяк однозаходный приводит в действие червячное колесо (14), передаточное отношение червячной передачи 1:30. Червячное колесо соединено с подвижной конечной частью биоэлектрического протеза, заменяющей большой палец, вращающейся на оси (15), один конец которой закреплен в основании корпуса, а другой - в крышке корпуса.The driven gear wheel (10) and the worm gear screw (11) are located on the same shaft (12) with a diameter of 4 mm and a length of 60 mm, rotating in four plain bearings (13) located in the hole between the base of the housing and the housing cover. The one-way worm drives the worm wheel (14), the gear ratio of the worm gear is 1:30. The worm wheel is connected to the movable end part of the bioelectric prosthesis, replacing the thumb, rotating on the axis (15), one end of which is fixed to the base of the body and the other to the cover of the body.
Рычаг (16) подвижной конечной части биоэлектрического протеза, заменяющей большой палец, выполнен из полиамида. На его конце находится отверстие, в которое вставлена стальная ось диаметром 4 мм и длиной 9 мм, соединяющая рычаг со стальной тягой (17), и другой конец тяги соединяется с осью (18) полиамидного рычага (19) конечной части, заменяющей указательный, средний, безымянный пальцы и мизинец. Конечная часть, заменяющая указательный, средний, безымянный пальцы и мизинец, вращается на оси, закрепленной между основанием корпуса и крышкой корпуса.The lever (16) of the movable end of the bioelectric prosthesis replacing the thumb is made of polyamide. At its end there is a hole in which a steel axis with a diameter of 4 mm and a length of 9 mm is inserted, connecting the lever with the steel rod (17), and the other end of the rod is connected with the axis (18) of the polyamide lever (19) of the end part, replacing the index, middle , ring fingers and little finger. The final part, replacing the index, middle, ring fingers and little finger, rotates on an axis fixed between the base of the housing and the housing cover.
Конструкция позволяет при габаритах детской руки 60 мм осуществлять схват предметов и их удержание.The design allows for the dimensions of a child’s hand 60 mm to grab objects and hold them.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИUSED INFORMATION SOURCES
Публикация «Электрическая кисть Electric Hand 2000 для детей» // Веб-сайт www.ottobock-export.com URL: https://www.ottobock-export.com/ru/prosthetics/products-from-a-to-z/arm-prosthetics/electric-hand-2000-children.Publication “Electric Hand 2000 Electric Brush for Children” // Website www.ottobock-export.com URL: https://www.ottobock-export.com/en/prosthetics/products-from-a-to-z/ arm-prosthetics / electric-hand-2000-children.
M. Egermann, M. Thomsen «Myoelektrische Prothesen bei Kindern im Kindergartenalter» // Der
William J. Hanson, MS «VASI OFFERS ADVANCED PEDIATRIC HAND TECHNOLOGY» // The O&P EDGE. URL: https://opedge.com/Articles/ViewArticle/2003-10_06.William J. Hanson, MS "VASI OFFERS ADVANCED PEDIATRIC HAND TECHNOLOGY" // The O&P EDGE. URL: https://opedge.com/Articles/ViewArticle/2003-10_06.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019104839A RU2719658C1 (en) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | Gripping mechanism of pedicle single-seam bioelectric prosthesis of upper limb |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019104839A RU2719658C1 (en) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | Gripping mechanism of pedicle single-seam bioelectric prosthesis of upper limb |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2719658C1 true RU2719658C1 (en) | 2020-04-21 |
Family
ID=70415403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019104839A RU2719658C1 (en) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | Gripping mechanism of pedicle single-seam bioelectric prosthesis of upper limb |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2719658C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762842C1 (en) * | 2020-11-12 | 2021-12-23 | Общество с ограниченной ответственностью "МОТОРИКА" | Single-grip electromechanical prosthetic hand |
| RU2779492C1 (en) * | 2021-11-30 | 2022-09-07 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Краснознамёнец" | Artificial bioelectric hand |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3683423A (en) * | 1971-01-19 | 1972-08-15 | Russell S Crapanzano | Gravity activated prosthetic device |
| US4114464A (en) * | 1976-02-25 | 1978-09-19 | Messerschmitt-Bolkow-Blohm Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Artificial hand and drive apparatus for such hand |
| US4623354A (en) * | 1984-10-22 | 1986-11-18 | Northwestern University | Myoelectrically controlled artificial hand |
