SU971312A1

SU971312A1 - Electromechanical drive of lower extremities

Info

Publication number: SU971312A1
Application number: SU813302149A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Вереитинов; Александр Николаевич Ситенко; Леонид Павлович Пасичнык; Татьяна Владимировна Князева
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1982-11-07

Description

Изобретение относитс к медицинской технике, а именно к протезированию, и может бьпъ использовано дл приведени в действие протезов с привлечением внеш него источиика .энергии. Известен электромеханический привод протезов конечностей, который содержит реверсивный электродвигатель с выходным валом, редуктор и управл емый рычаг протеза f 1 . Однако известньА привод имеет сложную громоздкую конструкцию. Кроме того , дл уменьшени длины рычажных передач и повышени КПД привод необходимо размещать непосредственно возле объектов управлени , например привод пальцев искусственной кисти располагаетс в корпусе кисти. Это привод к нерацив нальному с точки зрени моментов распределению масс, так как в этом случае вс масса механизма будет сос|)едоточена в основном в корпусе кисти, поэтому дл сгибани протеза в локте необходимо обеспечить большее усилие в локтевом шарнире, т.е. щж выполнении тех или иных движений электромеханический привод требует большого расхода мощности. Целью изобретени вл етс упрощение привода и улучшение распределени масс в протезе. Поставленна цепь достигаетс тем, что в электромеханическом приводе tpoтезов коцёчностей, содержащем реверсивный электродвигатель с выходным валом, редуктор и управл емый рычаг протеза, редуктор выполнен в виде параллельных нитей, одни концы которьк закреплены на диаметральных точках выходного вала , а противоположные концы соединены с управл ющим рычагом протеза. На фиг. 1 изображена кинематическа схема электромеханического привода протезов конечностей; на фиг. 2 и 3 пример использовани привода в протезе плеча; на фиг. 4 - пример использовани , привода в протезе бедра. Электромеханический привод содержит реверсивный электродвигатель 1 с выходным валом 2, редзпктор, выполненный в виде параллельных нитей 3, одни концы которых закреплены на диаметральных точках 4 выходного вала, а противоположные концы соединены с управл емым рычагом 5 протеза. Электрюдвигатель 1 через коммутатор 6 соединен с источником 7 питани .The invention relates to medical technology, namely to prosthetics, and can be used to actuate prostheses with the involvement of an external source of energy. The electromechanical drive of limb prostheses is known, which comprises a reversible electric motor with an output shaft, a gearbox and a controlled prosthetic lever f 1. However, the lime drive has a complicated, bulky design. In addition, in order to reduce the length of the lever gears and increase the efficiency, the drive must be placed directly next to the control objects, for example, the drive of the fingers of the artificial hand is located in the body of the hand. This results in a mass distribution that is not in terms of the moments from the point of view, since in this case the entire mass of the mechanism will be concentrated in the main body of the hand, therefore, to bend the prosthesis in the elbow, it is necessary to provide greater force in the elbow joint, i.e. When performing certain movements, the electromechanical drive requires a large power consumption. The aim of the invention is to simplify the drive and improve the mass distribution in the prosthesis. The delivered chain is achieved by the fact that in an electromechanical drive of cofeed prostheses containing a reversible electric motor with an output shaft, a gearbox and a controllable prosthesis lever, the gearbox is made in the form of parallel threads, one ends are attached to the diametral points of the output shaft, and the opposite ends are connected to the control arm prosthesis. FIG. 1 shows a kinematic diagram of an electromechanical drive of prosthetic limbs; in fig. 2 and 3 an example of using a drive in a shoulder prosthesis; in fig. 4 shows an example of using a drive in a hip prosthesis. The electromechanical drive includes a reversing motor 1 with an output shaft 2, a reducer made in the form of parallel threads 3, one ends of which are fixed on the diametrical points 4 of the output shaft, and the opposite ends are connected to a controllable lever 5 of the prosthesis. The electric motor 1 is connected via a switch 6 to a power source 7.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подключении с помощью коммутатора 6 (фиг. 1) источника 7 питани вал 2 электродвигател 1 начинает вращатьс и передает крут щий момент на систему нитей 3, которые закручиваютс Этр привод к сокращению длины нитей, в результате рычаг 5 перемещаетс , т.е. вращательные движени вала электродвигател , передава сь на систему нитей и сокраща ее, создают т говую силу, котора производит линейные или угловые перемещени объекта управлени . Така сила будет действовать на объект управлени до тех пор, пока не прекратитс подача напр жени на вал электродвига- тел . При перемене пол$фности вал 2 вращаетс в противоположную сторону. В результате система нитей раскручиваетс , линейна длина ее увеличиваетс . Рычаг 5 перемещаетс в противоположном направлении.When the power source 7 is connected with the switch 6 (Fig. 1), the shaft 2 of the electric motor 1 begins to rotate and transmits torque to the system of threads 3, which are twisted. The drive leads to a reduction in the length of the threads, as a result, the lever 5 moves, i.e. The rotational movements of the motor shaft, transferring to the thread system and cutting it, create a pulling force that produces linear or angular displacements of the control object. Such a force will act on the control object until the supply of voltage to the motor shaft ceases. When the polarity is changed, shaft 2 rotates in the opposite direction. As a result, the system of threads unwinds, its linear length increases. The lever 5 moves in the opposite direction.

Превраща вращательные движейи вала в поступательные движени нитей, описываемое устройство позвол ет осуществл ть угловые перемещени рычага кинематической системы в одной плосрости , например угловые перемещени сочленений искусственной конечности, функционально замен мьпиды человека.Turning the rotational movements of the shaft into translational movements of the threads, the described device allows for the angular movement of the lever of the kinematic system in one plane, for example, the angular movement of the joints of an artificial limb, functionally replacing the human body.

Выбира произвольную длину системы нитей и располага их в гибком нитепроводе , можно выбрать удобную трассу соединени системы электродвигател By choosing an arbitrary length of the thread system and having them arranged in a flexible thread line, you can choose a convenient route for connecting the motor system

и объекта управлени , что особенно важно в протезировании, так как по вл етс возможность расположить электродвигате в удобном, с точки зрени распределени масс элементов конструкции, месте.and the control object, which is especially important in prosthetics, since it is possible to locate the electric motor in a convenient place from the point of view of the mass distribution of the structural elements.

Исследовани электромеханического привода с электродвигателем типа ДПМ-2 используемым в протезировании, показали , что т говое усилие системы нитей длиной 250 мм достигает от 100 до 300 Н и больше. Его КПД составл ет 0,5-0,9 и зависит от угла закручивани нитей и от их толщины.Studies of an electromechanical drive with a DPM-2 type electric motor used in prosthetics have shown that the pulling force of a system of filaments 250 mm long reaches from 100 to 300 N and more. Its efficiency is 0.5-0.9 and depends on the twisting angle of the filaments and on their thickness.

Таким-Образом, предлагаемый электромеханический привод значительно проще, обладает небольщим весом, так , как редуктор и система металлических рычажных передач заменена на систему нитей, например, капроновых. Уменьще- ние веса также очень важно в протезировании , где предъ вл ютс жесткие требовани к этим характеристикам протезов.Thus, the proposed electromechanical drive is much simpler, has a small weight, as the gearbox and metal linkage system is replaced with a system of threads, for example, nylon. Weight reduction is also very important in prosthetics, where stringent requirements are imposed on these prosthetic characteristics.

Claims

1. USSR author's certificate hfo 741871, cl. A 61F 1/06, 1980

7 61

ArVir Lz j

and

I HI

1

"J

FIG. H