SU604557A1

SU604557A1 - Bioelectrically controlled arm prosthesis

Info

Publication number: SU604557A1
Application number: SU762415200A
Authority: SU
Inventors: Яков Савельевич Якобсон; Анатолий Прохорович Кужекин; Георгий Ромуальдович Плиско; Ксения Константиновна Михайлова; Сергей Николаевич Никитин; Борис Васильевич Шишкин; Владимир Алексеевич Игнатович; Вера Ивановна Гусева
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1978-04-30

Description

1one

Изоб.ретение относитс к протезированию и протезостроенйю, а именно к протезам верхних (конеч.ностей с биоэлектрическим управлением .The invention relates to prosthetics and prosthetic design, namely to upper prostheses (finiteness with bioelectric control.

Известен протез плеча с биоэлектрическим управление-м, .содержащий искусственную кисть с электроприводом, гильзу предплечь с электроприводом ротации, локтевой шарнир с электроприводом, гильзу плеча с плечевым креплением, систему управлени и источник питани 1.A prosthetic arm with a bioelectric control, containing an artificial electric brush, an electric rotary forearm sleeve, an electric elbow joint, a shoulder sleeve with a brachial attachment, a control system and a power source 1 are known.

Однако .пользование известным протезом вызывает существенное утомление инвалида и, кроме того, он некосметичен и потребл ет значительное количество энергии.However, the use of a known prosthesis causes significant fatigue of a disabled person and, moreover, it is not aesthetic and consumes a significant amount of energy.

Целью изобретени вл етс снижение энергозатрат, повышение -косметичности и снижение утомлени при пользовании протезом .The aim of the invention is to reduce energy consumption, increase the accuracy and decrease fatigue when using a prosthesis.

Поставленна цель достигаетс тем, что в нем установлен разгрузочный механизм в виде плоского щарнирного четырехзвенника, одно из звеньев которого неподвижно соединено с тильзой предплечь , а другое - св зано с пружиной вручени , расположенной в гильзе плеча на выходном валу электропривода локтевого ц арнира, а также установлены механизм автоматического переключени режима движений гильзы иредплечь и разгрузочное устройство.The goal is achieved by the fact that it has an unloading mechanism in the form of a flat hinged four-link, one of the links of which is fixedly connected to the forearm tilsa, and the other is connected with the delivery spring located in the sleeve of the shoulder on the output shaft of the electric drive of the elbow, as well as The mechanism of automatic switching of the mode of movement of the sleeve and the arm and discharge device is installed.

Механизм автоматического переключени режима движений гильзы предплечь выполнен в виде подпружиненной щпонки, размещенной в вырезе выходного вала электропривода локтевого шарнира, и упора, установленного на корпусе электропривода.The mechanism of automatic switching of the motion mode of the sleeve of the forearm is made in the form of a spring-loaded pin placed in the cut-out of the output shaft of the electric drive of the elbow joint, and the stop mounted on the body of the electric drive.

Разгрузочное устройство выполнено в виде упругого элемента, например, пружины раст л ;ени , одии конед которой св зан с плечевымThe discharging device is made in the form of an elastic element, for example, an expanding spring;

.креплением, например жилетом, а другой конец подвижно соединен с гильзой плеча посредством четырехзвенного антипараллелограмма . На фиг. 1 изображен общий вид протезаby fastening, for example a vest, and the other end is movably connected to the sleeve of the shoulder by means of a four-link anti-parallelogram. FIG. 1 shows a general view of the prosthesis.

плеча с биоэлектрическим управлением; на фИг. 2 - электропривод локтевого шарнира с механизмом уравновешивани предплечь с кистью; на фиг. 3 - кинематическа «хема разгрузочного устройства.bioelectric controlled arms; in FIG. 2 - electric drive of the elbow joint with a balancing mechanism for the forearm with a brush; in fig. 3 - kinematic discharger device.

Протез плеча с биоэлектрическим управлением содержит: искуоственную кисть 1; гильзу 2 предплечь ; локтевой шарнир 3; гильзу 4 плеча; К|репление 5 (фнг. 3) на плечевом по се, например, жилет; электропривод б кисти; электропривод 7 ротации кисти; электропривод 8 локтевого щарнира; механизм 9 уравновещивани предплечь с кистью, состо щий нз упругого элемента 10 (фиг. 2) и разгрузочного механизма 11, выполненного в виде четырехзвенника, одно из звеньев 12 которого неподвижно соединено с гильзой 2 предплечь , а другое звено 13 св зано с упругим элементом, «алример пружиной кручени , расположенным в гильзе 4 плеча на выходиом валу 14 электропривода 8 локтевого шарнира.The bioelectrically controlled shoulder prosthesis contains: an artificial brush 1; sleeve 2 forearm; elbow joint 3; sleeve 4 shoulder; K | repleniya 5 (fng. 3) on the shoulder on cross, for example, a vest; electric drive b brush; electric drive 7 rotation of the brush; electric drive 8 elbow bow; the forearm equilibration mechanism 9 with a brush consisting of an elastic element 10 (Fig. 2) and an unloading mechanism 11 made in the form of a four-barter, one of the links 12 of which is fixedly connected to the sleeve 2 of the forearm, and the other link 13 is connected with an elastic element, “Arimer with a torsion spring located in the sleeve 4 of the shoulder on the output shaft 14 of the electric drive 8 of the elbow joint.

