RU160806U1 - HAND PROSTHESIS - Google Patents
HAND PROSTHESIS Download PDFInfo
- Publication number
- RU160806U1 RU160806U1 RU2015142115/14U RU2015142115U RU160806U1 RU 160806 U1 RU160806 U1 RU 160806U1 RU 2015142115/14 U RU2015142115/14 U RU 2015142115/14U RU 2015142115 U RU2015142115 U RU 2015142115U RU 160806 U1 RU160806 U1 RU 160806U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thumb
- fingers
- base
- cable
- cables
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Протез кисти руки, характеризующийся тем, что включает механическую кисть, содержащую ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами с каналами, через которые протянуты тросы, концы которых закреплены на верхних фалангах, и каналами, через которые протянуты резинки, пережатые винтами в каждой фаланге, четыре пальца объединены попарно посредством системы тросов и двух шкивов, объединенных посредством тросов и третьего шкива, который объединен с большим пальцем посредством тросов и четвертого шкива, соединенного посредством троса с узлом натяжения тросов, в основании большого пальца выполнен выступ, на который установлено основание большого пальца с зубчиками, зафиксированными на выступе посредством пружины и кнопки, расположенными в полости кисти напротив основания большого пальца.A prosthetic hand, characterized in that it includes a mechanical hand containing a palm, artificial fingers formed by articulated phalanges with channels through which cables are stretched, the ends of which are attached to the upper phalanges, and channels through which gum is stretched, pinched by screws in each phalanx , four fingers combined in pairs by means of a cable system and two pulleys combined by cables and a third pulley, which is combined with a thumb by cables and a fourth pulley connected On the base of the thumb, a protrusion is made by means of a cable with a cable tensioning unit, on which the base of the thumb is mounted with teeth fixed on the protrusion by means of a spring and a button located in the cavity of the hand opposite the base of the thumb.
Description
Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к управляемым протезам кистей рук. Предлагаемый протез предназначен для детей и взрослых со степенью ампутации от пальцев до предплечья. Также он подходит пациентам с врожденными дефектами кисти и недоразвития пальцев.The utility model relates to the field of medical technology, namely to controlled prostheses of the hands. The proposed prosthesis is intended for children and adults with a degree of amputation from fingers to forearm. It is also suitable for patients with congenital defects of the hand and underdevelopment of the fingers.
Из уровня техники известны следующие технические решения.The following technical solutions are known from the prior art.
Известна механическая кисть (патент РФ №2245120, опубликован 27.01.2005), содержащая ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными пустотелыми фалангами, жилки для сжимания искусственных пальцев в кулак и возвратные пружинки для выпрямления искусственных пальцев. Механическая кисть также содержит храповое колесо со шкивом, расположенным под храповым колесом, и имеющим проточку по периметру для размещения пучка жилок, собачку храповика, вороток для поворачивания храпового колеса и фиксатор для удерживания собачки. При этом жилки для сжимания искусственных пальцев в кулак закреплены в концах верхних фаланг, пропущены внутри искусственных пальцев, проходят в шкиве храпового колеса и закреплены в манжете, выполненной с возможностью установки выше локтевого сустава. Причем искусственные пальцы выполнены с возможностью сжимания в кулак при сгибании руки или повороте шкива с помощью воротка за счет натяжения жилок и с возможностью выпрямления за счет возвратных пружинок, при выпрямлении руки или при выведении собачки из зацепления с зубом храпового колеса.Known mechanical brush (RF patent No. 22515120, published January 27, 2005), containing a palm, artificial fingers formed by articulated hollow phalanges, veins for clenching artificial fingers into a fist and return springs for straightening artificial fingers. The mechanical brush also contains a ratchet wheel with a pulley located under the ratchet wheel and having a perimeter groove to accommodate a bundle of veins, a ratchet dog, a ratchet for turning the ratchet wheel and a latch for holding the dog. At the same time, the veins for clenching the artificial fingers into a fist are fixed at the ends of the upper phalanges, skipped inside the artificial fingers, pass in the pulley of the ratchet wheel and are fixed in a cuff made with the possibility of installation above the elbow joint. Moreover, the artificial fingers are made with the possibility of clenching into a fist when bending the arm or turning the pulley with the help of a collar due to tension of the veins and with the possibility of straightening due to return springs, when straightening the arm or when the dog is disengaged from the ratchet tooth.
