Многофункциональный активный протез руки

 

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АКТИВНЫЙ ПРОТЕЗ РУКИ, содержащий звено плеча и звено предплечья со стойкой, корпус запястья с рычагом сгибания-разгибания запястья и искусственную кисть со стыковочным узлом, приводы сгибанияразгибания , отведения-приведения и ротации плеча, сгибания-разгибания и ротации предплечья, сгибания-разгибания запястья , сферический шарнир плеча, включающий сферу плеча с кольцевой канавкой и фиксатором, установленную в корпусе надплечья, и два двойных щарнира плеча с телескопическими замками расфиксации, локтевой шарнир с корпусом локтя, а также элементы крепления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности выполнения рабочих операций и уменьшения веса и габаритов протеза, локтевой шарнир выполнен сферическим и включает сферу локтя с кольцевой канавкой, фиксатор и два двойных щарнира предплечья, корпус локтя закреплен на звене плеча, стойка звена предплечья одним концом закреплена на сфере локтя, а другим - на корпусе привода ротации предплечья, оснащенного выходным валом, при этом приводы сгибанияразгибания и отведенияприведения плеча одними концами щарнирно закреплены на звене плеча, а другими концами посредством телескопических замков расфиксации соединены с двойными шарнирами плеча, приводы ротации плеча и сгибания-разгибания предплечья одними концами шарнирно закреплены на стойке, (Л а другими соединены с двойными шарнирами предплечья, причем привод сгибанияразгибания предплечья снабжен локтевым телескопическим замком расфиксации, привод сгибания-разгибвания запястья одним концом щарнирно закреплен на выходном валу привода ротации предплечья а другим на рычаге сгибания-разгибания запястья. к оо О5 сх 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ,РЕСПУБЛИК зсмк А 61 F 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬ ТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3605065/28-13 (22) 14.06.83 (46) 15.11.84. Бюл. № 42 (72) Н. Е. Лабусов (53) 615.477.21:616-089.28 (088.8) (56) 1. Справочник по протезированию.

Под ред. В. И. Филатова. Л., «Медицина», 1978, с. 156, Протез ПРИ-35.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3341266/28-13, кл. А 61 F 1/06, 28.09.81 (прототип) . (54) (57) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

АКТИВНЫЙ ПРОТЕЗ РУКИ, содержащий звено плеча и звено предплечья со стойкой, корпус запястья с рычагом сгибания-разгибания запястья и искусственную кисть со стыковочным узлом, приводы сгибанияразгибания, отведения-приведения и ротации плеча, сгибания-разгибания и ротации предплечья, сгибания-разгибания запястья, сферический шарнир плеча, включающий сферу плеча с кольцевой канавкой и фиксатором, установленную в корпусе надплечья, и два двойных шарнира плеча с телескопическими замками расфиксации, локтевой шарнир с корпусом локтя, а также эпементы крепления, отличающийся

„„SU„„1123684 А тем, что, с целью повышения точности выполнения рабочих операций и уменьшения веса и габаритов протеза, локтевой шарнир выполнен сферическим и включает сферу локтя с кольцевой канавкой, фиксатор и два двойных шарнира предплечья, корпус локтя закреплен на звене плеча, стойка звена предплечья одним концом закреплена на сфере локтя, а другим — на корпусе привода ротации предплечья, оснащенного выходным валом, при этом приводы сгибания- разгибания и отведенияприведения плеча одними концами шарнирно закреплены на звене плеча, а другими концами посредством телескопических замков расфиксации соединены с двойными шарнирами плеча, приводы ротации плеча и сгибания-разгибания предплечья одними концами шарнирно закреплены на стойке, а другими соединены с двойными шарнирами предплечья, причем привод сгибанияразгибания предплечья снабжен локтевым телескоп ически м за м ком расфикса ци и. привод сгибания-разгибвания запястья одним концом шарнирно закреплен на выходном валу привода ротации предплечья а другим на рычаге сгибания-разгибания запястья.! I "3654

20

Изобрете.-. e с.:„.-ситсн к ме.ièiiинской техника,i именно к протезостроепию, и может быть использовано в протезах, предназначенных для протезирования инвалидов после одностороннего или двус гороннего вычленения плеча, а также в манипуляторах, где требуется одновременная независимая работа приводов, а ткже работа со сменным инструментом.

Известен многофункциональный протез руки, предназначенный инвалидам с односторонними дефектами верхних конечностей на уровне плеча в верхней трети (1).

Недостатками этого протеза являются большая длительность выполнения рабо чих операций из-за наличия только трех активных степеней подвижности, а также невозможность его использования при вычленении плеча.

