Биолектрическая система управления протезом верхнейконечности

 

б

iI ффффя Г

О., - ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

<>i)728232

Союз Соеетсиик

Социапистнчесиик

Рес убли

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.свид-ву

{22)Заявлено 04,11,78 (21) 268pg74/28 13 (53)M. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

А 61 F1/06 евеудвретееккЫ1 кеенттет

СССР

Io лелем взебретенвй и вткрытв11

Опубликовано 23,06,81, Бюллетень М 23 (бЗ) УДК 615, .841(088,8) Дата опубликования опнсания27 06 81 (72) Авторы ,изобретения

М, А, Ковалев, Е, П, Полян и Л, Р, Киракозов (71) 3 центральный ордена Трудового Красного Знамени научноЗаявитель исследовательский институт протезирования и протезостроения (54) БИОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОТЕЗОМ

ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ

Изобретение относится к медицине,i а именно к протезированию и протезо) строению, и касается протезов поверхних конечностей с биоэлектрическим управлением.

Известна биоэлектрическая система управления протезом 1верхней ко-:. нечности, содержащая токосъемники, усилители напряжения, блоки преобразования в виде интегрирующих цепочек, пороговые элементы репейный усилитель мощности,.логический переключающий блок с цепями задержки, элемент памяти и исполнительные механизмы в виде электроприводов, соединенные последовательно jlj.

Изйестная система управления позволяет управлять двумя парами движений (двумя электроприводами ) от двух мышц путем подачи (от одной или двух я4шц)

26 сигналов переключения, вызывающих под ключение к каналам управления требуемого электропривода.

Однако известная система управления из-за наличия цепей временной задержки не обеспечивает максимально возможной оперативности при переключении каналов управления с одного электропривода на другой, что ухудшает качество управления протезом, Кроме того, в одном из двух устойчивых состояний, соответствующем, например, подключеййю к электроприводу ротации передплечья, логическое переключающее устройство, как составная часть системы управления, даже при отсутствии управляющего- Сигнала потребляет значительную эНергию от источника питания (аккумулятора), что снижает эксплуатационную надежность источника питания и всего протеза в целом, Целью изобретения является повышение оперативности переключения каналов управления от одного электропривода к другому и снижение энергопотребления системы управления.

3 ":" 72823

Поставленная цель достигается тем, что в логический переключающий блок дополнительно введены формирователь сигналов переключения, коммутатор и устройство блокировки релейного уси- 5 лителя мощности, При этом вход формирователя сигналов переключения соединен с выходом блока преобразования, а выход - с входом элемента памяти и входом устройства блокировки релейного10 усилителя мощности, выход устройства блокировки релейного усилителя мощности соединен с коммутатором и одним из входов релейного усилителя мощности, 15

На чертеже изоб ажена блок-схема биоэлектрической системы управления, Биоэлектрическая система управле ния содержит токосъемники 1, усйлители 2 напряжения, блоки 3:преобра- 20 зова ния в виде детекторов и сглаживающих фильтров; пороговые элементы

4 в виде триггеров Шмитта; логичеокий переключающий блок 5 включающий формирователь 6 сигналов переключения, 25 элемент 7 памяти, коммутатор 8 и устройство 9 блокировки, кроме того система содержит релейный усилитель 10

= " ". мощнбсти и исполнительнйе"механизмы в виде электроприводов 11 и f2, соеди- : 30 ненных последовательно, 2" 4 цев кисти, Для подключения к каналам управления электропривода l 2, напримеР, ротации предплечья производится резкое сокращение мышцы — сгибателя и соответствующий ему сигнал с крутым передним фронтом огибающей с выходаблока 3 преобразования переключает логи" ческий блок 5 в другое устойчивое состояние, При этом срабатываетустройство

9 блокировки релейного усилителя Мощ« ности и движение электропривода 12 не производит до тех пор, пока инвалид не сбросит сигнал ниже порога срабатывания порогового элемента 4 с любой удобной для него скоростью, Последующий плавно нарастающий сигнал управляющей мышцы приводит к движению электропривода 12 (ротации) : с мышщы сги( бателя — к пронации предплечья, а с мышцы разгибателя — к супинации предплечья, Таким образом, время от момента подачи переключающего сигнала до готовности куправлению электроприводом всегда будет минимально возможньм для данного инвалида, а оперативность — максимальной, Возврат к электроприводу пальцев кисти осуществляется подачей сигнала переключения с той же мьппцы ! сгнбателя.

Такое выполнение логического переключающего устройства как составной части системы управления позволяет улучшить качество управления - повысить оперативность при переключении и снизить энергопотребление от источника питания по сравнению с известными

45 системами управления протезами верхних конечностей, Формула изобретения

При этом. вход формирователя 6 сигналов переключения соепинен с выходом блока 3 преобразования, а выход — с входом элемента 7 памяти и входом устройства 9 блокировки релейного усилителя мощности.

Система управления работает следующим образом, В исходном состоянии к каналам управленияподключен электропривод ll например электропривод пальцев кисти.

Биоэлектрическийсигнал, отводимыйс управляющеймьнпцы, например, сгибателя кистипосредством токосъемников 1, усили вается усилителем 2 напряжения, детек†тируется и сглаживается в блоке 3 преобразования, Если амплитуда огибающей биоэлектрического сигнала с выхода блока 3 превышает порог срабатывания порогового элемента 4, то электропривод 1) через релейный усилитель 10 мощности и цепи коммутатора 8 логического переключающего блока 5 подклю— чается в направлении схвата пальцев кисти, При подаче плавно нарастающего сигнала с мышцы разгибателя кисти аналогично происходит раскрытие пальУстройство 9 блокировки служит для исключений работы электроприводов в момент переключения и выполнено в виде триггера с одним устойчивым состоянием, 1

Биоэлектрическая система управления протезом верхней конечности, содержащая токосъемники, усилители напряжения блоки преобразования, порого.вые элементы, релейныйусилитель мощности и электроприводы,соединенные последовательно, а такжелогический переключающийблок, имеющийэлемент, памяти, о тли ч а ющ а я с я тем, что, с целью поаы5 728232 б шения оперативности переключеййй ка- с входом- элемента памяти и входом ус- налов управления от одного электро- тройства блокировки релейного усилите« привода к другому и снижения энерго- ля мощности; выход устройства блокипотребления системы управления, в ло- ровки релейного усилителя мощности гический переключающий блок дополни- > соединен с коммутатором и одним иэ тельно введены формирователь сигналов Входов релейного усилителя мощности, переключения, коммутатор и устройство блокировки релейного усилителя мощ- Источники информации, ности, при этом вход формирователя,принятые во внимание при экспертизе сигналов переключения соединен с вы- е 1. Авторское свидетельство СССР ходом блока преобразования, а выход - 11 467742, кл, А 61 F 1/06, 1975, Составитель редактор М, Кузнецова Техред М, Кош ура КоРРектор Н. Бабинец

Заказ 4496/17 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4