Недостатком указанной механической кисти является то, что все пальцы сжимаются одинаково и протез имеет одну форму захвата, без адаптации под определенную форму захватываемого предмета.The disadvantage of this mechanical brush is that all fingers are compressed in the same way and the prosthesis has one grip shape, without adapting to a specific shape of the grip item.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является протез кисти руки (патент Германии №19755465, опубликован 17.06.1999) в котором четыре пальца объединены попарно посредством системы тросов и шкивов (указательный со средним, безымянный с мизинцем), обе пары пальцев объединены в одну группу посредством третьего шкива и тросов, который, в свою очередь, объединен со шкивом большого пальца посредством тросов и четвертого шкива, от которого тянется трос, который посредством механического привода приводит в действие всю систему захвата, адаптируемого к форме захватываемого предмета. Такая система обеспечивает движение каждого пальца независимо от остальных.The closest analogue of the proposed technical solution is a hand prosthesis (German patent No. 19755465, published June 17, 1999) in which four fingers are connected in pairs by a system of cables and pulleys (index with middle, ring and little fingers), both pairs of fingers are combined into one group by the third pulley and cables, which, in turn, is combined with the thumb pulley via cables and the fourth pulley, from which the cable stretches, which, through a mechanical drive, drives the entire system beyond grip, adaptable to the shape of the captured object. Such a system provides the movement of each finger, regardless of the rest.
Недостатком известного решения является выполнение фаланг пальцев полыми за счет чего нагрузка от троса передается неравномерно по всему пальцу, а также отсутствие механизма поворота большого пальца, что позволяет выполнять с помощью описанного протеза ограниченное количество манипуляций Кроме того, функция захвата осуществляется с помощью гидравлики или пневматики, что усложняет конструкцию и есть вероятность выхода ее из строя. У известного решения протез подходит для людей со степенью ампутации выше лучезапястного сустава.A disadvantage of the known solution is that the phalanges of the fingers are hollow, due to which the load from the cable is transmitted unevenly throughout the finger, as well as the lack of a thumb turning mechanism, which allows a limited number of manipulations to be performed using the described prosthesis. In addition, the gripping function is carried out using hydraulics or pneumatics, which complicates the design and there is a probability of its failure. In the known solution, the prosthesis is suitable for people with a degree of amputation above the wrist joint.
Технический результат заключается в повышении эффективности адаптивного захвата предметов любой формы за счет того, что увеличивается количество типов или видов захвата.The technical result consists in increasing the efficiency of adaptive capture of objects of any shape due to the fact that the number of types or types of capture increases.
Заявленный технический результат достигается за счет конструкции протеза кисти руки, включающего механическую кисть, содержащую ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами с каналами, через которые протянуты тросы, концы которых закреплены на верхних фалангах, и каналами, через которые протянуты резинки, пережатые винтами в каждой фаланге, четыре пальца объединены попарно посредством системы тросов и двух шкивов, объединенных посредством тросов и третьего шкива, который объединен с большим пальцем посредством тросов и четвертого шкива, соединенного посредством троса с узлом натяжения тросов, в основании большого пальца выполнен выступ, на который установлено основание большого пальца с зубчиками, зафиксированными на выступе посредством пружины и кнопки, расположенными в полости кисти напротив основания большого пальца.The claimed technical result is achieved due to the design of the prosthesis of the wrist, including a mechanical wrist containing the palm, artificial fingers formed by articulated phalanges with channels through which cables are stretched, the ends of which are fixed to the upper phalanges, and channels through which gum is stretched, pinched by screws in each phalanx, four fingers are combined in pairs by means of a cable system and two pulleys combined by cables and a third pulley, which is combined with the thumb posr dstvom cables and fourth pulley connected to the node via a cable rope tension at the base of the thumb ledge is formed on which the base of the thumb is set with teeth, fixed to the projection by a spring and a button disposed in the brush cavity opposite the base of the thumb.
Фаланги выполнены не полыми, как в аналогичных конструкциях, а сплошными с каналами небольшого диаметра, а тросы в пальцах проходят в каналах, выполненных в фалангах, причем диаметр каналов немного больше диаметра троса. Положительный эффект заключается в том, что нагрузка от троса передается равномерно всем фалангам, что улучшает захват и увеличивает ресурс работы пальцев.The phalanges are made not hollow, as in similar constructions, but continuous with channels of small diameter, and the cables in the fingers pass through the channels made in phalanges, and the diameter of the channels is slightly larger than the diameter of the cable. The positive effect is that the load from the cable is transmitted evenly to all the phalanges, which improves grip and increases the life of the fingers.
В предлагаемом протезе используется антропоморфная конструкция привода пальцев. Принцип сгибания пальца такой же, как и у человека: когда мышца сокращается, тянется сухожилие и палец сгибается. Аналогично через фаланги проходит трос, потянув за который, можно согнуть палец. Во многих конструкциях для привода пальцев и изменения их положения используются не тросы, а пластины или другие жесткие элементы и соединения. За счет того, что в предлагаемом протезе используются тросы, каждый палец при захвате может принимать любую форму, соответствующую форме захватываемого предмета, а при использовании жестких элементов у каждого пальца есть только одна заданная форма захвата и траектория движения.The proposed prosthesis uses an anthropomorphic finger drive design. The principle of flexion of the finger is the same as in humans: when the muscle contracts, the tendon stretches and the finger flexes. Similarly, a cable passes through the phalanges, pulling which you can bend your finger. In many designs, to drive the fingers and change their position, not cables are used, but plates or other rigid elements and joints. Due to the fact that the proposed prosthesis uses cables, each finger during capture can take any shape corresponding to the shape of the captured object, and when using rigid elements, each finger has only one predetermined shape of capture and a trajectory of movement.
