Протез руки

 

О П И -С" А "Н-"И E (;р 506410

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.10.74 (21) 2064760/28-13 (51) М. Кл.з Л 61Г 1/06 с присоединением заявки )чо

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Пр. оритет

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень М0 10

Дата опубликования описания 06.10.76 (53) УДК 615.477.21:616-089.28 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Л. Фарберов (71) Заявитель Ленинградский научно-исследовательский институт протезирования (54) ПРОТЕЗ РУКИ

Изобретение относится к области протезирования и протезостроения, а именно к протезам верхних конечностей.

Известен протез руки, содержащий гильзы плеча и предплечья, микропереключатели, локтевую тягу с пороговым элементом, электроприводы механизма кисти и разгрузочного механизма, в виде двух электродвигателей с редукторами и самотормозящимися винтовыми передачами. Однако размещение электропривода механизма кисти в дистальной части приводит к нерациональному распределению масс, увеличению требуемых моментов инвалида, а наличие двух электроприводов ухудшает весовые характеристики протеза.

С целью снижения мышечных энерготрат инвалида при управлении и уменьшения веса и габаритов протеза электропривод выполнен в виде электродвигателя с дифференциалом и размещен в корпусе с наружными зубцами, установленном в гильзе плеча на оси вращения, две выходные шестерни дифференциала кинематически связаны с самотормозящимися винтовыми передачами, а на корпусе закреплена подпружиненная собачка с пальцевой тягой, находящаяся в зацеплении с выходной шестерней дифференциала, связанной с винтовой передачей механизма кисти.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого протеза руки; на фиг. 2— вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение по Б — Б на фиг. 1.

Протез руки содержит гильзу 1 плеча, в отверстиях вилки которой устанавливают один электродвигатель 2 с редуктором, выполненным в виде дифференциала 3. Первая выходная шестерня 4 дифференциала 3 входит в зацепление с винтом 5 первой самотормозящейся передачи винт 5 — гайка 6, гайка которой через жесткую тягу 7 соединена с пальцами 8.

Вторая выходная шестерня 9 дифференциала

3 через паразитную шестерню 10 входит в зацепление с винтом 11 самотормозящейся передачи винт 11 — гайка 12 разгрузочного меха15 низма, гайка которой соединена с одним концом упругого элемента 13 разгрузочного механизма, а его другой конец закреплен на вилке гильзы 1 плеча. Блок управления разгрузочным механизмом состоит из механиче20 ского порогового элемента, выполненного, например, в виде пластинчатой пружины 14, и микропереключателей 15, 16 прямого и обратного вращения вала электродвигателя 2, последовательно соединенных с микропере25 ключателями 17 и 18 крайних положений гайки 12 самотормозящейся передачи разгрузочного механизма и микропереключателем 19, установленным в пальцах кисти протеза. Кроме того, имеется блок управления пальцами

30 кисти, состоящий из двух микропереключате506410

3 лей 20, 21 прямого .и обратного вращения вала электродвигателя 2. На корпусе 22 редуктора, жестко соединенного с гильзой 23 предплечья и имеющего ось 24 вращения, установлена подпружиненная собачка 25, нарезаны зубья, в зацепление с которыми входит собачка 26, установленная в гильзе плеча, и жестко закреплена локтевая тяга 27. Пальцевая тяга 28, воздействующая на микропереключатели 20 и 21 блока управления пальцами кисти, установленного на корпусе 22, связана с собачкой 25.

Протез руки работает следующим образом.

При воздействии инвалида на пальцевую тягу

28 происходит расфиксация первой выходной шестерни 4 дифференциала 3, замыкание микропереключателя 20 и вращение вала электродвигателя 2, Гайка 6 первой самотормозящейся передачи получает движение и пальцы раскрываются. При замыкании микропереключателя 21 осуществляется реверс электродвигателя 2 и происходит развитие силы захвата.

Ввиду того, что в исходном состоянии, когда упругий элемент 13 создает относительно оси

24 вращения компенсирующий момент, достаточный для компенсации веса предплечья 23, гайка 12 находится в верхнем конечном положении, показанном на фиг. 1, а момент, развиваемый электродвигателем 2 при раскрытии пальцев кисти и осуществлении зажима предмета при срабатывании микропереключателей

20 и 21, недостаточен для растяжения упругого элемента 13 и создания дополнительного компенсирующего момента в процессе схвата предмета, момент двигателя трансформируется только по цепи 4 — 5 — 6 — 7 — 8. После осуществления «схвата — раскрытия» подпружиненная собачка 25 входит в зацепление с первой выходной шестерней 4 дифференциала 3 и лишает ее подвижности, поскольку оператор не воздействует на пальцевую тягу 28.

При подъеме захваченного предмета и превышении его веса над пороговым собачка 26 поворачивается, срабатывает микропереключатель 15, и электродвигатель 2, вращаясь, начинает создавать дополнительный компенсирующий момент, растягивая упругий элемент и перемещая гайку 12. Дополнительный компенсирующий момент создается до тех пор, пока момент от веса поднимаемого предмета не станет меньше порогового, определяемого характеристиками пластинчатой пружины 14, после чего электродвигатель 2 автоматически отключается. Ввиду того, что подпружиненная собачка 25 входит в этом режиме в зацепление с первой выходной шестерней 4 дифференциала, весь момент электродвигателя 2 трансформируется на самотормозящуюся передачу разгрузочного механизма. Неодно. кратное сгибание — разгибание нагруженной протезированной конечности происходит без дополнительного подключения источника внешней энергии.

Фиксация предплечья в заданном положении осуществляется при сцеплении собачки 26 с зубьями на корпусе 22 редуктора при освобождении локтевой тяги 27 инвалидом.

При разжатии пальцев кисти микропереключатели 21, 16 и 19 замыкаются. Гайка 5 движется вниз, а гайка 12 самотормозящейся передачи разгрузочного механизма, поскольку имеется паразитная шестерня 10, движется вверх до тех пор, пока не произойдет сброс компенсирующего момента.

Формула изобретения

Протез руки, содержащий гильзы плеча и предплечья, локтевую тягу с пороговым элементом, микропереключатели, а также электроприводы механизма кисти и разгрузочного механизма с самотормозящимися винтовыми передачами, отл и ч а ю щи йся тем, что, с целью снижения мышечных энерготрат инвалида при управлении и уменьшении веса и габаритов протеза, электропривод выполнен в виде электродвигателя с дифференциалом и размещен в корпусе с наружными зубцами, установленном в гильзе плеча на оси вращения, две выходные шестерни дифференциала кинематически связаны с самотормозящимися винтовыми передачами, а на корпусе закреплена подпружиненная собачка с пальцевой тягой, находящаяся в зацеплении с выходной шестерней дифференциала, связанной с винтовой передачей механизма кисти, 506410

1б

ll MK

° Фиг. 2

b-b

Составитель Л. Соловьев

Техред Т, Писакнна

Корректор Л. Котова

Редактор Л. Василькова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2498/4 Изд. № 1200 Тираж 654 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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