SE451053B - Handprotes - Google Patents

Description

451 053 2 Bland de krav som ställs på rörelsemönstret för handprotesen enligt föreliggande uppfinning är att ett föremål skall kunna plockas från en bordsskiva medan underarmen samtidigt ligger i huvudsak parallellt med bordsskivan. När man idag med en handprotes skall plocka ett föremål från en bordsskiva måste hela underarmen vinklas upp kraftigt mot bordsskivan innan föremålet kan upplockas. Detta ger ett onaturligt intryck. En annan faktor som bidrar till att rörelsemönstret för en handprotes ger ett onaturligt intryck är handprotesens vikt.

Enligt föreliggande uppfinning eftersträvas att handprotesens vikt inte överstiger den naturliga handens vikt. Vikten av protesen bör helst vara ännu lägre så att, om överarmsstumpen är kort, den senare ej utsätts för besvärande belastning.

Bland de tekniska kraven som ställs på handprotesen enligt uppfinningen är att dess delar lätt skall kunna uttagas för service alternativt utbyte. Vidare skall den mekaniska konstruktionen vara i hög grad symmetrisk, vilket innebär att samma konstruktionsdetaljer kan användas såväl för högerhands- -som för vänsterhandsproteser.

GB-A-2 072 020 beskriver en idag i Sverige allmänt använd handprotes, som har den olägenheten att vara alltför lång, alltför tung och ha en onaturligt lång tumme.

SU-A-854 388 visar en handprotes som dels är onaturligt lång och dels har en tumme som vrider sig runt en axel, vilken är förlagd vid tummens - från tumspetsen räknat - andra led. Övriga fingrar är vridbara runt en gemensam andra axel som är förlagd - från pekfingrets spets räknat - tredje led. I likhet med det brittiska patentet är den elektriska motorn förlagd i protesens stomme, dans. den struktur som är stillastående relativt underarmen.

Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma en handprotes av det ovan nämnda slaget, vilken undviker de kända handprotesernas olägenheter och uppvisar de inledningsvis önskvärda egenskaperna att vara kort, är kosmetiskt 451 053 3 tilltalande samt har ett naturligt rörelsemönster. Dessa egenskaper ernås genom att handprotesen uppvisar de i patentkravet l angivna kännetecknen.

Ett framträdande särdrag med handprotesen enligt uppfinningen är att handprotesens grepp är självlåsande (utan hjälp av någon på motorn verkande bromsanordning) när tummen anligger mot en pekfingerstruktur.

Tack vare det unika särdraget att handleden dels kan vinklas i förhållande till underarmen och intaga endera av, företrädes- vis, två diskreta s.k. plocklägen (vinkellägen) och dels kan roteras i ett plan vinkelrätt mot underarmens längdriktníng, kan ett föremål plockas från en bordsyta utan att armbågen behöver lyftas från bordsytan. När protesbäraren går föredrar han/hon ofta att hålla handprotesen i en roekficka. Genom att handprotesen enligt uppfinningen kan avvinklas relativt underarmen ger en på sådant sätt avvinklad och i rockfickan placerad handprotes ett naturligt intryck.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka fig. 1A - C belyser handprotesens enligt uppfinningen rörelse vid gripning av ett föremål, fig. 2 är en sidovy av handprotesens mekaniska uppbyggnad, fig. 3 är en sidosektionsvy utmed linjen III-III i fig. 2, fig. 4 är en sidosektionsvy av handprotesen utmed linjen IV-IV i fig. 2, fig. 5 och 6 är sidosektionsvyer av protesen när denna är ställd i sitt normalläge mot underarmen, fig. 7 i generaliserad form visar länkmekanismen i handprote- sen enligt uppfinningen och fig. 8, 9 visar protesen ställd i ett läge där handen är mera avvinklad relativt underarmen, protesens s.k. plockläge.

Fig. 1A - C visar rörelseprincipen för handprotesen 1 enligt uppfinningen. Pekfingerstrukturen, som består av ett finger- par, är vridbart runt en fingerled-vridpunkt A medan handfla- tan, med vilken tummen är stelt förbunden, är vridbar runt en handled-vridpunkt B. Placeringen av vridpunkterna A och B samt 451 053 4 tummens stela förbindning med den rörliga handflatan gör att griprörelsen. efterliknar en naturlig hands griprörelse.

Samtidigt som pekfingret vrids moturs runt vridpunkten A vrids denna vridpunkt A medurs runt handled-vridpunkten B från utgångsläget Al via mellanläget A2, till slutläget A3.