Для возврата пальцев в исходное положение в каждой фаланге пальца выполнены каналы, через которые проходит резинка. При сгибании пальца, резинка натягивается и возвращает палец в исходное положение. Отличительная особенность - это винты в каждой фаланге, пережимающие резинку, образуя три участка резинки между винтами. С помощью винтов на каждом участке резинки создается и фиксируется разная степень натяжения, за счет чего можно настраивать и изменять траекторию движения пальцев, что увеличивает удобство при эксплуатации протеза, его надежность и увеличивает качество захвата.To return the fingers to their original position in each phalanx of the finger channels are made through which the elastic passes. When bending the finger, the elastic stretches and returns the finger to its original position. A distinctive feature is the screws in each phalanx, pinching the gum, forming three sections of gum between the screws. Using screws, a different degree of tension is created and fixed on each section of the gum, due to which it is possible to adjust and change the trajectory of the fingers, which increases the ease of use of the prosthesis, its reliability and increases the quality of the grip.
Возможность поворота большого пальца обеспечивается за счет того, что в основании большого пальца выполнен выступ, на который установлено основание большого пальца с зубчиками, зафиксированными на выступе посредством пружины и кнопки, расположенными в полости кисти напротив основания. Основание большого пальца поворачивается вокруг оси поворота большого пальца. Для того чтобы повернут основание большого пальца вокруг оси: необходимо нажать кнопку и вытащить ее из зубчиков основания большого пальца и повернуть на необходимый угол основание большого пальца. После поворота основания большого пальца, необходимо отпустить кнопку и она под воздействием возвратной пружины вернется в исходное положение, вклинится между зубчиками основания большого пальца и заблокирует основание большого пальца в выбранном положении. Благодаря повороту большого пальца вокруг оси поворота у него появляется дополнительная степень свободы, что приводит к увеличению количества возможных захватов в четыре раза по сравнению с протезами в которых нет возможности повернуть большой палец относительно кисти.The possibility of turning the thumb is provided due to the fact that a protrusion is made at the base of the thumb, on which the base of the thumb is mounted with teeth fixed on the protrusion by means of a spring and a button located in the cavity of the brush opposite the base. The base of the thumb rotates around the axis of rotation of the thumb. In order to turn the base of the thumb around the axis: you need to press the button and pull it out of the teeth of the base of the thumb and rotate the base of the thumb to the desired angle. After turning the base of the thumb, you must release the button and it will return to its original position under the influence of the return spring, wedge between the teeth of the base of the thumb and block the base of the thumb in the selected position. Due to the rotation of the thumb around the axis of rotation, it has an additional degree of freedom, which leads to an increase in the number of possible grips by four times compared with prostheses in which it is not possible to rotate the thumb relative to the brush.
Соединение пальцев посредством системы тросов и шкивов обеспечивает автоматическую адаптацию захвата под форму предмета. С помощью нее, каждый палец работает независимо от остальных. Если форма предмета будет сложной (изогнутой, с резкими перепадами высоты) или предмет будет маленький, то известные тяговые протезы не могут их хорошо и надежно захватить и удерживать. Это происходит потому, что угол поворота всех пальцев одинаковый и если, например, один палец упирается в предмет и не может двигаться, то все остальные пальцы тоже перестают двигаться, не войдя в контакт с предметом. С системой автоматической адаптации захвата протез работает как живая рука. Если во время захвата один из пальцев упирается в предмет, то он останавливается, а остальные пальцы продолжают сгибаться пока не упрутся в предмет. Когда все пальцы контактируют с предметом, то они все сжимают предмет с одинаковым усилием. Благодаря этому, данным протезом можно захватить и надежно удерживать предмет любой формы.The connection of the fingers through a system of cables and pulleys provides automatic adaptation of the grip to the shape of the subject. With it, each finger works independently of the rest. If the shape of the subject is complex (curved, with sharp changes in height) or the subject is small, then well-known traction prostheses cannot grasp and hold them well and reliably. This is because the rotation angle of all fingers is the same and if, for example, one finger rests on an object and cannot move, then all other fingers also stop moving without coming into contact with the object. With a system for automatically adapting the gripper, the prosthesis works like a living arm. If during capture one of the fingers rests on the object, then it stops, and the remaining fingers continue to bend until they rest against the object. When all fingers are in contact with the object, they all compress the object with the same effort. Due to this, this prosthesis can capture and securely hold an object of any shape.