Известен также многофункциональный активный протез руки, который имеет шесть активных степеней подвижности и содержит блок приводов: сгибания-разгибания, отведения-приведения и ротации плеча, сгибания-разгибания и ротации предплечья, сгибания-разгибания запястья, звенья пле«а и предплечья, сферический шарнир плеча, включающий сферу плеча с кольцевой канавкой и фиксатором, установленную в корпусе надплечья, и два двойных шарнира плеча с телескопическими замками расфиксации, локтевой шарнир с корпусом локтя, корпус запястья с рычагом сгибания-разгибания запястья, искусственную кисть со стыковочным узлом и кривошипно-ползунные и кривошипно-кулисные механизмы плеча и предплечья, обеспечивающие независимую работу активных шарниров протеза, а также элементы крепления (2).

Однако, использование блока приводов, расположенного в плече и передача движений с выходных валов приводов посредством большого количества промежуточных звеньев требуют увеличения габаритов протеза для размещения этих связей, что приводит к повышению веса конструкции, а гакжс и увеличенным люфтам в активных цгирнирах протеза, определяемым суммой люфтов в промежуточных звеньях. участвующих в передаче движения, что приводит к свободному неуправляемому перемещению кисти в пространстве в пределах этих люфтов. Это снижает точность выполнения операций и делает работу с протезом неудобной для инвалида.

1Ь"л ь изобретения — повы ш ение точности выполнения рабочих операций и уменьшение веса и габаритов протеза.

Указанная цель достигаешься тем, что в многофункциональном активном протезе руки, содержащем звено плеча и звено предплечья со стойкой, корпус запястья с рычагом сгибания-разгибания запястья и искусственную кисть со стыковочным узлом, приводы сгибания-разгибания, отведения-приведения и ротациии плеча, сгибания-разгибания и ротации предплечья, сгибания-разгибания запястья, сферический шарнир плеча, включаюгций сферу плеча с кольцевой канавкой и фиксатором, установленную в корпусе надплечья, и два двойных шарнира плеча с телескопическими замками расфиксации, локтевой шарнир с корпусом локтя, а также элементы крепления; локтевой шарнир выполнен сферическим и включает сферу локтя с кольцевой канавкой, фиксатор и два двойных шарнира предплечья, корпус локтя закреплен на звене плеча, стойка звена предплечья одним концом закреплена на сфере локтя, а другим — на корпусе привода ротации предплечья, оснащенного выходным валом, при этом приводы сгибания-разгибания и отведения-приведения плеча одними концами шарнирно закреплены на звене плеча, а другими концами посредством телескопических замков расфиксации соединены с двойными шарнирами плеча, приводы ротации плеча и сгибания-разгибания предплечья одними концами шарнирно закреплены на стоике, а другими соединены с двойными шарнирами предплечья, причем привод сгибания-разгиба ния предплечья снабжен локтевым телескопическим замком расфиксации, привод сгибания-разгибания запястья одним концом шарнирно закреплен на выходном валу привода ротации предплечья, а другим — на рычаге сгибания-разгибания запястья.

На чертеже показана кинематическая схема протеза.

Многофункциональный активный протез руки состоит из пневматической кисти 1, звена предплечья, содержащего сферу 2 локтя, стойку 3, привод 4 ротации предплечья с выходным валом 5, приводы 6 сгибания-разгибания запястья, ротации 7 плеча и сгибания-разгибания предплечья 8, звена 9 плеча, содержащего сферу 10 плеча, корпус 11 локтя, приводы 12 сгибанияразгцбания плеча и отведения-приведения

13 плеча. Все приводы, кроме привода 4 ротации предплечья, выполнены в виде ходовых пневмоцилиндров, а привод ротации предплечья выполнен в виде моментного пневмоцилиндра. Кисть 1 своим стыковочным узлом 14 соединена с корпусом 15 запястья, который шарнирно закреплен на валу 5. Привод 6 сгибания-разгибания запястья одним концом шарнирно закреплен на валу 5, другим — шарнирно л единен с рычагом 16 сгибания-разгиоания анис-ья, закрепленным на корпусе 15 запяс-,ья. (.гойка 3 соединена с приводом 4 ротации предплечья и сферой 2 локтя, которая подвижно установлена в сферической полости корпуса

11 локтя и образует с ним локтевой сферический шарнир. На корпусе 1! локтя с1123684 но 2 и 10 удерживаются с помоцГью фикса- 25 тановлены двойные ш»рниры 17 и 18 предплечья. Привод 7 ротации плеча одним концом соединен с двойным шарниром 17 предплечья, другим — шарнирно закреплен на стойке 3, привод 8 сгибания-разгиба ния предплечья одним концом посредством телескопического замка 19 расфиксации соединен с двойным шарниром 18 предплечья, другим — шарнирно закреплен на стойке 3.

