SU1456140A1 - Устройство дл управлени биоэлектрическими протезами - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к медицинекой технике, а именно к протезированию , протезостроению, и может быть использовано в многофункциональных протезах верхних конечностей.

Цель изобретени  - повышение уп- равл емости протезом путем разделени  чувствительных органов инвалида.

На фиг,1 приведена блок-схема устройства дл  управлени  биоэлектрическими протезами; на фиг,. - схема многопозиционного переключател ; на фиг,- 3 - пример расположени  датчиков на теле инвалида; на фиг, 4 - пример расположени  многопозиционного переключател  на креплении протеза .

Устройство содержит двухканальный блок 1 выделени  управл ющего сигна- ла, каждый канал которого содержит последовательно соединенные систему 2 съема биосигналов, усилитель 3, детектор 4, Выходы детекторов разной пол рности, которые -выдел ют огибаю- щие биосигналов, подключены к входам сумматора 5, вьтолненного, например, на операционном усилителе и подключенного к двухканальному импульсному преобразователю 6, включающему в себ  мультивибраторы и усилитель мощности, выполненный по мостовой схеме. Преобразователь 6 через контакты 7 первого канала 8 коммутато- ра 9, вьтолненного, например, в ви- де блока нескольких реле 10, имеющих две группы контактов каждое, соединен с блоком 11 исполнительных механизмов , например электроприводов 12,

Устройство включает также много- позиционный переключатель 13 (фиг,2), который содержит несколько (в соответствии с количеством исполнительных механизмов 12)контактных площадок 14, установленных в корпусе 15, в котором также установлены движущийс  шток 16 с закрепленным контактным элементом 17, На штоке 16 закреп л.ена также т га 18 выборки, а на корпусе 13 - возвратна  пружина 19, котора  вторым концом пропущена через паз 20 корпуса 15 и закреплена на контактном элементе 17,

Контактный элемент 17 многопозиционного переключател  13 соединен с источником 21 (фиг,1) питани , а контактные площадки 14 соответственно с элементами 10 коммутации бло

5

0 5 0 e

д 5 g

5

ка коммутатора 9, в качестве которых могут быть использованы, например, реле,., имеющие две пары независимых контактов, работающих на замыкание. Через одну пару контактов 7 первого канала 8 коммутатора 9 осуществл етс  св зь преобразовател  6 с блоком 11 исполнительных механизмов. Через вторые пары контактов 22 второго канала 23 коммутатора 9 выход генератора 24 сигнала обратной св зи соединен с входами датчиков 25, вход щих в состав блока 26 датчиков обратной св зи. Генератор 24 сигнала обратной св зи может быть вьтолнен, например, в виде автоколебательного блокинг- генератора, в частотозадающей цепи которого установлено управл емое сопротивление , например полевой транзистор , выходное сопротивление которого , а следовательно, и период следовани  импульсов генератора, измен ютс  обратно пропорционально выходному сигналу сумматора,

Датчики 25 обратной св зи установлены в гильзе протеза на. различных уровн х культи инвалида, как возможно дальше от электродов 2 отведени  управл ющих биопотенциалов (фиг,3), В случае применени  в качестве гене- ратора 24 обратной св зи блокинг-ге- нератора они представл ют собой обычные поверхностные электроды, В случае применени  вибратора в качестве генератора 24 сигнала обратной св зи используют вибрационные датчики.

Многопозиционный переключатель 13 может быть установлен в любом удобном дл  инвалида месте, например в мекпопаточной области спины (фиг.4),

Устройство работает следующим образом .

Дл  подключени  к системе управлени  того или иного исполнительного механизма 12 из блока II исполнительных механизмов инвалид перемещает т гу 18 (фиг,2) и вместе с ней кон- . тактный элемент 17 многопозиционного переключател  13 на определенное рассто ние незначительным напр жением мьшц, спины (или непротезируемой стороны туловища), подключа  при этом к источнику 21 питани  ту или иную контактную площадку 14 многопозицион-, ного переключател  13,При этом срабатывает соответственное реле 10 из блока 9, замыка  соответственно свои пары контактов 7 и 22 и подключа  к