Предлагаемый вариант протеза с функцией захвата при сгибании лучезапястного сустава подходит для людей со степенью ампутации от одного до всех пальцев или части кисти до лучезапястного сустава, в связи с этим установка протеза возможна для большего количества людей, по сравнению с аналогами.The proposed version of the prosthesis with a gripping function when bending the wrist joint is suitable for people with a degree of amputation from one to all fingers or part of the hand to the wrist joint, in this regard, the installation of the prosthesis is possible for more people, compared with analogues.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.Next, the solution is illustrated by reference to the figures, which show the following.
Фиг. 1 - общий вид протеза кисти руки.FIG. 1 - a general view of the prosthesis of the hand.
Фиг. 2 - палец с каналами для тросов.FIG. 2 - a finger with channels for cables.
Фиг. 3 - общий вид протеза кисти руки, работающего за счет движения лучезапястного сустава.FIG. 3 - a general view of the prosthesis of the hand, working due to the movement of the wrist joint.
Фиг. 4 - общий вид протеза кисти руки, работающего за счет электромотора.FIG. 4 - a general view of the prosthesis of a hand working due to an electric motor.
Фиг. 5 - палец с каналами для резинки.FIG. 5 - a finger with channels for elastic.
Фиг. 6 - захват предметов разных форм у протеза с одной формой захвата.FIG. 6 - capture of objects of different shapes at the prosthesis with one form of capture.
Фиг. 7 - захват предметов разных форм у предлагаемого протеза.FIG. 7 - capture of objects of different shapes from the proposed prosthesis.
Фиг. 8 - принцип работы системы автоматически адаптируемого захвата.FIG. 8 - the principle of operation of the system automatically adaptive capture.
Фиг. 9 - принцип работы системы автоматически адаптируемого захвата.FIG. 9 - the principle of operation of the system automatically adaptive capture.
Фиг. 10 - механизм поворота большого пальца.FIG. 10 - the mechanism of rotation of the thumb.
Фиг. 11 - механизм поворота большого пальца.FIG. 11 - the mechanism of rotation of the thumb.
Фиг. 12 - деталь с каналами.FIG. 12 - detail with channels.
Фиг. 13 - принцип работы системы автоматически адаптируемого захвата.FIG. 13 - the principle of operation of the system automatically adaptive capture.
Протез включает (Фиг. 1) механическую кисть (1), содержащую ладонь и искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами, систему автоматически адаптируемого захвата (2), систему поворота большого пальца (3); систему возврата пальца в исходное положение (4), узел натяжения тросов (5), тросы (6), шкивы (7), трос, выходящий из системы автоматически адаптируемого захвата (8).The prosthesis includes (Fig. 1) a mechanical brush (1) containing a palm and artificial fingers formed by articulated phalanges, an automatically adapted grip system (2), and a thumb rotation system (3); finger return system (4), cable tension unit (5), cables (6), pulleys (7), cable coming out of an automatically adapted gripper system (8).
В предлагаемом протезе используется антропоморфная конструкция привода пальцев. Принцип сгибания пальца такой же, как и у человека, когда мышца сокращается, тянет сухожилие и палец сгибается. Точно также через фаланги проходит трос (6), потянув за который, палец согнется. Фаланги с каналами (9), через которые проходит трос (6). Диаметр каналов немного больше диаметра тросов (на 0,4-1 мм), за счет чего трос в канале идет по определенной траектории и трос имеет непосредственный контакт с фалангами на всем протяжении каналов и в местах соединения фаланг. За счет этого нагрузка от троса передается равномерно всем фалангам, что улучшает захват и увеличивает ресурс работы пальцев.The proposed prosthesis uses an anthropomorphic finger drive design. The principle of flexion of the finger is the same as in humans, when the muscle contracts, pulls the tendon and the finger bends. In the same way, a cable (6) passes through the phalanges, pulling which the finger will bend. Phalanges with channels (9) through which the cable (6) passes. The diameter of the channels is slightly larger than the diameter of the cables (0.4-1 mm), due to which the cable in the channel goes along a certain path and the cable has direct contact with the phalanges along the entire length of the channels and at the junction of the phalanges. Due to this, the load from the cable is transmitted evenly to all the phalanges, which improves grip and increases the life of the fingers.
Функция захвата осуществляется при натяжении троса, выходящего из системы автоматически адаптируемого захвата (8).The gripping function is carried out by pulling the cable coming out of the automatically adaptive gripping system (8).
