[go: up one dir, main page]

RU2702304C1 - Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand - Google Patents

Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand Download PDF

Info

Publication number
RU2702304C1
RU2702304C1 RU2018138819A RU2018138819A RU2702304C1 RU 2702304 C1 RU2702304 C1 RU 2702304C1 RU 2018138819 A RU2018138819 A RU 2018138819A RU 2018138819 A RU2018138819 A RU 2018138819A RU 2702304 C1 RU2702304 C1 RU 2702304C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cuff
activators
fixed
lead screw
drive
Prior art date
Application number
RU2018138819A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Николаевич Буров
Владимир Александрович Большаков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России")
Priority to RU2018138819A priority Critical patent/RU2702304C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2702304C1 publication Critical patent/RU2702304C1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/54—Artificial arms or hands or parts thereof
    • A61F2/58—Elbows; Wrists ; Other joints; Hands
    • A61F2/583—Hands; Wrist joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/70—Operating or control means electrical

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine. Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand comprises a base with longitudinal grooves, in which contact elements of two activators are inserted with possibility of longitudinal movement, kinematically by means of running nuts connected to a drive screw hinged on the base. One end of lead screw has right thread and the second has left thread. Contact elements of activators are spring-loaded. Lead screw is connected to the microelectro drive fixed on the base. Device comprises activator displacement sensor, wherein in the actuators microelectrodrive control channel of the first finger of an artificial hand and the activators displacement sensor, which is a feedback sensor, are connected to the adder input, at the output of which first and second pulse converters are connected, connected to power amplifier, which output is connected to electric drive of activators movement. Base is made in the form of an elastic thin-walled collar installed on the shoulder link. Lead screw is flexible and consists of two parts. Each part of the screw is made in the form of coiled turns to a coil of rigid springs of the right and left directions with pre-tensioning of turns. Middle part of lead screw is articulated with support body rigidly fixed on cuff. Screw ends are fixed hingedly in the end supports also fixed on the cuff. Running nuts of activators are made with thread corresponding to size and direction of coiling of lead screw springs. On the outer side of the device on the support housing there is a resilient limiting protective casing having the shape of a cuff and acting as a guide activator. Casing edges are connected to end supports with possibility of compensation of varying sizes at change of collar diameter, and cuff ends are secured with Velcro fastener. Drive assembly is placed outside the cuff and fixed on the forearm case. Drive assembly is made in the form of support platform, on which additional end support is fixed, with which output shaft of motor-reducer, which is fixedly fixed on support platform, is hingedly connected. Output shaft of the motor-reducer is kinematically connected to the axis of the activator displacement sensor in the form of a rotary potentiometer by means of a gear downshift. Output shaft of drive is connected by flexible shaft with lead screw of device and freely arranged in flexible guide, which is fixed on one side with end support of collar, and on other side - with end support of drive unit.
EFFECT: invention provides higher accuracy of control actions and facilitation of disabled operator convenience when performing purposeful self-service actions and putting on a prosthesis.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию и протезостроению.The invention relates to medical equipment, namely to prosthetics and prosthetics.

Известна «Система управления биоэлектрическими протезами» по патенту РФ №243142 А1, МПК A61F 2/72, содержащая искусственную кисть, блок управления перемещениями пальцев искусственной кисти, датчик давления, преобразователь силы сжатия и первый вибратор, датчик угловых перемещений (например, в виде потенциометра), укрепленный на оси шарнира первого пальца, преобразователь положения пальцев и второй вибратор, а также блок ограничения времени подачи информации.The well-known “Bioelectric prosthesis control system” according to RF patent No. 243142 A1, IPC A61F 2/72, containing an artificial brush, a control unit for the movements of the fingers of an artificial brush, a pressure sensor, a compression force transducer and a first vibrator, an angular displacement sensor (for example, in the form of a potentiometer ) mounted on the axis of the hinge of the first finger, a finger position transducer and a second vibrator, as well as a time limit unit for supplying information.

