Пневматический протез руки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистимески

Республик (11, 520105

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (51) М.. КлЯ

А 61 1/06 (22) Заявлено 18.02.7:-;: (1) 1999384/2 — 13 с присое инением заявки № (23) Приоритет (43} Опубликовано 05.07.76. Бюллетень № 25 (45} Дата опубликования описания )6.п8.э6

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК

616.089.28/

/29 (088.8) Ю. П. Афанасьев, А, Б. Мягков, Е. Г. Подкопаев, А. В. Юдин и Н. Н. Васильев (72) Авторы изобретения

Ленинградский научно — исследовательский институт протезирования (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРОТЕЗ РУКИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам верхних конечностей.

Известен пневматический протез руки, содержащий гильзу плеча, источник питания, пневмоприводы плеча, кисти и лучезапястого шарнира, блок управле- 5 ния и тяги. Однако число активных функций протеза ограничено.

С целью увеличения числа активных функций, управляемых от одной тяги, и удобства манипуляции при схвате и переносе предметов протезом, а также для 10 уменьшения веса конструкции и упрощения технологии изготовления, протез снабжен пневмоавтоматическим переключателе.,1 с возможностью последовательного включения пневмоприводов кисти и лучезапястного шарнира по определенной программе, выполнен-15 ным в виде установленного в корпусе на двух уплотнительных элементах, например резиновых кольцах, плунжера, поджатого пружиной при помощи регулиро. вс.чного винта. Пневмопривод лучезапястного шарнира выполнен в виде привода одностороннего дейст- 20 вия, связанного с фланцгм кисти осями., с возмо>:.тностью шарнирного соединения поршня и цилиндра с фланцем кисти.

На фиг. 1 изображен пневматический протез руки, общий вид; на фиг. 2 — блок управления пневмо- 25 привода плеча в разрезе; на фиг. 3 — пневматический переключатель с управляющим рычагом пневмопривода кисти; на фиг. 4 — пневматический переключатель с управляющим рычагом пневмопривода плеча; на фиг. 5 — пневмоавтоматический переключатель, на фиг. 6 — кисть с лучезапястным шарниром.

Пневматический протез руки содержит жестко связанные между собой гильзу 1 плеча (см. фиг. 1), блок питания 2, блок управа:-ния 3 с управляющими рычагами 4 и 5 и тягами и 7, пневмопривод 8 плеча с зубчатым сектором 9, к которому прикреплена скоба 10, связанная посредством соединительными втулок 11 с пневмоавтоматич ским переключателем 12 и пневмоприводом 13 лучезапястного шарнира, кинематически связанного с пневмоприводом 14 кисти

Блок 3 связан е блоком 2 (см. фиг. 2) резьбовым соединением с уплотнительной прокладкой 15 и представляет собой к:;рпус 16, в котором установлены два пневматических переключателя, содержащих клапан впуска, Последний состоит из крышки 17, штока 18 с пружиной 19, уплотнительного элемен т . 20, штока 21, эластичного уплотнительного элемента 22 и глушителя 23, представляющего собой полость, заполненную пористым материалом. В корпу5?0J05 се 16 закреплены рыча1 управления 4 (см. фиг. 3) на оси 24 и рычаг 5 ун л ения (см. фиг. 4) на оси 25, В цилиндре 26 пневмопривода 8 локтя (см. фиг. 2) перемещается поршень 27 с уплотнительным элементом 28 и зубчатой рейкой 29, находяб щейся в зацеплении с зубчатым колесом на оси 30, вращающейся в подшипниках 31. На оси 30 посредством шпоночного соединения неподвижно установлен зубчатый сектор с прикрепленными к нему скобой 10 и соединительной втулкой 11, жестко связанной с пневмоавтоматическим переключателем 12.

В цилиндре 26, оси 30, скобе 10 и соединительной втулке 11 выполнены каналы для подвода газа к пневмоавтоматическому переключателю 12. Уплотнение в местах сопряжения деталей обеспечено прокладкой 32, уплотнительными кольцами 33 и прокладкой 34.

