Захват искусственной верхней конечности

 

Назначение, протезирование и протезостроение. Может быть использовано в рабочих протезах плеча и предплечья. Повышение функциональности и снижение энергозатрат инвалида. Сущность изобретения: захват содержит пружинный механизм схвата, установленный с возможностью поворота и кинематически связанный с оснащенными крючками 3,4 и упорами 6 неподвижной 1 и подвижной 2 браншами Подвижная 2 бранша оснащена фиксатором и рычагом, связанным с тягой. В гильзе предплечья установлен узел пассивной ротации кисти с осью, на которой жестко закреплена неподвижная 2 бранша и размещен барабан 12 пружинного механизма схвата, выполненный в виде секций из сдвоенных пружин, закрепленных между двумя подвижными 16 и третьим неподвижным 15 упорами. На подвижной бранше закреплен толкатель 11, входящий в контакт с нижними подвижными упорами, нижние пружины в секциях барабана расслаблены, а верхние сжаты до требуемого порога. 1 ил. со С о N О Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 61 F 2/54 <90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь; ю

1Ф

78 (21) 4891409/14 (22) 13.12.90 (46) 23.09.92; Бюл. ¹ 35 (71) Украинский научно-исследовательский институт протезирования, протезостроения, экспертизы и восстановления трудоспособности инвалидов (72) С.С.Зарудный, Д,А,Харитоненко, В.П.Чернышев, В.С.Зарудный и В.Г.Шаповалов (56) Авторское свидетельство СССР

¹1570721,,кл. А 61. F 3/54, 1988. (54) ЗАХВАТ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕРХНЕЙ

КОН ЕЧ НОСТИ (57) Назначение; протезирование и протезостроение. Может быть использовано в рабочих протезах плеча и предплечья.

Повышение функциональности и снижение энергозатрат инвалида. Сущность изобре.. Ж 1762917А1 тения: захват содержит пружинный механизм схвата, установленный с возможностью поворота и кинематически связанный с оснащенными крючками 3,4 и упорами б неподвижной 1 и подвижной 2 браншами.

Подвижная 2 бранша оснащена фиксатором и рычагом, связанным с тягой. В гильзе предплечья установлен узел пассивной ротации кисти с осью, на которой жестко закреплена неподвижная 2 бранша и размещен барабан 12 пружинного механизма схвата, выполненный в виде секций из сдвоенных пружин, закрепленных между двумя подвижными 16 и третьим неподвижным 15 упорами. На подвижной бранше закреплен толкатель 11, входящий в контакт с нижними подвижными упорами, нижние пружины в секциях барабана расслаблены, а верхние сжаты до требуемого порога. 1 ил.

1762917

Изобретение относится к медицине, точнее к протезированию и протезостроению, и может быть использовано в рабочих протезах плеча и предплечья как захватное усгройство.

Изв"стен захват верхней конечности (авт. св. СССР N- 1570721, кл, А 61 F 2/54, ! 988), который содержит шарнирно соединен;ibie неподвижную и подвижную бранши, пружину, фиксатор и рычаг, присоединенный к тяге; барабан, установленный на неподвижной бранше с возможностью углового перемещения и фиксации, в котором установлены набор пружин разной жесткости и упоры, подвижная бранша выполнена с упором, а барабан выполнен с пазом для фиксации этой бранши.