Трос может натягиваться за счет движения лучезапястного сустава (26): при наклоне кисти (1) происходит сжатие пальцев, что представляет собой узел натяжения тросов (5). Чем больше угол наклона кисти относительно предплечья (13), тем больше натягиваются тросы (6) и сжимаются пальцы. Положительный эффект заключается в том, что конструкция протеза очень простая и дешевая при том, что есть функциональна возможность захватывать предметы сложной формы, что доступно только дорогим и сложным протезам с электромоторами. Также человек получает обратную связь виде усилия, с которым ему необходимо согнуть лучезапястный сустав при захвате предмета. Таким образом, человек чувствует силу, с который он сжимает предмет захвата и может ее дозировать.The cable can be stretched due to the movement of the wrist joint (26): when the hand is tilted (1), the fingers are compressed, which is the cable tension unit (5). The greater the angle of inclination of the brush relative to the forearm (13), the more the cables (6) are pulled and fingers are compressed. The positive effect is that the design of the prosthesis is very simple and cheap, while there is a functional ability to capture objects of complex shape, which is only available to expensive and complex prostheses with electric motors. Also, a person receives feedback in the form of an effort with which he needs to bend the wrist joint when capturing an object. Thus, a person feels the force with which he compresses the object of capture and can dose it.
Также функция захвата может осуществляться за счет того, что узел натяжения (5), представляющий собой электромотор (27) натягивает трос, выходящий из системы автоматически адаптируемого захвата (8). Электромотор (27) может располагаться как в кисти (1), так и в предплечье (13). Положительный эффект заключается в том, что благодаря системе автоматического захвата и антропоморфной конструкции пальца для привода всех пальцев можно использовать только один электромотор на все пять пальцев а функциональность будет на уровне протезов с пятью электромоторами (по одному на каждый палец). Это позволяет существенно упростить конструкцию протеза, увеличить надежность и уменьшить его стоимость.Also, the capture function can be carried out due to the fact that the tension unit (5), which is an electric motor (27), pulls the cable coming out of the automatically adapted capture system (8). The electric motor (27) can be located both in the hand (1) and in the forearm (13). The positive effect is that thanks to the automatic capture system and the anthropomorphic design of the finger, only one electric motor for all five fingers can be used to drive all the fingers and the functionality will be at the level of prostheses with five electric motors (one for each finger). This allows you to significantly simplify the design of the prosthesis, increase reliability and reduce its cost.
Для возврата пальцев в исходное положение в нижней, средней и верхней фаланге выполнены каналы (12), через которые проходит резинка (10). Когда палец сгибается, резинка натягивается и возвращает палец в исходное положение. Отличительная особенность - это винты (11) в каждой фаланге, которые пережимают резинку. Между винтами образуется три участка резинки а (101), b (102) и с (103). С помощью винтов на каждом участке резинки создается и фиксируется разная степень натяжения. Зависимость натяжения разных участков резинки описывается формулой Fa<Fв<Fc, где Fx - сила натяжения участка «х». Положительный эффект заключается в том, что благодаря разной степени натяжения участков одной резинки, можно настраивать и изменять траекторию движения пальцев, что увеличивает удобство при эксплуатации протеза, его надежность и увеличивает качество захвата.To return the fingers to their original position in the lower, middle and upper phalanx, channels (12) are made through which the gum (10) passes. When the finger bends, the elastic stretches and returns the finger to its original position. A distinctive feature is the screws (11) in each phalanx, which compress the gum. Between the screws, three gum sections a (101), b (102) and c (103) are formed. Using screws, a different degree of tension is created and fixed on each section of the gum. The dependence of the tension of different sections of the gum is described by the formula Fa <Fv <Fc, where Fx is the tension force of the "x" section. The positive effect is that due to the different degree of tension of the sections of one gum, it is possible to adjust and change the trajectory of the fingers, which increases the ease of use of the prosthesis, its reliability and increases the quality of the grip.