14

преобразователю 6 соответственный электропривод 12, а к генератору 24 сигнала обратной св зи - один из датчиков 25 блока 26 датчиков обратной св зи. Так как генератор 24 работает в автоколебательном режиме, сигнал с его выхода через контакты 22 передаетс  на соответственный датчик 25 блока 26 обратной св зи. Ориенти- ру сь на раздражение определенной зоны культи под соответствующим датчиком 25 из блока 26, инвалид контролирует правильность подключени  нужного ему исполнительного механизма,

Например, подключение исполнительного механизма кисти осзпцествл етс  следующим образом. Перемещением гато- ка 16 с помощью т ги 18 (фиг,2) мно- гопозиционного переключател  13 ин- валид замыкает контактный элемент 17 и первую контактную площадку I4 (фиг,2), подключа  тем самым первое реле 10 из блока 9 коммутатора к источнику 21 питани . При этом сраба- тывает перва  пара контактов 7 первого канала 8 коммутатора, подключа  исполнительный механизм кисти из блока 1 1 к преобразователю 6, Одновременно срабатывает втора  пара контак тов 22 того же реле из блока 9, котора  подключает генератор 24 сигнала обратной св зи к первому Датчику 25 блока 26 датчиков обратной св зи.

Поочередно сокраща  управл ющие

мьшщы кyльtи, инвалид посьшает биоэлектрические сигналы через электродную систему 2 съема биопотенциалов на усилители 3 и детекторы 4 раз- ной пол рности, в сумматоре 5 сигналы от электродных систем разньпс каналов вычитаютс  и на его выходе по вл етс  сигнал в виде разностной огибающей биосигналрв. Этот сигнал . передаетс  в импульсный преобразователь 6, где преобразуетс  в серию им- .пульсов, частота и длительность которых измен ютс  в зависимости от амплитуды входного сигнала, Однрвре- менно сигнал с выхода сумматора 5 ; поступает в блок генератора 24 обратной св зи, измен   частоту следовани  импульсов блокинг-генератора,Таким образом по изменению раздрахе- НИИ кожи под соответствующим датчиком 25 инвалид получает информацию . о скорости движени  исполнительного механизма, в случае подключени 

40

им кисти - информацию о силе схвата пальцев кисти.

При изменении движени  на управление ротацией предплечь  инвалид перемещает т гу 18 многопозиционного переключател  13 в положение, соот- ветствукнцее замыканию второй снизу пары элементов 17-14 (фиг,2), ориентиру сь при этом на раздражение более высокой, по сравнению с зоной раздражени  при подключении исполнительного механизма кисти, зоны культи под.соответствующим датчиком 25 (второй снизу на фиг.З), При этом к источнику 21 питани  подключаетс  второе реле 10 блока коммутатора 9. Первой парой контактов 7 этого реле подключаетс  исполнительный механизм ротации предплечь  из блока М исполнительных механизмов к импульсному преобразователю 6. Втброй парой контактов 22 второго реле 10 блока коммутатора 9 генератор 24 обратной св  зи соедин етс  с вторым датчиком 25 обратной св зи блока 26. По раздражению кожи культи под этим датчиком инвалид получает информацию о подключении исполнительного механизма ротации предплечь .

Управление пронацией - супинацией предплечь  осуществл етс  аналогично управлению схватом - раскрытием кисти, поочередным сокращением управл ющих мыщц культи плеча. При этом информаци  о скорости перемещени  исполнительного механизма ротации передаетс  инвалиду изменением раздражени  кожи под соответствующим .датчиком 25 (второй снизу на фиг.З),

При изменении движени  на управление сгибанием-разгибанием в локтевом щарнире (или на любое другое движение инвалид перемещает т гу 18 многопозиционного переключател  13, замыка  третью пару контактных элементов 17-14 (фиг,2). Далее работа устройства аналогична описанному выще,

Использование введенного генератора сигнала обратной св зи, св занного с выходом сумматора и входами датчиков обратной св зи, в совокупности с выбранным расположением их в гильзе протеза на различных уровн х , культи обеспечивает инвалиду непосредственную информацию о подключении определенного исполнительного механизма, а в процессе выполнени  движени  - информацию о скорости пеШаг . г

п

QUtS

Claims (1)

1. Формула и з о б р е т е н и я 10 . Устройство для управления биоэлектрическими протезами, содержащее двухканальный блок выделения биоэлектрического управляющего сигнала, каждый канал .которого выполнен в виде последовательно соединённых электродной системы съема биопотенциалов, усилителя и детектора, сумматора и преобразователя, который коммутатора - с датчикасвязи.