Известное устройство позволяет целенаправленно изменять жесткость пружины, обеспечивающей захват предмета. По технической сущности и достигаемому результату оно наиболее близко к предлагаемому, поэтому принято за прототип, Недостатки его заключаются s том, что оно не позволяет увеличивать силу схвата в определенной зоне, что приводит к необходимости для подъема, например тяжелых предметов, выполнять полный цикл работы пружины, преодолевать ее сопротивление или удержание в напряженном состоянии, что увеличивает энергозатраты инвалида и снижает эксплуатационные характеристики протеза, Кроме того, барабан с пружинами находится в рабочей зоне захвата, хотя и не ограничивает его глубины, В то же время зона, в которой расположен барабан, могла быть использована, например для дополнительных губок, Цель изобретения — повышение функциональности протеза и снижение энергозатрат при пользовании им. Эта цель достигается тем, что захват искусственной верхней конечности, содержащий пружинный механизм схвата, выполненный в виде барабана с набором внутри него пружин разной жесткости, установленным с возможностью поворота, оснащенные крючками и упорами неподвижную браншу и кинематически связанную с ней посредством пружинного механизм" схвата подвижную браншу с фиксатором и рычагом, связанным с тягой, отличается тем, что в него введен узел пассивной ротации с осью, установленный в гильзе предплечья, барабан выполнен в виде секции из сдвоенных пружин, закрепленных между двумя подвижными и третьим, неподвижным упорами. На подвижной бранше закреплен кольцевой толкатель, входящий в контакт с упорами, Барабан установлен на оси узла

55 пассивной ротации, на которой жестко закреплена неподвижная бранша, при этом нижняя пружина в секции расслаблена, а верхняя сжата до требуемого порога. Использованиеузла пассивной ротации сосью и установка на него барабана с набором пружин позволяет полностью освободить рабочую зону захватного устройства: комбинации пружин по две, одна из которых расслаблена, а вторая сжата до определенного порога, совместно с подвижными и неподвижными упорами позволяет получить переменную жесткость пружины и соответственно регулируемую силу схвата в различные фазы раскрытия и закрытия бранш захватного устройства; наличие кольцевых подвижных упоров в секции позволяет строго регламентировать порог срабатывания жесткой пружины в зависимости от величины раскрытия захвата, расположение барабана на оси протеза и крепление на ней неподвижной бранши позволяет увеличить комплект пружин и сместить ось шарнира, приближая тягу к стенке протеза. Увеличение комплекта пружин расширяет функциональные возможности захватного устройства.

Исследование признаков предлагаемого решения на предмет соответствия его критерию "существенные отличия" в других областях техники не проводилось, так как положительные свойства решения проявляются только в системе "человек-устройство".

Сущность предложения поясняется чертежом, на котором приведен общий вид устройства в разрезе.

Устройство содержит неподвижную и подвижную бранши 1 и 2 с крючками 3 и 4, функциональный упор 5 для захвата тонких предметов и осевой упор 6, Подвижная бранша 2 выполнена с рычагом 7, упорной лункой 8, губкой 9, сопряженной с губкой 10.

Рычаг 7 через тол катель 11 связан с барабаном 12, расположенным на несущей оси 13, жестко связанной с неподви>кной браншей

1. В барабане 12 размещен набор пружин

14, Пружины имеют верхний неподвижный упор 15, нижний подвижный упор 16 со сферической лункой 17, которая является одновременно фиксатором барабана 12, и промежуточный подвижный упор 18, выполненный в виде кольца с отверстием по диаметру витков более тонкой пружины, Сверху барабан 12 с пружинами замыкается стаканом 19, закрепленным в гильзе протеза, установленными на оси 13 запорными дисками 20, образующими механизм пассивной ротации захвата. Барабан 12, расположенный вне рабочей зоны устройства, 1762917

55 имеет возможность вращения вокруг оси

13. Рычаг 7 связан с тягой 21, управляющей захватом. Неподвижная бранша 1 жестко закреплена на оси 13.

Каждому больному индивидуально при сборке захвата подбираются по жесткости пружины 14. Для захвата конкретных предметов устанавливается упор 18, на него— соответствующая необходимой силе схвата верхняя пружина, предварительно сжатая до определенного порога для фиксации исходного состояния бранш, При этом нижняя пружина выбрана с меньшей жесткостью, установлена в исходном состоянии без предварительного сжатия и связана с нижним упором 16 во всем диапазоне раскрытия захвата, Усилие разжатия пружин пропорционально силе схвата. Такая комбинация пружин позволяет, например, для взятия предмета толщиной 5 см с силой схвата 3-5 кг раскрывать захват до 4,5 см с усилием на тяге, пропорциональным силе схвата 0,3 кг, а затем, увеличив усилие на тяге до 3-5 кг, раскрыть захват для захвата предмета и,отпустив тягу, получить силу схвата 3-5 кг.

