Устройство для испытания исполнительных механизмов протезов с электроприводами

 

р

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22.03.76 (21)2336811/28-1

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 598607 (51) М. Кл.

А 61 г 1/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (43} Опубликовано25 03,78, Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 28,02.18. (53) УДК 615.471 (088.8) А. Я. Сысин и М. Д. Ежов (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени 1(ентральный научноисследовательский институт протезирования и протезостроения (71) 3a я в и тель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ

МЕХАНИЗМОВ ПРОТЕЗОВ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для проведения испытаний исполнительных механизмов проте3oI с электроприводами.

Известно устройство для испытания исполнительных механизмов протезов с электроприводами, содержащее блоки паузы, реверса и счетчик циклов (1).

Однако известное устройство не позволяет имитировать реальные условия эксплуатации и получать достоверные результаты при испытании на надежность исполнительных механизмов.

Цель изобретения — имитация реальных условий эксплуатации исполнительных механизмов и получение достоверных результатов при испытании на надежность и долговечность.

Для этого устройство имеет блок управления, реле времени и координирующие ячейки

»о числу испытываемых механизмов, причем блок управления соединен с блоками паузы, реверса и координирующими ячейками, а блок паузы с реле времени и счетчиком циклов.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит координирующие ячейки 1 (по числу испытуемых объектов), блок 2 управления блоком 3 паузы и блоком 4 реверса, ячейку 5 слежения, калибровочный блок 6, систему ручного управления, выполненную в виде переключателя 7, при помощи которого выбирается вил управления испытуемыми объектами (ручной или автоматический), и трехпозиционно ключа 8 с фиксированным нейтральным положением. Для отсчета циклов работы испытуемых объектов устройство содержит электромагнитный счетчик циклов и полупроводниковый диод 10.

Каждая координирующая ячейка содержит микропереключателп 11 и 12, имеющие по одной группе контактов на переключение, транзисторы 13 и 14, тиристор 15, электромагнитное реле 16 с контактами 17 и 18, электромагнитное реле 19 с контактами 20, электромагнитное реле 21 с контактами 22 и 23, контрольные лампы 24 и 25, конденсаторы 26 — 28, резисторы 29 — 31, диод 32 и тумблер 33.

Блок 2 включает в себя электромагнитное реле 34 с контактами 35, транзистор 36 и реле 37 с контактами 38 и 39, конденсатор 40, резисторы 41, 42 и диод 43.

Блок 3 в основном состоит из транзисторов 44 и 45, электромагнитного реле 46 с контактами 47 — 50 конденсатора 51 и резисторов 52 — 54.

598607

Блок 4 представляет собой триггер, собранный на электромагнитных реле 55 и 56, диодах 57 — 59 и резисторах 60 и 6!. Блок имеет выходное реле 62 с двумя группами контактов 63 на переключение.

Ячейка 5 слежения в основном содержит транзистор 64, тиристор 65, конденсатор 66, переменный резистор 67, резисторы 68 и 69, электромагнитное реле 70 с контактами 71 и 72, кнопку 73 с нормально замкнутыми контактами и зуммер 74

Калибровочный блок 6 имеет амперметр 75, калибровочный резистор 76, переменный резистор 77 и кнопку 78 с нормально разомкнутыми контактами.

Выключатели 79 — 82 служат для отключения от цепи питания двигателей 83 — 86 приволок любого из испьгг IH»ei»bfx объектов.

В обшей цепи питания электродвигателей приводом испытываемых обьектов установлен резистор 87, служащий для обеспечения возможности наблюдения на экране, подключаемого к нему через гнезда 88 и 89 электронного

opiiHллограф», формы кривой ТАК», протскающеfo чер(з обмотку двигателя привода одногo и 3 испытуемых объектов, с целью определения времени движения звеньев )Зривода и величины токо при работе последнего.

Устройство работает следую(цим образом (р()с..мотрим случай испытания искусственных кистей с эле)сгроцриводом). Перед включением установки с.(сдует уосдиться в том, что переключат(-:"b 7 33()ход()тся в средне)! 3!Олож HHH, тумблеры ЗЗ вЂ” — разомкнутом, а выключатели 79 — 82 — в замкнутом положениях. В момент включения питания устройства зажигаются контрольные лампы 25, сигнализирующие о том, что установка готова к работе. После включения в сеть источника питания испытываем ых объектов переключатель 7 переводят в положение, соответствую(цее автоматическому управлению работой испытуемых обьектов. Це:и питания обьектов cKQMivlóTHðoâ»ffû так, что при первом вклк)чении пальцы всех

HcifbITbIBfl(3vibIx кистей начинают движение в сторону их смыкания. При полном сгибании пальцев последние, нажимая на рычаг микропереключателя 11, вызывают его срабатывание.