| WO1995024875A1 (en) * | 1994-03-12 | 1995-09-21 | Royal Infirmary Of Edinburgh Nhs Trust | Hand prosthesis |
| WO2007063266A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Touch Emas Limited | Prostheses with mechanically operable digit members |
| US7867287B2 (en) * | 2005-12-20 | 2011-01-11 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Hand prosthesis with fingers that can be aligned in an articulated manner |
| US20150216680A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Rehabilitation Institute Of Chicago | Modular and lightweight myoelectric prosthesis components and related methods |
| RU176303U1 (en) * | 2017-07-11 | 2018-01-16 | Станислав Александрович Муравьёв | BIONIC HAND BRUSHES |
-
2019
- 2019-02-20 RU RU2019104839A patent/RU2719658C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3683423A (en) * | 1971-01-19 | 1972-08-15 | Russell S Crapanzano | Gravity activated prosthetic device |
| US4114464A (en) * | 1976-02-25 | 1978-09-19 | Messerschmitt-Bolkow-Blohm Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Artificial hand and drive apparatus for such hand |
| US4623354A (en) * | 1984-10-22 | 1986-11-18 | Northwestern University | Myoelectrically controlled artificial hand |
| WO1995024875A1 (en) * | 1994-03-12 | 1995-09-21 | Royal Infirmary Of Edinburgh Nhs Trust | Hand prosthesis |
| WO2007063266A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Touch Emas Limited | Prostheses with mechanically operable digit members |
| US7867287B2 (en) * | 2005-12-20 | 2011-01-11 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Hand prosthesis with fingers that can be aligned in an articulated manner |
| US20150216680A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Rehabilitation Institute Of Chicago | Modular and lightweight myoelectric prosthesis components and related methods |
| RU176303U1 (en) * | 2017-07-11 | 2018-01-16 | Станислав Александрович Муравьёв | BIONIC HAND BRUSHES |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762842C1 (en) * | 2020-11-12 | 2021-12-23 | Общество с ограниченной ответственностью "МОТОРИКА" | Single-grip electromechanical prosthetic hand |
| RU2779492C1 (en) * | 2021-11-30 | 2022-09-07 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Краснознамёнец" | Artificial bioelectric hand |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11654034B2 (en) | Hand assembly for an arm prosthetic device | |
| Furui et al. | A myoelectric prosthetic hand with muscle synergy–based motion determination and impedance model–based biomimetic control | |
| Gopura et al. | Mechanical designs of active upper-limb exoskeleton robots: State-of-the-art and design difficulties | |
| EP2108339A1 (en) | Functional hand prosthesis mechanism | |
| CN108582155B (en) | Mechanical arm with flutter inhibiting function | |
| CN102499857A (en) | Exoskeleton wearable upper limb rehabilitation robot | |
| JP2016059763A (en) | Lower limb motion support apparatus | |
| CN103690279A (en) | Under-actuated prosthetic hand system based on planetary gear trains | |
| RU171262U1 (en) | FEMAL LINK OF AN ACTIVE FOOT ORTHOSIS | |
| Dittli et al. | Remote actuation systems for fully wearable assistive devices: Requirements, selection, and optimization for out-of-the-lab application of a hand exoskeleton | |
| US20230248544A1 (en) | Arm prosthetic device | |
| RU2719658C1 (en) | Gripping mechanism of pedicle single-seam bioelectric prosthesis of upper limb | |
| Shisheie et al. | Design and fabrication of an assistive device for arm rehabilitation using twisted string system | |
| Koo et al. | Development of a meal assistive exoskeleton made of soft materials for polymyositis patients | |
| RU2506931C2 (en) | Hand prothesis | |
| CN101879101A (en) | Bionic mechanical prosthetic hand driven by wrist joint | |
| CN204428215U (en) | A kind of apery myoelectricity artificial hand | |
| Song et al. | Improvement of upper extremity rehabilitation Robotic Exoskeleton, NREX | |
| Polotto et al. | Index finger rehabilitation/assistive device | |
| Kundu et al. | Development of a 5 DOF prosthetic arm for above elbow amputees | |
| ali Soleimani et al. | Designing, prototyping, and controlling a portable rehabilitation robot for the shoulder physiotherapy and training | |
| Tanaka et al. | Development of an ADL assistance apparatus for upper limbs and evaluation of muscle and cerebral activity of the user | |
| RU2615278C2 (en) | Forearm prosthesis | |
| CN109864838B (en) | Wearable elastic rigid composite rod artificial finger | |
| Ebrahimi et al. | Bionic upper orthotics with integrated EMG sensory |