Det stora krysset inuti handgreppet representerar den punkt i vilken tummens tryckpunkt, markerad med ett litet kryss, skall möta fingerparets tryckpunkt, likaledes markerad med ett litet kryss, diametralt om föremålet. Med 2 markeras det föremål, i detta fall en ring, som skall gripas. Om istället fingerparet skulle möta tummen skulle fingertryckpunkten ha vandrat utåt ett stycke. För en naturlig hand vandrar fingrarnas tryckpunkt inåt i riktning mot fingerleden när gripobjektets diameter ökar. Detta gäller även för protesen enligt uppfinningen.

Den länkmekanism som styr fingrarnas rörelser och som drivs av en elektrisk motor visas i fig. 2 - 4. Den motordrivna länkmekanismen är placerad i den rörliga handflatan 3, med vilken tummen 4 är stelt förbunden, och innefattar en elektrisk motor 5 med inbyggd växel 6. Motorn är förlagd nära fingerled-vridpunkten A och är monterad i ett hus 7, som tillsammans med den omslutande mjukdelskonstruktionen utgör handflatan 3. På växelns 6 utgående axel 8 sitter ett kugghjul 9, som är i ingrepp med ett huvuddrev 10, vilket i sin tur är vridfast anordnat på en axel ll, som medelst lager 12 är sta- bilt lagrad vid sidan av motorn inuti huset 7. Motorn är av den typ som har genomgående axel som skjuter ut från motorhuset även på den från växeln motsatta sidan av motorhuset.Detta utskjutande parti av motoraxeln betecknas med 13 och på detta axelparti sitter en skiva 14 som har runt omkretsen anordnade tänder, vilka är avsedda att komma till ingrepp med en låshake 15 som är anordnad på en bladfjäder av metall, vilken påverkas av en elektromagnet 16. Ej visade batterier matar över en likaledes ej visad strömbrytare motorn 5 och elektromagneten 16 med ström. När strömmen sluts, t.ex. genom påverkan från i sig kända myoelektriska elektroder anordnade på underarmen, attraherar elektromagneten 451 053 5 bladfjädern och låshaken 15 släpper från sitt ingrepp med skivan 14 varefter motorn vrider huvuddrevet 10. När fingerparet intar det önskade greppläget bryts strömmen och motorns poler kortsluts varvid motorn snabbt stannar och motoraxeln 13 låses i sitt läge medelst låshaken 15.

En manöverlänkarm 17, även kallad fingerlänkarm, är vid sin ena ände vridbart fastsatt på huvuddrevet 10 medelst en lagertapp 18 och är vid sin andra ände vridbart fastsatt vid fingerparet medelst en andra lagertapp 19, som är anordnad på avstånd från vridpunkten A. Det är således tydligt att manöverlänkarmen l7 överför motorns vridningsrörelse till en vridning av fingerparet.

Ur fig.2 och 4 framgår att manöverlänk-armen 17 - sedd från sidan i fig. 2 - är i huvudsak rak och har ett avvinklat parti vars ände avslutas i en gaffel vars ben 25, 26 (fig. 4) gränslar över huvuddrevet 10. En plock-länkarm 20 är vid sin ena ände vridbart förbunden med manöverlänkarmen 17 vid en vridpunkt som ligger i huvudsak mitt på manöverlänkarmen 17.

Närmare bestämt är den vridbara förbindelsen ordnad med en andra gaffel, som bildas av gaffelbenet 25 och ett tillkommande gaffelben 24 på manöverhävarmen 17. Plock- länkarmen 20 är - sedd från sidan i fig. 2 - långsträckt och uppvisar ett antal - i det visade exemplet två-urtag 27 och 28 anordnade utmed länkarmens ena långsida. En dragfjäder 34, av tydlighetsskäl visad endast i fig. 8, håller - i fig. 2 urtaget 27 - i fig.5 urtaget 28 - i ingrepp med ett utskott 29, som är fast anordnat på en protesstomme 30. Ur fig. 3 framgår att handflatsstrukturen med det därpå fixerade huset 7 medelst en gångjärnsliknande led 31 är vridbart förbunden med stommen 30, varvid gångjärnets vridtapp 32 bildar den nämnda handleds-vridpunkten B. Stommen 30 uppvisar två utstående öron 33 medelst vilka protesen ansluts, antingen direkt eller via någon typ av vridled, till underarmen. Det är således tydligt att motorns vridningsrörelser via manöver-länkarmen 17 och plock-länkarmen 20 överförs till en vridningsrörelse av handflatan och den på handflatan fixerade tummen 4. Den exakta 451 053 6 förläggningen av plock-länkarmens 20 vridpunkt, vilken i fig. 2 och 4 markeras med C på manöverlänkarmen 17 påverkar vinkelutslaget för handledens vridningsrörelser runt vrid- punkten B. Med den visade förläggningen, ungefär mitt på manöverlänkarmen, 17 erhålls det i fig. 1A - C visade för- hållandet mellan handledens och fingerparets vridningsrörelser.