Устройство работает следующим образом.

Для раскрытия захвата с помощью мышц плечевого пояса прикладывается усилие натяге 21, которая через рычаг7, жестко соединенный с подвижной браншей 2, упорную лунку 8, толкатель 11 и сферическую лунку упора 16 воздействует на менее жесткую внутреннюю пружину 14, сжимая ее, Захват раскрывается. При дальнейшем раскрытии упор 16 подходит к упору 18. При этом в работу включается вторая предварительно сжатая верхняя пружина 14, Усилие на тяге 21 возрастает. П ри захвате и редмета усилие с тяги 21 снимается, бранши под воздействием пружин закрываются, зажимая предмет, увеличивая силу схвата. Таким образом, для раскрытия захвата необходимо и рео дол ет ь со п рот и вл е н и е и ружи н ы (основной) лишь в пределах, близких к размеру захватываемого предмета, На участке от 0 до раскрытия, близкого к размеру захватываемого предмета, преодолевается усилие сжатия только менее жесткой пружины 14. Энерготраты инвалида при этом незначительные. При освобождении тяги 21 от усилия подвижная бранша

2 возвращается в исходное положение, захватывая предмет браншами 1 и 2. Причем сила схвата пропорциональна усилию разжатия пружин в интервале настройки. В других ячейках барабана 12 пружины подбираются, а более жесткая верхняя пружина настраивается на другой порог

35 срабатывания. Например, в каждой ячейке барабана можно установить включение верхней пружины на раскрытие: 1 см, "см,,3 см, 4 см, 5 см и т.д, Тогда для длительной работы, например, при перекладывании кирпичей, включается ячейка с пружиной, настроенной на 5 см. При этом раскрытие захвата до 4 см будет осуществляться менее жесткой внутренней пружиной, а на последнем сантиметре подключится более жесткая верхняя пружина, обеспечивающая необходимую силу схвата предмета.

Размещение барабана с пружинами вне рабочей зоны позволяет повысить функциональность захвата в целом за счет увеличения количества пружин и испa..: язв=-...,; .: . в комбинации. Введение и".ом.:жуто::.: упора позволяет рациональн-., вкл:...т, пружины в необходимые фгзь: раск,:-и:: захвата и тем самым снизи-, .;:-.о .::и. .. инвалида при работе с захватом на трудо".мкой работе. При необходимости, в .;..;й;.ол1 положении может быть реализcâ à lí,à жесткая фиксация закрытых бранш остановкой барабана в промежуточное положение. Bc= это позволяет инвалиду выполн ть большее количество операций, вклю ая груд.;емкие, с меньшей утомляемостью, так как энерготраты его снижаются в 2 раза, рэ ширяются функциональные возможности и. валида, он может манипулировать большим количеством предметов в рабочей или домашней среде, тем самым повышается уровень социально-трудовой реабилитации инвалидов.

Формула изобретения

Захват искусственной верхней конечности. содержащий пружинный механизм схвата, выполненный в виде барабана с набором внутри него пружин разной жесткости, установленный с возможностью поворота, оснащенные крючками и упорами, неподвижную браншу и кинематически связанную с ней посредством пружинного механизма схвата подвижную браншу с фиксатором, оснащенную рычагом, связанkblM с тягой, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональности и снижения энергозатрат инвалида путем изменения силы схвата в определенных зонах, в него введен узел пассивной ротации с осью, устанавливаемый в гильзе предплечья, причем барабан выполнен в виде секций из сдвоенных пружин, закрепленных между двумя подвижными и неподвижным упорами, на подвижной бранше закреплен толкатель, расположенный у нижнего подвижного упора, при этом барабан установлен на оси узла пассивной рота1762917

Составитель В. Чернышов

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор

Заказ 3402 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ции, с которой жестко связана неподвиж- секции барабана расслаблены, а верхние ная бранша, при этом нижние пружины в сжаты,