Многофункциональный активный протез руки

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соц(иалистичесиик республик ())) 973121 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08.08.80 (21) 2970805/28-13 (51)М. Кд.

А61 F 1/06 с присоединением заявки РЙ— (23)Приоритет

9вударстееаи6 кеввтет

СССР. ao делам езаеретений н открытий

Опубликовано 15.11.82 Бюллетень № 42 (53) УДК613.647 (088.8) Дата опубликования описания 15.11.82 (72) Авторы изобретения

Г. Н. Буров, А. Н. Шаров и О. B. Бюпак

1 "ЛЦ,) : "ХИИЧТКАЯ! ЩБЛс40ТЕЫР.

1 (7l ) Заявитель (54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АКТИВНЪ|Й

ПРОТЕЗ РУКИ l

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к разделу протезов верхних конечностей, и может найти применение при вычленении локтевого сустава.

Известен многофункциональный актив:5 ный протез руки, содержащий наплечник, гильзу плеча, предплечье и искусственную кисть, электроприводы сгибания-разгиба.ния локтя, ротации кисти, качания кисти и схвата, первый и второй датчики управления функциями, два фиксатора изменения функции, три усилителя, выходы которых соединены с входами соответствующих приводов (1 ) .

l5

Недостатком известного устройства является большое время выполнения сложных рабочих операций, что обусловлено необходимостью последовательного церемещения звеньев протеза в пространстве. 20

Бель изобретения - сокращение време) ня на выполнение сложных рабочих операций.

Поставленная цель постигается тем,что в многофункциональный активный протез руки, 2 содержащий наплечник, гильзу плеча, пред плечье и искусственную кисть, электроприводы сгнбания-разгибания, ротации кисти, качания кисти и схвата, первый и второй датчики управления функциями, два фиксатора изменения функции, три усилителя, выходы которых соединены с входами соответствуюшнх приводов, введены третий, четвертый и пятый датчики управления функциями, последовательно соединенные датчик углового положения предплечья относительно гильзы плеча, сумматор, второй вход которого связан с пятым датчиком и два преобразователя, выходы которых подключены к первому усилителю, четвертый усилитель, Я-триггер, входы которого соединены с фиксаторами, первый выход триггера — с первым входом третьего усилителя, а второй выход через первый вход четвертого усилителя - с электроприводом ротации кисти, при этом выход четвертого датчика соединен с входом первого фиксатора, вторым входом чет973121 вертого усилителя и вторым входом третьего усилителя, а выход третьего датчика управления функциями соединен с входом второго фиксатора, третьим входом третьего усилителя и третьим входом четверто- 5, го усилителя.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Многофункциональный активный протез руки имеет гильзу плеча 1, электропривод сгибания-разгибания локтя 2, гильзу предплечья 3, электропривод ротации кисти 4, электропривод качения кисти 5, электропривод схвата 6, наплечник 7, первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11 и пятый 12 датчики управления функциями, датчик углового положения

13 предплечья относительно гильзы плеча, фиксаторы 14 и 15 скорости изменения сигналов, первый 16, второй 17, третий 20

18 и четвертый 19 усилители, триггер

20, сумматор 21, первый 22 и второй

23 функциональные преобразователи.

Датчики управления функциями 8 — 1 1 расположены, например, на наплечнике.

Датчик 12 расположен, например, в гипьзе плеча, имеет контакт с бицепсом, а его выходной сигнал изменяется пропорционально ycmmao напряжения бицепса. зю

Устройство работает следутощим об- разом.

После включения питания оператор, воздействуя на первый 8 или второй 9 датчики управления функцией, установлен-: ные на наплечнике 7, управляет скоростью

35 сжатия или разжатия схвата через реверсивный усилитель 17 и электроттривод схвата 6 движением плеча вверх или вниз.

Воздействуя на датчики 10 тити 11, one40 ратор плавным движением плеча вперед или назад через усилители 18 или 19 управляет электроприводом качания кисти

5 или ротации кисти 4. Подключение усилителя 18 или 19 и, следовательно, электропривода ротации кисти или качания

45 кисти 5 определяется состоянием выходных сигналов P,g-триггера 20. Предположим Q -уровень сигнала "1 соответствует включению усилителя. Если Ц *= 1, Я =О, то усилитель 18 отключен, а оператор, воздействуя на датчики 10 или 11, через усилитель 19 управляет электроприводом качания кисти 5, а следовательно, скоростью и направлением качания кисти.