В предлагаемом протезе используется система автоматически адаптируемого захвата (2), которая автоматически адаптирует захват под форму предмета. С помощью нее, каждый палец работает независимо от остальных. Если форма предмета будет сложной (изогнутой, с резкими перепадами высоты) или предмет будет маленький, то тяговые протезы, которые сейчас используют, не могут их хорошо и надежно захватить и удерживать. Это происходит потому, что угол поворота всех пальцев одинаковый и если, например, один палец упирается в предмет и не может двигаться, то все остальные пальцы тоже перестают двигаться, не войдя в контакт с предметом. С системой автоматической адаптации захвата протез работает как живая рука. Если во время захвата один из пальцев упирается в предмет, то он останавливается, а остальные пальцы продолжаю сгибаться пока не упрутся в предмет. Палец, который уперся в предмет захвата, ждет, когда у всех пальцев будет контакт с предметом и только потом предмет начинают сжимать все пальцы одновременно с одинаковым усилием. Благодаря этому, данным протезом можно захватить и надежно удерживать предмет любой формы. Пример, отражающий отличие работы обычных протезов и протеза с системой автоматической адаптации захвата продемонстрирован на Фиг. 6 и 7.The proposed prosthesis uses an automatically adaptable gripper system (2), which automatically adapts the gripper to the shape of the object. With it, each finger works independently of the rest. If the shape of the subject is complex (curved, with sharp changes in height) or the subject is small, then the traction prostheses that are currently used cannot grasp and hold them well and reliably. This is because the rotation angle of all fingers is the same and if, for example, one finger rests on an object and cannot move, then all other fingers also stop moving without coming into contact with the object. With a system for automatically adapting the gripper, the prosthesis works like a living arm. If during capture one of the fingers rests on the object, then it stops, and the remaining fingers continue to bend until they rest against the object. A finger that rests on the object of capture, waits for all fingers to have contact with the object and only then the object begin to compress all fingers at the same time with the same effort. Due to this, this prosthesis can capture and securely hold an object of any shape. An example reflecting the difference between the operation of conventional prostheses and a prosthesis with a system for automatically adapting the grasp is shown in FIG. 6 and 7.
Принцип работы системы автоматически адаптируемого захватаHow the Auto-Adaptive Capture System works
Пример работы системы на мизинце и безымянном пальце приведен на Фиг. 8. Сначала натягивается трос «А». Оба пальца будут одинаково сгибаться, пока какой-нибудь палец не встретиться с препятствием и не упрется в предмет захвата. Если продолжать тянуть за трос «А», то шкив или подшипник начнет проворачиваться, трос «В» перестанет вытягиваться из пальца а трос «С» будет вытягиваться из 2 го пальца и 2й палец продолжит сгибаться, пока не упрется в предмет захвата. Если оба пальца уперлись, то они начинают давить с одинаковой силой на предмет захвата.An example of how the system works on the little finger and ring finger is shown in FIG. 8. First, the “A” cable is pulled. Both fingers will bend the same way until some finger meets an obstacle and rests on the object of capture. If you continue to pull on the “A” cable, the pulley or bearing will begin to turn, the “B” cable will stop pulling out of the finger and the “C” cable will pull out of the 2nd finger and the 2nd finger will continue to bend until it rests on the grip object. If both fingers rested, then they begin to press with equal force on the subject of capture.
Вторая пара пальцев (средний и указательный) работают точно также. Пары пальцев соединяются тросом через шкив или подшипник также как и два пальца на примере выше. Затем группа из четырех пальцев соединяется тросом через шкив или подшипник с большим пальцем (Фиг. 1, поз. 2). Из центра последнего шкива или подшипника выходит один трос (Фиг. 1, поз. 8), за который тянет электромотор (Фиг. 4) или который тянется при повороте лучезапястного сустава (Фиг. 3). Вместо шкива или подшипника также может быть использована штанга, пластина с тремя отверстиями (Фиг. 9) или деталь с каналом (Фиг. 12). Деталь с каналом Фиг. 13 - еще один вариант соединения 2х пальцев в группу и групп между собой с помощью тросов. Указанная деталь представляет собой полушар, в котором выполнен канал, причем вход и выход канала выполнены в одной в основании полушара, форма канала представляет собой полукруг (Фиг. 13). Через канал в детали проходит трос от одного пальца к другому (Фиг. 13). Положительный эффект заключается в том, что при соединении шкивов, подшипников, пластин или деталей с каналами гибкими тросами, система становится более компактной и надежной по сравнению с системами на жесткий элементах. Сама система позволяет существенно упростить конструкцию протеза при высоком уровне функциональности. Управление протезом упрощается потому, что система автоматически выбирает захват под форму предмета.The second pair of fingers (middle and index) work exactly the same. Pairs of fingers are connected by a cable through a pulley or bearing as well as two fingers in the example above. Then a group of four fingers is connected by a cable through a pulley or bearing with a thumb (Fig. 1, pos. 2). From the center of the last pulley or bearing comes one cable (Fig. 1, pos. 8), for which an electric motor pulls (Fig. 4) or which stretches when the wrist joint is rotated (Fig. 3). Instead of a pulley or bearing, a rod, a plate with three holes (Fig. 9) or a part with a channel (Fig. 12) can also be used. Part with channel FIG. 13 - another option for connecting 2 fingers to a group and groups to each other using cables. The specified part is a hemisphere in which the channel is made, and the entrance and exit of the channel are made in one at the base of the hemisphere, the shape of the channel is a semicircle (Fig. 13). A cable runs from one finger to another through the channel in the part (Fig. 13). The positive effect is that when connecting pulleys, bearings, plates or parts with channels with flexible cables, the system becomes more compact and reliable compared to systems with rigid elements. The system itself can significantly simplify the design of the prosthesis with a high level of functionality. Management of the prosthesis is simplified because the system automatically selects a grip for the shape of the subject.