При этом отрицательный полюс конденсатора 26 присоединяется к отрицательному полюсу источника питания, и конденсатор заря)кается. Часть зарядного тока конденсатора, поступая через диод 32 на базу транзистора 13, отпирает его на некоторое время. При соответствующем подборе номиналов элементов в схеме этого времени оказывается достаточно для кратковременного срабатывания реле !6.

Контакты 7 этого реле, замыкаясь, обеспечивают подачу напряжения на обмотку электромагнитного реле 16 помимо транзистора 13 и обеспечивают блокировку этого реле после прекращения ток» заряда конденсатора 26, а через втору)о пару контактов 18 этого реле подается нянряжение на контрольную лампу 24 и конденс»тор 28. Контрольная лампа 24 загорается, С3!гнйлизируя о том, что пальцы кисти

1О

4О

60 выполнили движение на схват. Конденсатор 28 заряжается через резистор 30 и потенци»л его верхнего по сх(-мс по,тюса «р(з персме33ный резистор 31 подводится к б»зс Тр»Нзистора 14. По мере заряда конденс;3!()p; 28 растет ко,fëñêòoðíb!é ток тр»нзистора 14 и как только его величина достfff ff(T значения тока спрямления тиристора 15 последний открывается, вызывая срабатывание реле 19. Время от момента нажатия пальцев кисти на рычаг микропереключателя 11 до момента срабатывания реле 19 является временем выдержки двигателя привода кисти под током после выполнения движения на схват. Оно является необходимым компонентом программы испытаний, приближающим их условия к реальным условиям эксплуатации кисти и мо)кет регулироваться при помощи переменного резистора 31. При срабатывани3! реле !9 его контакTbi 20, 31BpEK tlio JBslcь, размыкают Hpf lb г)ит;)ния элементов координиру)ошей ячейки и вклк)чают пит»ние на обл)отку рсле 2!. Г1ри этом лампь, 24 и 25 гаснут, сигнализируя о том, что данная кисть выполняла движение иа схВВТ в соответствии с программой испытаний. Одновременно обесточивается реле 6„его контак1 7 H 8 803 I3p» II)3JQTc)3 в HO To;(Ho(. Il0»o)f!Pние, подготавливая ячейку к следующему циклу работы. Реле 21 своими нормально ç»мкнугыми контактами 22 разрывают цснь питания одного из двигателей 83 — 86 привода кисти, а нормально разомкнутыми контактами 23 замыкаPT vчасTок ц(пи питания реле 34 я",ейки уflp»!3.3енHH !) toKGM 3 IIB) Bbi H олo 0 1 4 реверса.

Г1осле того, TBK подооным ооразом отработают последний объект испьгганий и последняя кординирующая ячейка, будет замкнут последний участок в цепи питания реле 34. Это реле срабатывает и через свои нормально разомкнутые контакты 35 подключит конденсатор 40 к источнику питания ()3» чертеже не показан).

Блок управления блоком 3 паузы и блоком 4 реверса работает аналогично первой ступени координирующей ячейки, включающей в себя конденсатор 26, диод 32, транзистор 13 и реле 16. Поэтому замыкание контактов 35 реле 34 вызовет кратковременное срабатывание реле 37. Оно имеет две группы ко!!тактов 38 и 39 на переключение. Первая из них управляет работой блока 3 паузы, а вторая — блоком реверса. В момент срабатывания реле 37 его контакты 38 подключают конденсатор 51 через резистор 52 к источнику питания, и этот конденсатор заряжается. В момент отпускания реле 37 конденсатор 51 подключается через резистор 54 к базе составного транзистора 44 ——

45 и разряжается через этот составной транзистор и резистор 53 В момент подключения ко33денсатора 51 к базе транзистора 44 срабатывает реле 46 блока 3 паузь!. Отпускание реле 46 произойдет после того, как конденсатор 5! разрядится до такой степени, что коллекторный ток составного транзистора станет меньше тока отпускания реле. Время удержа598607 ния реле (время паузы) можно регулировать при помогци переменного резистора 53.

Г1ри срабатывании реле 46 его нормально замкнутые контакть1 47 разрывают общую цепь витания двигателей 83 — 86 приводов испытываемых объектов на время паузы, обеспечивая некоторый «отдых» последних. Одновременно нормально замкнутые контакты 48 этого реле разрывают общую цепь питания реле 19 и транзисторов 15 всех координирующих ячеек, вследствие чего обесточивается реле 19, 21 и 34. На элементы координирующих ячеек через контакты 20 подается напряжение, лам па 25 загорается, сигнализируя о том, что координируюгцая ячейка готова к следующему циклу работы. Вторая группа контактов 39 реле 37 управляет работой блока 4 реверса, выходное реле 62 которого изменяет свое состояние через такт срабатывания реле 37. Контактные группы 63 реле 62 изменяют на обратную полярность напряжение, питающее двигатель приводов. Помимо обеспечения паузы, реле 46 управляет работой ячейки 5 слежения и работой электромагнитного счетчика циклов 9.