В корпусе 35 пневмоавтоматического переключателя 12 (см. фиг. 5) установлены уплотнительные резиновые кольца 36, плунжер 37, пружина 38, под- 20 жатая винтом 39.

Пневмоприводы 13 и 14 выполнены в корпусе 40 (см. фиг. 6), где установлены íà осях, 41 и 42 соответственно большой палец 43 и блок 44 II V -го пальцев, кинематически связанные между собой И рычагом 45, винтом 46 и осью 47. На последней также установлен шток 48, конец которого выполнен в виде сферического шарнира и связан с пружиной 49, поджатой гайкой 50, и с поршнем 51, установленным на уплотнительном резиновом кольце 52 в цилинд- р ре 53. Последний жестко связан благодаря винту 54 с фланцем 55. На оси 56 установлен направляющий цилиндр 57, в котором на уплотнительном резиновом кольце 58 установлен поршень 59, поджатый пружиной 60 через гайку 61 и сферический шарнир што- д ка 62. Нижний конец штока 62 шарнирно связан с осью 63, установленной в фланце 55.

Пневматический протез руки работает следующим образом. Выбирая тягу 6 (сгл. фиг, 3), инвалид поворачивает рычаг 4 вокруг оси 24 и толкает шток21.4О

Последний, входя с натягом в уплотнительный элемент 22, перекрывает клапан выпуска. При дальнейшем движении шток 21 поднимает шток 18. Открывается клапан впуска, и сжатый газ через отверстие в крышке 17 и кольцевой зазор между штоком 18 и уплотнительным элементом 20 подается в полость между клапанами и далее через каналы в корпусе 16, цилиндре 26, оси 30, скобы 10 и втулки 11 (см. фиг. 2), через отверстие CL ((с мM, фиг. 5) — в пневмоавтоглатический переключатель 12 и далее че- 5Е рез отверстие Ю в пневмопривод 14. При небольшом отпускании тяги 6 (см. фиг. 3) шток 18 под действием пружины 19 опускается на элемент 20, и клапан впуска закрывается. Так как клапан выпуска газа остается перекрытым, то газ, находящийся в пневмоприводе, обеспечивает фиксацию пальцев кисти. Усилие на тяге при этом соответствует силе давления газа на шток 21 и пропорпионально давлению газа в пневмоприводе, а следовательно, и величине раскрытия кисти. При отпускании тяги 6 шток 21 лод действием давления сжатого газа выходит из элемента 22 и газ выпускается из пневмопривода в атмосферу через глушитель 23, Аналогично действует пневматический переключатель, управляющий пневмоприводом 8 плеча.

Отличие в том, что при выборке тяги 7 (см. фиг. 4) зуб рычага 5 сначала расцепляется с зубчатым сектором 9 и только после этого начинает толкать шток 21, который, войдя в уплотнительный элемент 22, перек рывает клапан выпуска газа и далее поднимает шток 18, открывая клапан впуска. Газ от источника питания через кольцевой зазор между штоком 18 и элементом 20 подается в полость между клапанами и по каналу в корпусе 16 — в цилиндр 26. Поршень 27 перемещается под давлением сжатого газа, поворачивая ось 30 и связанную с ней конструкцию предплечья. При небольшом отпускании тяги, когда шток 18 (см. фиг. 4) опускается на уплотнительный элемент 20, клапаны впуска и выпуска перекрыты. Сжатым газом в пневмоприводе обеспечивается фиксация сгибания в локте, причем усилие на тяге пропорционально силе давления газа на поршень механизма локтя, а следовательно, — нагрузке на предплечье. Отпуская тягу 7 с небольшой скоростью (при этом шток 21 под действием силы давления газа выходит из уплотнительного элемента 20), инвалид может регулировать скорость и угол разгибания локтя. При быстром и полном отпускании тяги 7 зуб рычага 5 входит в зацепление с зубчатым сектором 9, и угол сгибания фиксируется.