Недостатком данного устройства является то, что информация о положении или начале перемещения пальцев передается точечно в форме вибрационных сигналов двумя вибродатчиками по одному для каждого действия и не может дать инвалиду-оператору представления о взаимном позиционном расположении пальцев кисти относительно друг друга, в том числе, например, при действии за препятствием.The disadvantage of this device is that information about the position or the beginning of the movement of the fingers is transmitted pointwise in the form of vibration signals by two vibration sensors, one for each action and cannot give the disabled operator an idea of the relative positioning of the fingers relative to each other, including, for example when acting behind an obstacle.

Этот недостаток частично устранен в «Системе управления биоэлектрическим протезом» по патенту №2653820 МПК A61F 2/72This drawback is partially eliminated in the "Bioelectric prosthesis control system" according to patent No. 2653820 IPC A61F 2/72

Данная система содержит устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти. При этом устройство позиционного очувствления выполнено в виде модуля, содержащего основание с продольными пазами в которые вставлены с возможностью продольного перемещения контактные элементы двух активаторов кинематически посредством ходовых гаек соединенных с шарнирно закрепленным на основании ходовым винтом, один конец которого имеет правую, а второй левую резьбу, причем контактные элементы активаторов выполнены подпружиненными, а ходовой винт соединен с микроэлектроприводом, неподвижно закрепленным на основании, при этом один из активаторов соединен с подвижным звеном закрепленного на основании датчика перемещения активаторов, выполненного в виде потенциометра поступательного типа, а система управления модулем содержит датчик угловых перемещений (например, в виде потенциометра), укрепленный на оси шарнира первого пальца, причем в канале управления микроэлектроприводом активаторов датчик угловых перемещений первого пальца и датчик перемещения активаторов, представляющий собой датчик обратной связи, соединены со входом сумматора, на выходе которого подключены первый и второй импульсные преобразователи, соединенные с усилителем мощности, выход которого подключен к электроприводу перемещения активаторов.This system contains a positional sensing device for the mobility of the fingers of an artificial brush. In this case, the positional sensing device is made in the form of a module containing a base with longitudinal grooves into which the contact elements of the two activators are inserted kinematically by means of screw nuts connected to a lead screw pivotally mounted on the base, one end of which has a right and the second left thread, moreover, the contact elements of the activators are spring-loaded, and the lead screw is connected to a microelectric drive fixedly mounted on the base, while of the activators is connected to the movable link fixed on the basis of the activator displacement sensor, made in the form of a translational type potentiometer, and the module control system contains an angular displacement sensor (for example, in the form of a potentiometer) mounted on the axis of the hinge of the first finger, and in the control channel of the activator microelectric actuator the angular displacements of the first finger and the activator displacement sensor, which is a feedback sensor, connected to the adder input, at the output of which yucheny first and second pulse converters connected to the power amplifier, whose output is connected to the drive moving activators.

Это устройство является наиболее близким по функциональной и технической сущности и выбрано авторами в качестве прототипа.This device is the closest in functional and technical nature and is selected by the authors as a prototype.