Во всех тяговых протезах положение большого пальца зафиксировано в одной позиции и не может меняться. Но большой палец самый подвижный и сильный палец из пяти на руке. Почти 80% всей моторики руки обеспечивает именно большой палец. Если человек лишается большого пальца, то он не сможет выполнять почти 80% всех захватов и манипуляций с предметами, а если потеряет один из других четырех пальцев, то не сможет выполнять только около 20% манипуляций. Это говорит о том, что протезы, у которых большой палец зафиксирован, могут выполнить в 4 раза меньше захватов разного вида по сравнению с предлагаемым протезом, у которого есть возможность поворачивать большой палец (Фиг. 1).In all traction prostheses, the position of the thumb is fixed in one position and cannot change. But the thumb is the most mobile and strongest finger out of five on the hand. Almost 80% of all motor skills of the hand are provided by the thumb. If a person loses his thumb, then he will not be able to perform almost 80% of all grabs and manipulations with objects, and if he loses one of the other four fingers, he will not be able to perform only about 20% of manipulations. This suggests that prostheses in which the thumb is fixed can perform 4 times less grips of different types compared with the proposed prosthesis, which has the ability to rotate the thumb (Fig. 1).
Механизм поворота большого пальца представлен на Фиг. 10 в общем виде и на Фиг. 11 в двух сечениях (спереди и сбоку). На механической кисти (1) в области основания большого пальца выполнен выступ (17) с осью поворота большого пальца. Ось поворота большого пальца (19) распложена под углом «и» (20) равным от 0° до 70° по отношению к положению кисти (21). На выступ с осью установлено основание большого пальца (18) с зубчиками (25) для фиксации основания большого пальца в разных положениях. На основании большого пальца установлен большой палец (22). Основание большого пальца поворачивается вокруг оси поворота большого пальца. Для того чтобы повернуть основание большого пальца вокруг оси: необходимо нажать кнопку (24), размещенную в полости механической кисти напротив основания большого пальца, вытащить ее из зубчиков основания большого пальца и повернуть на необходимый угол основание большого пальца. После поворота основания большого пальца, необходимо отпустить кнопку и она под воздействием возвратной пружины (23), закрепленной под кнопкой в полости, вернется в исходное положение, вклинится между зубчиками основания большого пальца и заблокирует основание большого пальца в выбранном положении. Положительный эффект заключается в том, что благодаря повороту большого пальца вокруг оси поворота у него появляется дополнительная степень свободы, что приводит к увеличению количества возможных захватов в четыре раза по сравнению с протезами в которых нет возможности повернуть большой палец относительно кисти.The thumb rotation mechanism is shown in FIG. 10 in general form and in FIG. 11 in two sections (front and side). A protrusion (17) with the axis of rotation of the thumb is made on the mechanical brush (1) in the region of the base of the thumb. The axis of rotation of the thumb (19) is located at an angle “and” (20) equal to from 0 ° to 70 ° with respect to the position of the brush (21). A base of the thumb (18) with teeth (25) is mounted on the protrusion with the axis to fix the base of the thumb in different positions. A thumb is mounted on the base of the thumb (22). The base of the thumb rotates around the axis of rotation of the thumb. In order to rotate the base of the thumb around the axis: it is necessary to press the button (24) located in the cavity of the mechanical brush opposite the base of the thumb, pull it out of the teeth of the base of the thumb and rotate the base of the thumb to the required angle. After turning the base of the thumb, you need to release the button and it, under the influence of a return spring (23) fixed under the button in the cavity, will return to its original position, wedge between the teeth of the base of the thumb and block the base of the thumb in the selected position. The positive effect is that due to the rotation of the thumb around the axis of rotation, it has an additional degree of freedom, which leads to an increase in the number of possible grips by four times compared with prostheses in which it is not possible to rotate the thumb relative to the brush.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015142115U RU160806U8 (en) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | HAND PROSTHESIS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015142115U RU160806U8 (en) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | HAND PROSTHESIS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU160806U1 true RU160806U1 (en) | 2016-04-10 |
| RU160806U8 RU160806U8 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=55659633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015142115U RU160806U8 (en) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | HAND PROSTHESIS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU160806U8 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664171C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-08-15 | Максим Александрович Ляшко | Arm prosthesis for patients with the degree of amputation from fingers to the forearm, prosthesis of the wrist joint, which includes the hand prosthesis, the finger rod cable locking device of the hand prosthesis (3 options), the finger position combination control device of the hand prosthesis (2 options) |