Подключение электропривода ротации кис- 55 ти 4 производится ускоренным движением надплечья оператора фиксируемым датчиком 10 и фиксатором скорости 14, что изменяет состояние k.5 -триггера q = p и подключает усилитель 19. Qne

Ратор, воздействуя на датчики управляет через электропривод 4 скоростью и направлением движения ротации кисти.

Подключение вновь электропривода качания кисти 5 производится изменением состояния К -триггера по сигналу фиксатора скорости 14 от ускоренного воздействия оператора на датчик 11.

Управление локтевым суставом производится оператором независимо от управления кистевыми электроприводами 4 и 5

I электроприводом схвата 6. Схема управления локтевым суставом представляет собой позиционную следящую систему, где задающим воздействием является сигнал с датчика управления функцией 12, установленном, например, на бицепсе, а сигнал обратной связи Ц формируется датчиком углового положения 13 предплечья 3 относительно гильзы плеча 1.

В начальном состоянии бицепс оператора расслаблен- "з= "Зо > "ос= "ос U =4, что соответствует разогнутому йоложению предплечья. При этом выходные сигналы сумматора функциональных преобразователей и входной сигнап электропривода сгибания-разгибания локтя равны нулю (g=Ol U„=o; =о; р=о ).

Напряженйем бицепса оператор изменяет выходной сигнап О датчика 12, что приводит к появлентпо сигнала рассогласования в системе управления суставом на выходе сумматора (U< (Ос)=(j 0, пр этом сигнап Uл70; Ug) 0;. астр, т. е. на электропривод подается сигнал, вызывающий сгибание предплечья относительно гильзы плеча, до тех пор, пока в систеI ме не наступает равновесие, т.е. Ц О > а Од=О

Таким образом, положение предплечья однозначно определяется величиной сигнала с датчика 12. При расслаблении бицеп-! са сигнал О уменьшается, например, go (3 О. Сигнал 0 <0;и„О; О тО;

Up&0. Электропривод 2 обеспечивает операцию разгибания.

Воздействуя одновременно и независимо на три датчика управления функциями (например на датчики 8 или 9, 10, или

ll и 12), оператор может одновременно и независимо выполнять движение сгибание-разгибание локтя, качание кисти (или ротация кисти) и сжимание-разжимание.

Изобретение позволяет существенно сократить вяжя выполнения рабочих операций, требукшбтх управление тремя пара973121

БНИИПИ Заказ 8S64/4 Тираж 714 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ми движений, причем выполнение движения сгибания-разгибании локтевого сустава близко к выполнению этого движения здоровым человеком, что приводит к снижению психологической нагрузки на оператора. S

Формула изобретения

Многофункциональный активный протез руки, содержаший наплечник, гильзу пле ча, предплечье и искусственную кисть, электроприводы сгибания-разгибания локтя, ротации кисти, качания кисти и схвата, первый и второй датчики управления функциями, два фиксатора изменения функции, три усилителя, выходы которых сое- . динены с входами соответствующих приводов, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с цепью сокрыцения времени на выполн ние сложных рабочих операций, в него введены третий, четвертый и пятый датчики управления функциями, последовательно соединенные датчик углового положения предплечья относительно гильзы плеча, сумматор, второй вход которого связан с пятым датчиком, и два преобразователя выходы которых подключены к первому усилителю, четвертый ycBnHTel?b, Щ -TpHrrep, входы которого соединены с фиксаторами, первый выход триггера - с первым входом третьего усилителя, а второй выход через первый вход четвертого ycsnaтеля — с электроприводом ротации кисти, при этом выход четвертого датчика соединен с входом первого фиксатора, вторым входом четвертого усилителя и вторым входом третьего усилителя, а выход третьего датчика управления функциями соединен с входом второго фиксатора, третьим входом третьего усилителя и третьим входом четвертого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по протезированию. Под ред. В. И. Филатова. Л., Медшина, 1978, с. 156.