Недостатком данного устройства является то, что ход активаторов ограничен величиной хода подвижного звена потенциометра поступательного типа, а кроме того устройство с продольным движением активаторов требует также продольного размещения модуля на приемной гильзе или на звене плеча. Данное обстоятельство конструктивно ограничивает ход активаторов, который равен, по крайней мере, размеру раскрытия пальцев кисти плюс размер зоны тактильной нечувствительности при предельном схождении активаторов.The disadvantage of this device is that the stroke of the activators is limited by the stroke of the movable link of the translational type potentiometer, and in addition, the device with the longitudinal movement of the activators also requires longitudinal placement of the module on the receiving sleeve or on the shoulder link. This circumstance constructively limits the course of activators, which is equal to at least the size of the opening of the fingers of the hand plus the size of the tactile insensitivity zone at the extreme convergence of the activators.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности управляющих действий за счет увеличения хода активаторов и, соответственно, более эффективного ощущения движения активаторов благодаря поперечной конструкции устройства в виде регулируемой манжеты, а также достижение удобства инвалида-оператора при выполнении целенаправленных действий по самообслуживанию и при надевании протеза благодаря сокращению продольного размера исполнительного механизма устройства.The objective of the invention is to increase the accuracy of control actions by increasing the stroke of the activators and, accordingly, a more effective sensation of movement of the activators due to the transverse design of the device in the form of an adjustable cuff, as well as achieving the convenience of a disabled operator when performing targeted self-care actions and when putting on the prosthesis due to reduction longitudinal size of the actuator of the device.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в устройстве позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, содержащем основание с продольными пазами в которые вставлены с возможностью продольного перемещения контактные элементы двух активаторов кинематически посредством ходовых гаек соединенных с шарнирно закрепленным на основании ходовым винтом, один конец которого имеет правую, а второй левую резьбу, причем контактные элементы активаторов выполнены подпружиненными, а ходовой винт соединен с приводным узлом, неподвижно закрепленным на основании, при этом устройство содержит также датчик перемещения активаторов, а система управления модулем содержит датчик угловых перемещений, укрепленный на оси шарнира первого пальца, причем в канале управления приводом активаторов датчик угловых перемещений первого пальца и датчик перемещения активаторов, представляющий собой датчик обратной связи, соединены со входом сумматора, на выходе которого подключены первый и второй импульсные преобразователи, соединенные с усилителем мощности, выход которого подключен к электроприводу перемещения активаторов, предлагается основание выполнить в виде упругой тонкостенной манжеты, установленной на звене плеча, ходовой винт выполнить гибким, составным из двух частей, причем каждую его часть выполнить в виде навитых виток к витку жестких пружин правого и левого направления с предварительным натяжением витков, среднюю часть ходового винта соединить шарнирно с опорным корпусом, неподвижно закрепленным на манжете, а концы винта закрепить шарнирно в концевых опорах, также неподвижно закрепленных на манжете, при этом ходовые гайки активаторов выполнить с резьбой соответствующей размеру и направлению навивки пружин ходового винта, при этом с внешней стороны устройства на опорном корпусе закрепить упругий ограничительный защитный кожух, имеющий форму манжеты и выполняющий функцию направляющей активаторов, причем края кожуха соединить с концевыми опорами с возможностью компенсации изменяющихся размеров при изменении диаметра манжеты, а на концах манжеты закрепить застежку типа «велкро», кроме того предлагается приводной узел вынести за пределы манжеты и закрепить на гильзе предплечья, причем выполнить его в виде опорной площадки, на которой закрепить дополнительную концевую опору, с которой шарнирно соединить выходной вал мотор-редуктора, неподвижно закрепленного на опорной площадке, при этом выходной вал мотор-редуктора, кинематически посредством зубчатой понижающей передачи соединить с осью датчика перемещения активаторов, выполненного в виде поворотного потенциометра, при этом выходной вал привода соединить гибким валом с ходовым винтом устройства и свободно разместить его в гибкой направляющей, которую с одной стороны неподвижно соединить с концевой опорой манжеты, а с другой - с концевой опорой приводного узла.The technical result of the task is achieved by the fact that in the positional sensing device for the mobility of the fingers of an artificial brush, containing a base with longitudinal grooves into which the contact elements of two activators are inserted kinematically by means of screw nuts connected to a lead screw pivotally mounted on the base, one end of which has the right and the second left threads, and the contact elements of the activators are spring-loaded, and the lead screw is connected to the drive unit is fixedly mounted on the base, while the device also contains an activator displacement sensor, and the module control system contains an angular displacement sensor mounted on the axis of the hinge of the first finger, wherein the angular displacement sensor of the first finger and the activator displacement sensor, representing a feedback sensor, connected to the input of the adder, the output of which is connected to the first and second pulse converters connected to a power amplifier , the output of which is connected to an actuator displacement actuator, it is proposed that the base be made in the form of an elastic thin-walled cuff mounted on a shoulder link, the lead screw is made flexible, composed of two parts, each of which is made in the form of wound coils to the coil of hard springs of the right and left directions with pre-tensioning the turns, connect the middle part of the lead screw pivotally with the support body, fixedly mounted on the cuff, and fix the ends of the screw pivotally in the end supports, also fixed fixed on the cuff, in this case the activator driving nuts should be threaded corresponding to the size and direction of winding of the spindle springs, while on the outside of the device on the supporting body fasten an elastic restrictive protective casing having the form of a cuff and acting as an activator guide, and connect the edges of the casing with end supports with the ability to compensate for changing sizes when changing the diameter of the cuff, and fasten the Velcro fastener at the ends of the cuff; move the drive unit out of the cuff and fix it on the sleeve of the forearm, and make it in the form of a support platform, on which to fix an additional end support, with which the output shaft of the gearmotor is fixedly mounted on the support platform, while the output shaft of the gearmotor , kinematically connect via a gear reduction gear to the axis of the activator displacement transducer, made in the form of a rotary potentiometer, and connect the output shaft of the drive with a flexible shaft to the lead screw device and freely place it in a flexible guide, which on one side is fixedly connected to the end support of the cuff, and on the other hand, to the end support of the drive unit.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства позиционного очувствления, а на фиг. 2 - структурная схема системы управления позиционным очувствлением со схемой размещения приводного узла на гильзе предплечья посредством гибкого вала с гибкой направляющей.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a kinematic diagram of a position sensing device, and FIG. 2 is a structural diagram of a positional sensing control system with a drive unit arrangement on a forearm sleeve by means of a flexible shaft with a flexible guide.

Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, содержит упругую тонкостенную манжету 1 с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения контактные элементы двух активаторов 2 и 3, кинематически посредством ходовых гаек соединенных с шарнирно закрепленным на манжете ходовым винтом 4, один конец которого имеет правую, а второй левую резьбу, причем контактные элементы 5 и 6 активаторов выполнены подпружиненными, а ходовой винт 4 выполнен гибким, составным из двух частей, причем каждая его часть выполнена в виде навитых виток к витку жестких пружин правого и левого направления с предварительным натяжением витков. Средняя часть ходового винта 4 соединена шарнирно с опорным корпусом 7, неподвижно закрепленным на манжете, а концы ходового винта 4 закреплены шарнирно в концевых опорах 8, 9, также неподвижно закрепленных на манжете, при этом ходовые гайки активаторов выполнены с резьбой соответствующей размеру и направлению навивки пружин ходового винта 4.The device for positional sensing the mobility of the fingers of an artificial brush, contains an elastic thin-walled cuff 1 with longitudinal grooves, into which the contact elements of two activators 2 and 3 are inserted with the possibility of longitudinal movement, kinematically by means of spindle nuts connected to the spindle pivotally mounted on the cuff 4, one end of which has the right and second left threads, and the contact elements 5 and 6 of the activators are spring-loaded, and the lead screw 4 is made flexible, composed of two parts, ach part is formed as a wound coil springs to a coil of rigid right and left direction with a preload turns. The middle part of the lead screw 4 is pivotally connected to the support housing 7, fixedly mounted on the cuff, and the ends of the lead screw 4 are pivotally mounted in the end supports 8, 9, also fixedly mounted on the cuff, while the actuator nuts are made with threads corresponding to the size and direction of winding spindle springs 4.

С внешней стороны устройства на опорном корпусе 7 закреплен упругий ограничительный защитный кожух 10, имеющий форму манжеты и выполняющий функцию направляющей активаторов, причем края кожуха соединены с концевыми опорами 8 и 9 с возможностью компенсации изменяющихся размеров при изменении диаметра манжеты, а на концах манжеты закреплена застежка 11 типа «велкро».On the outside of the device, an elastic restrictive protective casing 10 is fixed on the support casing 10, having the form of a cuff and acting as a guide of activators, the edges of the casing being connected to end supports 8 and 9 with the possibility of compensating for changing sizes when changing the diameter of the cuff, and a fastener is fixed at the ends of the cuff 11 type "Velcro".