Пневмоавтоматический переключатель 12 (см, фиг. 5) управляет работой лучезапястного шарнира следующим образом. Выбирая тягу 6 (см.фиг 1), инвалид включает впускной клапан и подает газ через отверстие О. в пневмоавтоматический переключатель 12 и далее через отверстие Π— в пневмопривод 14. По мере нарастания давления в системе плунжер 37 перемещается до тех пор, пока давление не достигнет значения, при котором нневмопривод кисти сработает полностью. При этом плунжер 37 выходит из нижнего уплотнительного резинового кольца 36 и входит в верхнее кольцо 36. Газ из системы, питающей пневмопривод кисти через отверстие д поступает в лучезапястный шарнир.

При выпуске газа из системы давление снижается, и плунжер 37 под действием пружины 38, сила которой регулируется винтом 39, перемещается в исходное положение. В начальной стадии движения плунжер 37 входит в оба уплотнительных кольца 36, а газ, поступивший в пневмопривод 13, остается в нем. Таким образом, и лучезапястный шарнир остается в заданном положении.

При окончательном снижении давления в системе, когда механизм кисти возвратился в исходное положение, плунжер 37 под действием пружины 38 выходит из верхнего уплотнительного резинового кольца и газ из пневмопривода 13 выпускается через отверстие в атмосферу.

При подаче газа в пневмопривод 14 нарастание давления в полости цилиндра 53 (cM. фиг. 6) приводит к перемещению поршня 51, который через сфе520105 рический шарнир передает усилие на шток 48. Другой конец штока 48, шарнирно связанный осью 47 с блоком 44, перемещаясь, вращает его вокруг оси 42.

Блок 44 через рычаг 45, винт 46 и ось 41 передает усилие на большой палец 43. В результате этогопальцы кисти раскрываются. При выпуске газа из полости цилиндра 53 возврат поршня 51 в исходное положение, а следовательно, и закрытие пальцев кисти осуществляется пружиной 49. Для установки необходимой силы схвата на кончиках пальцев используется гайка 50, вращая которую можно сжимать или разжимать пружину 49.

При поступлении газа в пневмопривод 13 нарастание давления в полости цилиндра 57 приводит к перемещению поршня 59, Линейное перемещение поршня 59 преобразуется в угловое перемещение лучезапястного шарнира благодаря кинематической связи цилиндра 57 и поршня 59 через шток 62 и оси 56 и 63 с фланцем 55. Осью вращения лучезапятстного шарнира является ось 56. Возвратмеханизма в исходное положение осуществляется с выпуском газа из полости цилиндра 57 при помощи пружины 60.

Формула изобретения

1. Пневматический протез руки, содержащий гильзу плеча, источник питания, пневмоприводы плеча, кисти и лучезапястного шарнира, блок управления и тяги, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа активных функций протеза, управляемых от одной тяги и удобства манипуляции им при схвате и переносе предметов, он снабжен пневмоавтоматическим переключателем, имеющим возможность последовательного включения пневмоприводов кисти и.лучезапястного шарнира по определенной программе, выполненным в виде установленного в корпусе на двух уплотнительных элементах, например резиновых кольцах, плунжера, поджатого

15 пру ной при помощи регулирово ного винта.

2.Протез по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшен я веса конструкции и упрощения технологии изготовления, пневмопривод лучезапястного шарнира выполнен в виде привода одностороннего действия, связанного с фланцем кисти осями, с возможностью шарнирного соединения поршня и цилиндра с фланцем кисти.

5201М

Составитель Л. Соловьев

Теяред H. лндрейчук

Редактор Н. Вирко

Корректор Н. Золотовская

Заказ 2893/201

Филиал ППП Патен ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 629 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

Во делам изобре гений и огкрытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д 4/5