Кроме того, протез содержит механизм автоматического переключени /режима движений гильзы предплечь , выполненный в виде подпружиненной шпонки 15, размещенной в вырезе (ВЫХОДНОГО вала электропривода 8 локтевого шарНира, и упора 16, служащего дл перемещени шпо.нки в радиальном направлении при «полном разгибании в локтевом щарнйре 3.In addition, the prosthesis contains an automatic switching / movement mode of the sleeve of the forearm, made in the form of a spring-loaded key 15 placed in the cutout (OUTPUT shaft of the electric drive 8 of the elbow shaft, and the stop 16, which serves to move the tongue in the radial direction with "full extension in elbow bow 3.

Разгрузочное устройство протеза установлено между гильзой 4 плеча и креплением 5 (фиг. 3) .на плечевом по се и выполнено в виде упругого элемента 17, например, пружины раст жени , один конец .которой св зан с плечевым креплением, например жилетом, а другой конец подвижно соединен с гильзой плеча посредством четырехзвенного антипараллелограмма , содержащего звень 18-20.An unloading device of the prosthesis is installed between the sleeve 4 of the shoulder and the fastener 5 (Fig. 3). On the shoulder section is made in the form of an elastic element 17, for example, tension springs, one end of which is connected to the shoulder attachment, for example, a vest, and the other the end is movably connected to the sleeve of the shoulder through a four-link anti-parallelogram containing links 18-20.

Протез плеча работает следующим образом .The prosthetic shoulder works as follows.

При движении предплечь с жистью относительно локтевого щарнира статический момент предплечь с кистью посто нно уравновешиваетс моментом упругого элемента 10. Равенство статического момента предплечь с кистью с силовым .моментом упругого элемента 10 на всем диапазоне угла сгибани в локтевом щарнире достигаетс использованием четырехзвенного механизма с соответствующим выбором параметров. При полном разгибании (до угла 180°) предплечь упор 16 упираетс в лодпружиненную шпонку 15 и утапливает ее, при этом предплечье отключаетс от электропривода 8 локтевого щарнира и получает возможность свободного качани в локтевом шарнире. В результате этого улучшаетс косметичность движени рук и снижаютс энергозатраты инвалида при ходьбе. Подключение предплечь к электроприводу 8 происходит при включенном электроприводе 8, когда предплечье находитс под углом не более il65°.When moving the forearm with a brush relative to the elbow joint, the static moment of the forearm with a brush is constantly balanced by the moment of the elastic element 10. Equality of the static moment of the forearm with a brush with the force moment of the elastic element 10 throughout the flexure angle in the elbow joint is achieved using a four-stage mechanism with an appropriate choice of parameters . When fully extended (up to an angle of 180 °), the forearm abutment 16 rests on the spring-loaded key 15 and sinks it, while the forearm is disconnected from the electric drive 8 of the elbow joint and gets the possibility of free swing in the elbow joint. As a result, the beauty of the movement of the hands is improved and the energy consumption of the disabled person is reduced when walking. The connection of the forearm to the actuator 8 occurs when the actuator 8 is turned on, when the forearm is at an angle of no more than il65 °.

В любом положении протеза его статический момент полностью уравновещиваетс . Это достигаетс тем, что статический момент всего протеза передаетс звену 18, воздействующему через среднее звено 19 на звено 20, к которому приложено усилие упругого элемента 17, обеспечивающее противодействующий момент. Равенство статического и приведенного к звену 18 момента упругих сил обеспечиваетс соответствующим выбором величин звеньев. Соединен«е протеза с разгружающим устройством в виде антипараллелограмма позвол ет свободно манипулировать протезом .3 сагиттальной -плоскости с минимальной затратой мышечной энергии. Предлагаемый протез плеча снижает энергопотребление приводом локтевого шарнира, повыщает косметичность движений рук при ходьбе и уменьшает утомл емость инвалида как п.ри выполнении движений протезированной конечностью, так и при ходьбе.In any position of the prosthesis, its static moment is fully balanced. This is achieved by transferring the static moment of the entire prosthesis to the link 18, acting through the middle link 19 on the link 20, to which the force of the elastic element 17 is applied, which provides the opposing moment. The equality of the static and the moment of elastic forces reduced to the link 18 is ensured by the appropriate choice of the values of the links. Connecting the prosthesis to an unloading device in the form of an anti-parallelogram allows you to freely manipulate the prosthesis of the .3 sagittal plane with minimal expenditure of muscle energy. The proposed shoulder prosthesis reduces energy consumption by an elbow joint drive, enhances the beauty of hand movements when walking, and reduces fatigue of a disabled person, both when performing prosthetic limb movements and when walking.

..

Claims

1. A bioelectrically controlled shoulder prosthesis containing an electric motorized brush, a motorized rotary forearm sleeve, an electric elbow joint, a shoulder sleeve with a lenticular fastening, a control system and a power source, characterized in that, in order to reduce energy costs, the "cosmetic" is enhanced prosthesis and reducing fatigue when using a prosthesis, it is equipped with a discharge mechanism in the form of a flat articulated four-arm, one of the links of which is fixedly connected to the forearm forearm, and the other is connected with a torsion spring located in the sleeve of the shoulder on the output shaft of the elbow joint electric drive, as well as an automatic mechanism for switching the movement mode

sleeve forearm and unloading device.

2. The prosthesis according to claim 1, dated YUSHI, and with the fact that the mechanism of automatic switching of the sleeve motion mode of the forearm is made in the form of a spring-loaded key located in the cutout of the output shaft of the electric drive of the elbow joint and the stop mounted on the body of the electric drive.

3. The prosthesis according to claim 1, characterized in that the discharging device is made in the form of an elastic element, for example, an extension spring, one end of which is connected to the shoulder mount and the other end is movably connected to the sleeve of the shoulder by means of a four-piece anti-parallelogram. Sources of information taken into account in the examination 1. Shmidl E. Prosthetic shoulder. - “Orthopadic Technik, 1972, No. 11, 317-321.

3rd

/ g