Fingerparet 1 är tvâ med varandra fast förenade fingrar 21, 22 såsom framgår ur fig. 3 och 4. Fingret 21 representerar pekfingret medan fingret 22 representerar långfingret.

Med ledning av fig. 5 - 7 skall den inledningsvis omnämnda självlåsningsfunktionen för protesens grepp beskrivas. I fig. 5 har huvuddrevet 10 vridit sig ca l50o moturs från läget i fig. 2 och tummen och fingerparet anligger mot varandra.

Förutom den låsning av greppet som uppstår till följd av motorns 5 vridmoment, växeln 6, kugghjulet 9 och låsanordningen 14, 15 befinner sig länkmekanismen i ett självlåst läge eftersom den första vridningspunkten 18, axeln ll och den andra vridningspunkten 19 alla ligger utmed en och samma linje vilken i fig.5 markeras med hänvisningssiffran 38, varigenom krafter som vill vrida fingerparet ej kan ge något vridmoment på länkmekanismen, vilket innebär, att greppet ej kan öppnas. Det bör observeras att denna självlåsning av länkmekanismen inträffar oberoende av armens läge i rummet” Om således protesbäraren går och bär en kasse mellan protesens tumme och de mot tummen anliggande fingrarna inträffar självlâsning. Samma självlâsning inträffar om personen t.ex. hänger i ett par romerska ringar.

För att belysa rörelsemönstret för länkmekanismen hänvisas till fig. 7, som visar ett av tre länkarmar bestående system med fyra ledpunkter. Detta länkarmssystem visar protesens länkarmar i generaliserad form. I det generaliserade länkarmssystemet har vissa förenklingar gjorts. Dels visas inte manöverlänkarmen 17 och dels antas plocklänkarmen 20 vara ansluten till vridpunkten 19 på pekfingret. Handledsvridpunk- ten B är fixerad vid stommen 30. Med 39 visas schematiskt den 451 05.3 7 länk som i verkligheten innefattar handflatan, som består av huset 7 och den huset omgivande mjukdelsstrukturen. Med hänvisningsbeteckning 40 visas schematiskt den länkarm som i verkligheten innefattar den del av fingerparet 21, 22 som sträcker sig mellan fingerled-vridpunkten A och vridpunkten 19 på fingerparet. Med 20 betecknas plocklänkarmen, som således sträcker sig mellan nämnda andra vridpunkt 19 och det på stommen 30 befintliga, fasta utskottet 29. Observera, att utskottet 29 i fig. 7 i verkligheten är beläget på högre nivå än handleds-vridpunkten B. Genom detta arrangemang kommer plocklänkarmen 20 att vara kortare än länkarmen 39. Det med heldragna linjer visade läget för länkarmssystemet är utgångsläget, vilket motsvarar ställnigen för handen i fig. 5.

Ur fig. 7 framgår att om plock-länkarmen 20 förkortas genom att urtaget 28 förs i ingrepp med utskottet 29 kommer handle- den att vridas moturs runt vridpunkten B. I detta läge, vilket åskådliggörs i fig. 8 och 9, intar protesen ett så kallat plockläge. I plockläget kan man med protesen plocka ett föremål, t.ex. från en bordsskiva samtidigt som underarmen hålls i huvudsak parallell med bordsskivan. I den visade utföringsformen av uppfinningen kan handprotesen föras från normal-greppläget i fig. 5 och 6 till plock-läget i fig. 8 och 9. Plockningsläget för handprotesen intas genom att protesbäraren manuellt, t.ex. med fingrarna på den andra handen, mot verkan för fjädern 34 vrider och skjuter plock- länkarmen 20 tills att dess urtag 28 kommer i ingrepp_med utskottet 29. Det är således tydligt att man med bibehållande av normal proportion mellan längden på tummen och pekfingret kan plocka ett föremål utan att behöva avvinkla underarmen onaturligt mycket relativt bordsskivan.

Fortsatt öppningsrörelse för fingrarna från det i fig. 9 visade läget medför att plock-länkarmen 20 vrids moturs och normalt även att urtaget 28 hoppar ur ingrepp med utskottet 29 så att plock-länkarmen under inverkan från fjädern 34 glider till det i fig. 2 visade läget, varvid protesen således vrids medurs runt handleds-vridpunkten B från plockläget enligt fig. 451 053 8 8 - 9 till läget i fig. 2 och varifrån protesen genom manövre- ring av motorn kan föras till det normala greppläget visat i fig. 5 och 6.