Приводной узел 12 устройства вынесен за пределы манжеты и закреплен, на гильзе предплечья 13, причем он содержит опорную площадку 14, на которой закреплена концевая опора 15, с которой шарнирно соединен выходной вал мотор-редуктора 16, неподвижно закрепленного на опорной площадке, при этом выходной вал мотор-редуктора, кинематически посредством зубчатой понижающей передачи 17 соединен с осью датчика перемещения активаторов 18, выполненного в виде поворотного потенциометра, при этом выходной вал привода соединен гибким валом 19 с ходовым винтом 4 устройства и свободно размещен в гибкой направляющей 20, которая с одной стороны неподвижно соединиена с концевой опорой манжеты, а с другой - с концевой опорой 15 приводного узла.The drive unit 12 of the device is outside the cuff and mounted on the sleeve of the forearm 13, and it contains a support platform 14, on which is fixed the end support 15, which is pivotally connected to the output shaft of the gear motor 16, fixedly mounted on the support platform, while the output the shaft of the geared motor kinematically by means of a gear reduction gear 17 is connected to the axis of the activator displacement sensor 18, made in the form of a rotary potentiometer, while the output shaft of the drive is connected by a flexible shaft 19 with a spindle 4 device and is freely placed in a flexible guide 20, which on one side is fixedly connected to the end support of the cuff, and on the other hand, to the end support 15 of the drive unit.

В канале управления микроэлектроприводом активаторов датчик угловых перемещений 21 первого пальца искусственной кисти 22 и датчик перемещения активаторов 18, представляющий собой датчик обратной связи, соединены со входом сумматора 23, на выходе которого подключены первый и второй импульсные преобразователи 24 и 25, соединенные с усилителем мощности 26, выход которого подключен к мотор-редуктору 16 перемещения активаторов, соединенного с помощью гибкого вала 19 с ходовым винтом 4 исполнительного механизма устройства. Позиции 23, 24, 25 и 26 составляют электронный блок управления 27.In the control channel of the activators microelectric drive, the angular displacement sensor 21 of the first finger of the artificial brush 22 and the activator displacement sensor 18, which is a feedback sensor, are connected to the input of the adder 23, the output of which is connected to the first and second pulse converters 24 and 25 connected to the power amplifier 26 the output of which is connected to a gear motor 16 for activator movement, connected by a flexible shaft 19 to the spindle 4 of the actuator of the device. Positions 23, 24, 25 and 26 constitute the electronic control unit 27.

Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти работает следующим образом.The device positional sensation of the mobility of the fingers of an artificial brush works as follows.

В исходном состоянии пальцы искусственной кисти 22 сомкнуты. При подаче сигналов управления перемещением пальцев искусственной кисти пальцы приходят в движение на раскрытие, В процессе движения пальцев кисти датчик 21 угла поворота первого пальца регистрирует позиционное положение пальцев кисти. Этот сигнал направляется на сумматор 23 канала управления мотор-редуктором 16 устройства позиционного очувствления, одновременно на сумматор направляется сигнал от датчика 18 перемещения активаторов, являющегося датчиком отрицательной обратной связи в канале управления мотор-редуктором 16 устройства позиционного очувствления. Далее от сумматора 23 разность сигналов поступает на импульсные преобразователи 24 и 25, а затем на усилитель мощности 26, подключенный к мотор-редуктору 16, который вращает в ту или другую сторону ходовой винт 4, с одной стороны которого имеется правая, а с другой левая навивка пружин. Вращение винта приводит в поступательное движение активаторы 2 и 3, которые кинематически соединены с ним посредством ходовых гаек.In the initial state, the fingers of the artificial brush 22 are closed. When applying control signals for the movement of the fingers of an artificial brush, the fingers are set in motion for opening. During the movement of the fingers of the brush, the rotation angle sensor 21 of the first finger registers the positional position of the fingers of the brush. This signal is sent to the adder 23 of the control channel of the gearmotor 16 of the positional sensing device, while the signal from the activator displacement sensor 18, which is a negative feedback sensor in the control channel of the gearmotor 16 of the positional sensing device, is sent to the adder. Further, from the adder 23, the signal difference is fed to the pulse converters 24 and 25, and then to the power amplifier 26 connected to the gear motor 16, which rotates the spindle 4 in one direction or another, on the one side of which there is a right and on the other left winding springs. The rotation of the screw drives the activators 2 and 3, which are kinematically connected to it by means of the driving nuts.