| RU183424U1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-09-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | ACTIVE TRACTION BRUSH PROSTHESIS |
| RU201029U1 (en) * | 2020-03-23 | 2020-11-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации | MECHANICAL HAND |
| CN114073607A (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 北京展翼计划科技发展有限公司 | Artificial hand realizing stable grabbing action |
| RU235193U1 (en) * | 2025-01-21 | 2025-06-24 | Общество с ограниченной ответственностью "МОТОРИКА" | Attachment to the user's upper limb prosthesis |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176303U1 (en) * | 2017-07-11 | 2018-01-16 | Станислав Александрович Муравьёв | BIONIC HAND BRUSHES |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2245120C2 (en) * | 2002-09-02 | 2005-01-27 | Бармин Николай Иванович | Mechanical hand |
| GB2488760A (en) * | 2011-03-01 | 2012-09-12 | Angus Everett Strover | Prosthetic hand with digits actuated by muscles via strings |
-
2015
- 2015-10-05 RU RU2015142115U patent/RU160806U8/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664171C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-08-15 | Максим Александрович Ляшко | Arm prosthesis for patients with the degree of amputation from fingers to the forearm, prosthesis of the wrist joint, which includes the hand prosthesis, the finger rod cable locking device of the hand prosthesis (3 options), the finger position combination control device of the hand prosthesis (2 options) |
| RU183424U1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-09-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | ACTIVE TRACTION BRUSH PROSTHESIS |
| RU201029U1 (en) * | 2020-03-23 | 2020-11-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации | MECHANICAL HAND |
| CN114073607A (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 北京展翼计划科技发展有限公司 | Artificial hand realizing stable grabbing action |
| RU235193U1 (en) * | 2025-01-21 | 2025-06-24 | Общество с ограниченной ответственностью "МОТОРИКА" | Attachment to the user's upper limb prosthesis |
| RU238157U1 (en) * | 2025-06-18 | 2025-10-17 | Алексей Сергеевич Умников | WRIST MODULE OF AN ELECTROMECHANICAL FOREARM PROSTHESIS WITH FOUR CONTROLLED FINGERS |
| RU239657U1 (en) * | 2025-09-29 | 2025-12-11 | Василий Игоревич Пустовойт | WRIST MODULE OF ELECTROMECHANICAL FOREARM PROSTHESIS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU160806U8 (en) | 2016-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU160806U1 (en) | HAND PROSTHESIS | |
| In et al. | Exo-glove: A wearable robot for the hand with a soft tendon routing system | |
| US11154407B2 (en) | Device for enhancing a subject's grasping capability | |
| US20250042023A1 (en) | Voice-Activated, Compact, and Portable Robotic System | |
| Park et al. | Design and development of effective transmission mechanisms on a tendon driven hand orthosis for stroke patients | |
| CN106726027B (en) | An underactuated prosthetic hand | |
| CN109363893B (en) | Rigid-flexible coupling exoskeleton hand rehabilitation training device | |
| RU2664171C1 (en) | Arm prosthesis for patients with the degree of amputation from fingers to the forearm, prosthesis of the wrist joint, which includes the hand prosthesis, the finger rod cable locking device of the hand prosthesis (3 options), the finger position combination control device of the hand prosthesis (2 options) | |
| CN103635236A (en) | An apparatus and method for rehabilitating an injured limb | |
| WO2017062755A1 (en) | Wearable and functional hand orthotic | |
| GB2528049A (en) | Underactuated prosthetic hand | |
| CN110063870A (en) | A kind of flexible exoskeleton gloves apparatus | |
| CN106618967A (en) | Novel portable hand exoskeleton recovery device | |
| CN112120837A (en) | An adaptive grasping flexible prosthetic hand | |
| Haarman et al. | Mechanical design and feasibility of a finger exoskeleton to support finger extension of severely affected stroke patients | |
| CN104771288A (en) | Hand metacarpal finger rehabilitation practice method and device thereof | |
| CN203777261U (en) | Hand metacarpal finger rehabilitation exercise device | |
| Niestanak et al. | A new underactuated mechanism of hand tendon injury rehabilitation | |
| CN112247956B (en) | Hand exoskeleton system and control method | |
| Nemoto et al. | F3Hand: A five-fingered prosthetic hand driven with curved pneumatic artificial muscles | |
| RU192333U1 (en) | Modular bionic prosthesis | |
| TW201526948A (en) | Hand palm and finger rehabilitation practicing method and device | |
| CN210061162U (en) | Two-degree-of-freedom multi-mode humanoid manipulator | |
| CN209933083U (en) | Wearable elastic rigid composite rod artificial limb finger | |
| Klug et al. | An anthropomorphic soft exosuit for hand rehabilitation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH1K | Reissue of utility model (1st page) | ||
| TK1K | Correction to the publication in the bulletin (utility model) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG1K- IN JOURNAL: 10-2016 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191006 |