Såsom framgår ur fig. 3 och 4 är protesen i hög grad symmetriskt utförd, vilket innebär att samma detaljer som används för den visade högerhanden kan användas även för en vänsterhandsprotes. De ej symmetriska detaljerna är - förutom tummen - manöverlänkarmen 17 och stommen 30. Fingerparet 21, 22 är symmetrisk runt en symmetrilinje 23 såsom framgår ur fig. 4 varför manöverlänkarmen 17 - när det gäller en vänster- handsprotes - istället monteras i den i fig. 4 visade kammaren 41. Som framgår ur fig. 4 och 6 är i stort sett alla detaljer i protesen lätt åtkomliga från en enda sida, vilket underlät- tar service.

Tumme, fingerpar 21, 22, handflata samt stomme framställs av lättmetall, t.ex. aluminium, eller annat styvt material såsom armerad plast. Länkmekanismen är skyddad medelst en ej visad kåpa. över det hela gjuts därefter en på konventionellt sätt framställd replik av protesbärarens andra hand i semi-hård plast, t.ex. skummad polyuretan och över det hela träds därefter en konventionell, utbytbar kosmetisk handske.

Den ovan beskrivna utföringsformen av uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för uppfinningens grundtanke. Två olika plocklägen har visats. Om så önskas kan givetvis konstruktionen göras för flera plock- lägen genom att förse plock-länkarmen 20 med ett motsvarande större antal urtagningar 27, 28. En steglös inställning av plockningsläget är även möjlig. Läsningen av motorns axel kan även ordnas med andra organ än de visade. T.ex. kan skivan 14 vara försedd med en periferiell friktionsyta avsedd att komma till ingrepp med friktionsbelägg som sitter på den av elektro- magneten manövrerade bladfjädern. Ett alternativt utförande av motor-bromsmekanismen är en solenoid vars ankare är axiellt förskjutbart och som med fjäderkraft påverkar skivan 14. Ännu ett alternativ är att utbyta skivan 14 mot en motoraxeln *451 053 9 V , gencmgâende stav eller pinne i vars rörelsebana en låsklack införs, vilken låsklack i sin tur är manövrerad av en elektro- magnet eller en liten elektrisk motor. I den visade utförings- formen är ena änden av plock-länkarmen 20 lagrad ungefär mitt på manöverlänkarmen 17 vid C. Det är emellertid möjligt att förlägga denna vridpunkt C på plock-länkarmen 20 i vridpunkten 19 eller i någon annan punkt nedanför denna utmed manöverlänk- armen.

Claims (8)

__ 451 053 10 PATENTKRAV

1. Handprotes innefattande en stomme (30) avsedd för direkt eller indirekt fastsättning l vid underarmen, - en handflata (3), - ett fingergrepp (21, 22), - en tumme (4) och - en länkarm (20), k ä n n e t e c k n a d av - att handflatan (3) är vridbart förbunden med stommen (30) runt en handledsvridpunkt (B), - att fingerparet (21, 22) är vridbart förbundet med handfla- tan vid en fingerledsvridpunkt (A), - att tummen (4) är fast anordnad på handflatan och har en längd och en placering som motsvarar den naturliga handens, och - att länken (20) vid sin ena ände är vridbart lagrad i en tillkommande vridpunkt (19) belägen på eller mekaniskt förbunden med fingerparet och vid sin andra ände är vridbart lagrad vid stommen (30) i och för framställande av en av fyra leder (29, 19, A, B) bestående länkmekanism (20, 40, 39), som vid sin påverkan medför ett naturligt grepp- rörelsemönster för protesen.

2. Handprotes enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att längden av länkarmen (20) är ställbar i och för inställning av handprotesens vinkel relativt stommen (30). (Olika plock- lägen).

3. Handprotes enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att länkarmen uppvisar ett antal urtag (28, 29) vart och ett sva- rande mot varsin vinkelställning för protesen relativt stommen.

4. Handprotes enligt något eller några av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att den av fyra leder bestående länkmekanismen är anordnad att påverkas av ett driv- I) 451 053 ll organ (5, 6, 8-10), som är förlagt i handflatan (3).

5. Handprotes enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att drivorganet innefattar en elektrisk motor (5).

6. Handprotes enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den elektriska motorn (5) påverkar fingerparet (21, 22) via en kuggväxel (6, 9, 10) och en manöverlänkarm (17) i och för påverkan av den av fyra leder bestående länkmekanismen.

7. Handprotes enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att när tummen och fingerparet är slutna mot varandra är greppet självlåsande genom att axeln (ll) för kuggväxelns utgående kugghjul (10) och manöver-länkarmens (17) två ledpunkter (18, 19) alla tre ligger i linje (38) med varandra.

8. Handprotes enligt något eller några av de föregående kraven, k å n n e t e c k n a d av att länkarmen (20) vid sin nämnda ena ände är vridbart lagrad vid manöverlänkarmen (17).