Через контакты 49 оно управляет ячейкой 5 слежения, которая представляет собой электронное реле времени. При срабатывании и отпускании реле 46 его контакты 49 периодически подключают конденсатор 66 либо к зарядной цепи, состоящей из резисторов 67 и 68, либо к разрядному резистору 69. Г!ри этом подключение к зарядной цепи происходит в период работы приводов, а к разрядной цепи -- во время паузы.

Если в силу каких-либо причин время работы любого объекта превысит время настройки ячейки 5 слежения, устанавливаемое при помогци переменного резистора 67. то срабатывает реле 70. Контакты 71 этого реле, замыкаясь, вызовут срабатывание блока 3 паузы и выключение питания всех приводов через контакты 47, а через контакты 72 поступит напряжение на зуммер 74. По состоянию контрольных ламп 24 и 25 определяют, в каком объекте возник отказ. Так как реле 70 управляется током тиристора 65, то для последующего включения устройства нажимают кнопку 73,разрывакнцую цепь питания этого тиристора. Каждый раз, когда срабатывает реле 46, замыкаются его контакты 50, через которые подается питание на счетчик 9. Благодаря тому, что в цепь обмотки счетчика 9 включен диод 10, счетчик будет срабатывать лишь при определенной полярности поступающего на него напряжения.

Этим достигается подсчет только целых циклов движения пальцев кисти:сгибание + разгибан не.

При необходимости можно выключить один или несколько испытуемых объектов, продолжая испытания остальных. Для этого необходимо перевести тумблер 33 соответствующей координируюшей ячейки и один из выключагелей 79 — -82 соответствующего канала в положение «выключено».

Форл ула изобретения

Устройство для испытания исполнительных механизмов протезов с электроприводами, содержащее блоки паузы, реверса и счетчик циклов, отличающееся тем, что, с целью имитации реальных условий эксплуатации исполнительных механизмов и получения достоверных результатов при испытании на надежность и дол50 говечность, оно имеет блок управления, реле времени и координирующие ячейки по числу испытуемых механизмов, причем блок управления соединен с блоками паузы, реверса и координирующими ячейками, а блок паузы соединен с реле времени и счетчиком циклов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: ! . Авторское свидетельство СССР № 196249, М. кл. - А 61 В 5/04, 1967.

Устройство дает возможность контролировать стабильность во времени некоторых параметров испытуемых объектов (время движения звеньев механизма привода из одного крайнего положения в другое, величину рабочего и максимального тока двигателя привода) и техническое состояние объекта, проявляющееся в изменении нагрузки на двигатель при работе привода. Для этого к гнездам 88 и 89 подключают вход электронного осциллографа (на ÷åðтеже не показан). В этом случае оставляют работающим лишь контролируемый объект, остальные должны быть отключены от цепей управления и питания тумблерами 33 и выключателями 79 — -82 соответственно. Для калибровки чувствительности осциллографа трехпозиционный ключ 8 переводят в среднее положение и, периодически нажимая. на кнопку 78, при помощи переменного резистора 77 устанавливают выбранную величину калибровочного тока, контролируя ее по амперметру 75.

Координирующие ячейки получают сигнал о выполнении объектов движения в заданном объеме от микропереключателей, являющихся датчиками контроля выполнения заданных движений и срабатываюших при воздействии на них звеньев механизма в крайних положениях.

Каждая координирующая ячейка отключает

«свой» объект от цепей питания после выполнения им заданного объема движения и сигнализирует об этом световым индикатором.

Координирующие ячейки связаны между собой и с ячейкой управления блоком паузы и блоком реверсирования таким образом, что пау- за и реверсирование движения испытуемых объ ектов могут быть осуществлены лишь после того, как заданное программой испытаний движение будет полностью выполнено последним из испытуемых объектов, причем очередное движение звеньев всех об ьектов начинается одновременно.

Таким образом, исключается возможность рассогласования работы испытуемых объектов и сбоя программы испытаний.

598601

Составитель В. Остапчук

Те<рел О. Лугова)я Корректор П. 1) пина

Редактор Ф. Хлебников

Заказ 1463 4 I н1)а и< r 03 I I0. пи с нос

ЦИИИПИ Гг)сударствснного кг)<иитета Совета Министров ССГ? по делам изобретении и открыл ий

I 13033), Москва, Ж-33), Ри1ILI(êàÿ наб. д. 4, 5

Филин.т I I! 111 « I!атсll ) >, Г, < )кГ01)од, ул I lроектн;)и. 4