Приводной узел 12 вынесенный за пределы манжеты и закрепленный, на гильзе 13 предплечья вращает гибкий вал 19 соединенный с ходовым винтом устройства, при этом гибкий вал свободно размещен в гибкой направляющей 20, которая с одной стороны соединена с концевой опорой 8 манжеты, а с другой - с концевой опорой 15 приводного узла.The drive unit 12 is extended outside the cuff and mounted on the sleeve 13 of the forearm rotates the flexible shaft 19 connected to the spindle of the device, while the flexible shaft is freely placed in the flexible guide 20, which is connected to the end support 8 of the cuff on the one hand, and on the other with end support 15 of the drive unit.

Перемещение активаторов происходит синхронно с движением пальцев искусственной кисти. Инвалид-оператор ощущает встречное или разнонаправленное движение контактных элементов 5 и 6, благодаря чему в системе управления реализуется позиционная обратная связь.Activators move synchronously with the movement of the fingers of an artificial brush. The disabled operator feels the oncoming or multidirectional movement of the contact elements 5 and 6, so that positional feedback is implemented in the control system.

Устройство позиционного очувствления позволяет инвалиду-оператору в естественном режиме получить информацию о положении пальцев кисти, о начале движения, окончании движения и процессе самого движения, в том числе, например, при действии за препятствием. Устройство может быть рекомендовано для пользования слабовидящими инвалидами с ампутационными дефектами верхней конечности.The positional sensing device allows the disabled operator to in natural mode receive information about the position of the fingers of the hand, about the start of movement, the end of movement and the process of movement itself, including, for example, when acting behind an obstacle. The device can be recommended for use by visually impaired people with amputation defects of the upper limb.

Положительный эффект заявляемого изобретения заключается в следующем: повышается точность координации позиционного положения пальцев, благодаря чему сокращается время выполнения рабочих операций при выполнении целенаправленных действий, упрощается устройство исполнительного механизма позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, обеспечивается удобство пользования протезом при самообслуживании, При этом устройство позиционного очувствления может быть использовано как в электромеханических протезах рук, так и механических.The positive effect of the claimed invention is as follows: the accuracy of coordination of the positional position of the fingers is improved, which reduces the time for performing work operations when performing targeted actions, simplifies the arrangement of the actuator of the positional sensation of the mobility of the fingers of an artificial brush, provides the convenience of using the prosthesis during self-service, while the positional sensing device can be used as in electromechanical prostheses of hands, ak and mechanical.

При необходимости приводной узел может быть установлен непосредственно на манжете.If necessary, the drive unit can be mounted directly on the cuff.

Кроме того установка приводного узла непосредственно на манжете или вынос его, например, на гильзу предплечья или наплечник (в протезе плеча) делает устройство универсальным, поскольку может быть использовано при различных уровнях ампутации и вариантах конструктивного исполнения протеза.In addition, the installation of the drive unit directly on the cuff or its removal, for example, on the sleeve of the forearm or shoulder (in the shoulder prosthesis) makes the device universal, since it can be used at various levels of amputation and versions of the design of the prosthesis.

Claims (1)

Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, содержащее основание с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения контактные элементы двух активаторов, кинематически посредством ходовых гаек соединенных с шарнирно закрепленным на основании ходовым винтом, один конец которого имеет правую, а второй левую резьбу, причем контактные элементы активаторов выполнены подпружиненными, а ходовой винт соединен с микроэлектроприводом, неподвижно закрепленным на основании, при этом устройство содержит также датчик перемещения активаторов, причем в канале управления микроэлектроприводом активаторов датчик угловых перемещений первого пальца искусственной кисти и датчик перемещения активаторов, представляющий собой датчик обратной связи, соединены с входом сумматора, на выходе которого подключены первый и второй импульсные преобразователи, соединенные с усилителем мощности, выход которого подключен к электроприводу перемещения активаторов, отличающееся тем, что основание выполнено в виде упругой тонкостенной манжеты, установленной на звене плеча, ходовой винт выполнен гибким, составным из двух частей, причем каждая его часть выполнена в виде навитых виток к витку жестких пружин правого и левого направления с предварительным натяжением витков, средняя часть ходового винта соединена шарнирно с опорным корпусом, неподвижно закрепленным на манжете, а концы винта закреплены шарнирно в концевых опорах, также неподвижно закрепленных на манжете, при этом ходовые гайки активаторов выполнены с резьбой, соответствующей размеру и направлению навивки пружин ходового винта, при этом с внешней стороны устройства на опорном корпусе закреплен упругий ограничительный защитный кожух, имеющий форму манжеты и выполняющий функцию направляющей активаторов, причем края кожуха соединены с концевыми опорами с возможностью компенсации изменяющихся размеров при изменении диаметра манжеты, а на концах манжеты закреплена застежка типа «велкро», кроме того приводной узел вынесен за пределы манжеты и закреплен на гильзе предплечья, причем он выполнен в виде опорной площадки, на которой закреплена дополнительная концевая опора, с которой шарнирно соединен выходной вал мотор-редуктора, неподвижно закрепленного на опорной площадке, при этом выходной вал мотор-редуктора, кинематически посредством зубчатой понижающей передачи соединен с осью датчика перемещения активаторов, выполненного в виде поворотного потенциометра, причем выходной вал привода соединен гибким валом с ходовым винтом устройства и свободно размещен в гибкой направляющей, которая с одной стороны неподвижно соединена с концевой опорой манжеты, а с другой - с концевой опорой приводного узла.A device for positionally sensing the mobility of the fingers of an artificial brush, containing a base with longitudinal grooves, into which the contact elements of two activators are inserted with the possibility of longitudinal movement, kinematically by means of screw nuts connected to a lead screw pivotally mounted on the base, one end of which has a right and the second left thread, moreover, the contact elements of the activators are spring-loaded, and the lead screw is connected to a microelectric drive fixedly mounted on the base, with This device also contains a sensor for moving activators, and in the control channel of the microelectric actuators, the sensor for angular movements of the first finger of the artificial brush and the sensor for moving activators, which is a feedback sensor, are connected to the input of the adder, the output of which is connected to the first and second pulse converters connected to the amplifier power, the output of which is connected to an electric actuator displacement actuator, characterized in that the base is made in the form of elastic thinness cuff mounted on the shoulder link, the lead screw is flexible, composed of two parts, each of which is made in the form of wound coils to the coil of hard springs of the right and left directions with prestressing of the coils, the middle part of the screw is pivotally connected to the supporting body, fixed on the cuff, and the ends of the screw pivotally mounted in the end supports, also fixedly mounted on the cuff, while the actuator running nuts are made with a thread corresponding to the size and direction of the winding ki of the springs of the lead screw, while on the outside of the device, an elastic restrictive protective casing is fixed on the support body, having the form of a cuff and acting as a guide of activators, the edges of the casing being connected to end supports to compensate for changing sizes when changing the diameter of the cuff, and at the ends of the cuff a Velcro fastener is fixed, in addition, the drive unit is moved outside the cuff and is fixed on the sleeve of the forearm, and it is made in the form of a support platform on which it is fixed an additional end support, to which the output shaft of the gearmotor is fixedly mounted on the supporting platform, pivotally connected with the output shaft of the gearmotor, kinematically via a gear reduction gear connected to the axis of the activator displacement transducer, made in the form of a rotary potentiometer, and the output drive shaft connected by a flexible shaft to the spindle of the device and freely placed in a flexible guide, which is fixedly connected to the end support of the cuff on one side and to the end on the other oh support the drive assembly.
RU2018138819A 2018-11-02 2018-11-02 Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand RU2702304C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138819A RU2702304C1 (en) 2018-11-02 2018-11-02 Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138819A RU2702304C1 (en) 2018-11-02 2018-11-02 Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2702304C1 true RU2702304C1 (en) 2019-10-07