Звено 9 плеча соединено с корпусом ll локтя и сферой 10 плеча, которая подвижно установлена в сферической полости корпуса 20 надплечья и образует с ним сферический шарнир плеча. На корпусе 20 надплечья установлены двойные шарниры 21 и 22 плеча. Привод 12 сгибания-разгибания плеча одним концом соединен посредсТВоМ телескопического замка 23 расфикса ции с двойным шарниром 21 плеча, другим— шарнирно закреплен на звене 9 плеча, привод 13 отведения-приведения плеча одним концом соединен посредством телескопического замка 24 расфиксации с двойным шарниром 22, плеча другим — шарнирно закреплен на звене 9 плеча. От произвольного разворота сферы локтя и плеча соответственторов 25 и 2Г>. При этом фиксатор 25 одним концом установлен в корпусе 11 локтя, вдоль оси ротации плеча, с возможностью разворота вокруг этой оси, а другим подвижно в кольцевой канавке 27; выполненной п образующей 2 локтя в плоскости, совпадающей с плоскостью сгибания-разгибания предплечья, а фиксатор 26 одним концом установлен в корпусе 20 надплечья вдоль оси сгибания-разгибания плеча, с возможностью разворота вокруг этой оси, а другим — подвижно в кольцевой канавке 28, выполненной по образую!цей сферы 10 плеча в плоскости, совпадающей с плоскостью отведения-приведения плеча.

Фланец 29 крепления, соединенный с корпусом 20 надплечья, предназначен для соединения с элементами крепления протеза.

Устройство работает следующим образом.

Перемешение штока привода 6 обеспечивает посредством рычага 16 сгибания-разгибания запястья качание корпуса 15 запястья и связанной с ним кисти l. Поворот выходного вала 5 привода 4 обеспечивает ротацию предплечья (пронацию и супинацию). Перемещение штока привода 7 обеспечивает посредством двойного шарнира 17 предплечья ротацию плеча, т. е. вра!цение звена предплечья относительно звена

9 плеча. Перемещение штока привода 8 обеснечивает посредством телескопического замка !

9 расфиксации и двойного i !арнира 18 предплечья сгибание-разгибание звена предплечья, т. е. качание относительно оси, цер5

Г!снд>1кх,! Г1 1>IIОЙ »вен) .! >!.Ioч>!. 21 íîè>I ыс локтевые !парниры 17 и !8 обе«печив»юг с!>хр!1>!! IIII! !!лоск<>стн к»ч»ния привод>н 7 и 8 при любом произвольном положении звеH;l предплечья, чем ц>стиг»ется нсз»висимость движений рот»цин II lo>1;I и сгиб»ния-разгибания предплечья. 11рн этом фиксатор 25, входящий в кольцевую к»н»вку

27 Hd сфере 2 локтя, удерживает ее и (>ответственно звено предплечья, от поворот» относительно оси. стойки 3. Перем llloннс штока привода 12 обеспечивает цюсре.!«! нГ>х! телескопического замка 23 расфик«illllill ii двойного шарнира 21 плеча сгибанис-р»згибание плеча. Перемещение штока ill>IIвода 13 обеспечивает посредством теле«копического замка 24 расфиксации и .цю!1ного шарнира 22 плеча отведение-приведение плеча. Двойные шарниры 21 и 22 плеча обеспечивают сохранение плоскости кач»ния приводов 12 и 13 при любом произвольном положении звена плеча, чем достигается независимость движений сгнбанияразгибания плеча и отведения-приведения плеча. При этом фиксатор 26, вх!>дя>ци>! в кольцевую канавку 28 на сфере !0 плеч», удерживает ее и соответственно звено 9 плеча от поворота относительно осн звена

9 плеча. При выключенном устройстве р»«фиксации (не показано) те«!ескопичес кис замки 19, 23, 24 расфиксации включены, т. е. звенья их зафиксирова!!ы друг отш>сительно друга и I!el>e>leis«IIII@ звеньев предплечья н птсча 9 определ>цтся только перемещением штоков приводов 7, 12, 13.

При включенном устройстве расфик«»ции телескопические замки 19, 23, 24 р»«фиксации выключаются, т. е. звенья их ра«фиксируются и получают возможность псреме!цения друг относительно друга. Таким образом, звенья 9 предплечья и плеча получают возможность свободного перемешения.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства заключается в уменьшении веса и поперечных габаритов протеза за счет исклк>чения промежуточных з!.еньев передачи движений от приводов к шарнирам протеза

Снижение веса протеза уменьшает нагрузку на инвалида и облегчает ему пользование протезом, а уменьшение поперечных габаритов позволяет выполнить протез в объеме утраченной конечности инвалида.

СокраГцение количества промежуточных звеньев уменьшает лк>фты в активных шарнирах. Уменьшение люфтов сок раньает объемы неуправляемых перемс!пений кн«тн, чем повышается точность выполнения pÄIбочих операций и облегчается все унр»влГние протезом.

1123684

Z8 (. I< ганптсль 33.,;IloI;l!IH I л ..I< I I I«.i, Р.(,; Ге реп И. Версс:(орректор С. Черн(:За аз 803,>. : Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП «Патен1». г. Ужгород, ул. Проектная, 4