Family

ID=68171056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018138819A RU2702304C1 (en) 2018-11-02 2018-11-02 Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2702304C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213759U1 (en) * 2022-04-19 2022-09-28 Общество с ограниченной ответственностью "Миолимб" (ООО "Миолимб") Dual channel tactile device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU243142A1 (en) * А. Ю. Шнейдер , С. Соловьев BIO-ELECTRIC PROTESIS MANAGEMENT SYSTEM
US20070021841A1 (en) * 2005-03-24 2007-01-25 Bloorview Kids Rehab, A Corporation Registered Under The Ontario Corporations Act Joint for prosthesis
RU2615278C2 (en) * 2015-07-08 2017-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (ФГБУ "СПбНЦЭПР им. Альбрехта Минтруда России") Forearm prosthesis
RU2653820C2 (en) * 2016-05-25 2018-05-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (ФГБУ "СПбПЦЭНР им. Альбрехта Минтруда России") Bioelectrical prosthesis control system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU243142A1 (en) * А. Ю. Шнейдер , С. Соловьев BIO-ELECTRIC PROTESIS MANAGEMENT SYSTEM
SU278023A1 (en) * А. Ю. Шнейдер, Д. М. Иоффе, Е. П. Пол Л. С. Соловьев Е. А. Широкова MANAGEMENT SYSTEM OF BIOELECTRIC PROTESES OF UPPER LIMITS
US20070021841A1 (en) * 2005-03-24 2007-01-25 Bloorview Kids Rehab, A Corporation Registered Under The Ontario Corporations Act Joint for prosthesis
RU2615278C2 (en) * 2015-07-08 2017-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (ФГБУ "СПбНЦЭПР им. Альбрехта Минтруда России") Forearm prosthesis
RU2653820C2 (en) * 2016-05-25 2018-05-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (ФГБУ "СПбПЦЭНР им. Альбрехта Минтруда России") Bioelectrical prosthesis control system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213759U1 (en) * 2022-04-19 2022-09-28 Общество с ограниченной ответственностью "Миолимб" (ООО "Миолимб") Dual channel tactile device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2723458B1 (en) An apparatus and method for rehabilitating an injured limb
SE542072C2 (en) A device for pivoting a body member around a joint
Sui et al. Design of a wearable upper-limb exoskeleton for activities assistance of daily living
CN109009883A (en) Multifunctional hand rehabilitation training device
Burns et al. Towards a wearable hand exoskeleton with embedded synergies
JP2011529760A (en) Robot arm that controls the movement of human arm
CN111479543A (en) Massage device
JP2010082342A (en) Auxiliary actuator for finger
CN108670729B (en) Exoskeleton robot
Tang et al. An exoskeleton system for hand rehabilitation driven by shape memory alloy
JP2017087415A (en) Joint assembly and motion assistance device comprising the same
CN110101546B (en) Wearable portable flexible rope drives upper limbs rehabilitation training robot
CN110037890B (en) An exoskeleton robot for hand function rehabilitation based on double four-bar mechanism
CN109464265A (en) An upper limb rehabilitation robot based on rigid-flexible coupling system
CN110812104A (en) Arm exoskeleton rehabilitation system based on virtual reality
CN113613613B (en) Ball joint fixation bracket
RU2653820C2 (en) Bioelectrical prosthesis control system
RU2702304C1 (en) Device for positional sensing of movability of fingers of an artificial hand
RU184908U1 (en) Device for treating elbow joint contractures of traumatic and non-traumatic genesis
CN113146584B (en) Wearable serial-parallel exoskeleton mechanical arm and operation method thereof
Jarrassé et al. Design and acceptability assessment of a new reversible orthosis
US8491665B2 (en) Skin stretch tactile feedback device
RU138420U1 (en) DEVICE FOR DEVELOPING ELECTRONIC JOINT CONTRACTURES
Petre et al. Pneumatic muscle actuated wrist rehabilitation equipment based on the fin ray principle
Troncossi et al. Feasibility study of a hand exoskeleton for rehabilitation of post-stroke patients

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201103