Многофункциональный активный протез руки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистичесиикреспублик и 973121(51)М, Кд. А 61 Г 1/06 с присоединением заявки РЙ -(088.8) Дата опубликования описания 15,11,82(54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АКТИВНЫЙ ПРОТЕЗ РУКИ3Изобретение относится к медицинскойтехнике, в частности к разделу протезовверхних конечностей, и может найти применение при вычленении локтевого сустава.Известен многофункциональный актив:- 5ный протез руки, содержащий наплечник,гильзу плеча, предплечье и искусственнуюкисть, электроприводы сгибания-разгибадния локтя, ротации кисти качания кистии схвата, первый и второй датчики управления функциями, два фиксатора изменения функции, три усилителя, выходы которых соединены с входами соответствующих приводов11 .5Недостатком известного устройстваявляется большое время выполнения сложных рабочих операций, что обусловленонеобходимостью последовательного неремещения звеньев протеза в пространстве. 20Цепь изобретения - сокращение временя на выполнение сложных рабочих операций.Поставленная целыостягается тем,что в многофункциональный активный протез руки,2содержащий наплечник, гильзу плеча, предплечье и искусственную кисть, электро- приводы сгнбания-разгибания, ротации кисти, качания кисти и схвата, первый и второй датчики управления функциями, два фиксатора изменения функции, три усилителя, выходы которых соединены с входами соответствуюшпх приводов, введены третий, четвертый и пятый датчики управления функциями, последовательно соединенные датчик углового положения предплечья относительно гильзы плеча, сумматор, второй вход которого связан с пятым датчиком и два преобразователя, выходы которых подключены к первому усилителю, четвертый усилитель, Я-триггер, входы которого соединены с фиксаторами, первый выход триггера - с первым входом третьего усилителя, а второй выход через первый вход четвертого усютителя - с электроприводом ротации кисти, при этом выход четвертого датчика соединен с входом первого фиксатора, вторым входом чет 973121вертого усилителя и вторым входом третьего усилителя, а выход третьего датчика управления функциями соединен с входом второго фиксатора, третьим входом третьего усилителя и третьим входом четверто, го усилителя.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Многофункциональный активный протез руки имеет гильзу плеча 1, электропри вод сгибания-разгибания локтя 2, гильзу предплечья 3, электропривод ротации кисти 4, электропривод качения кисти 5, электропривод схвата 6, наплечник 7, первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11 и пятый 12 датчики управления функциями, датчик углового положения 13 предплечья относительно гильзы плеча, фиксаторы 14 и 15 скорости изменения сигналов, первый 16, второй 17, третий 20 18 и четвертый 19 усилители, триггер 20, сумматор 21, первый 22 и второй 23 функциональные преобразователи.Датчики управления функциями 8 - 11 расположенынапример, на наплечнике. Датчик 12 расположен, например, в гипьзе плеча, имеет контакт с бицепсом, а его выходной сигнал изменяется пропорционально усилию напряжения бицепса,Устройство работает следующим об-разом.После включения питания оператор, воздействуя на первый 8 или второй 9 датчики управления функцией, установленные на наплечнике 7, управляет скоростью35 сжатия или разжатия схвата через реверсивный усилитель 17 и электропривод схвата 6 движением плеча вверх или вниз. Воздействуя на датчики 10 или 11, опе 40 ратор плавным движением плеча вперед или назад через усилители 18 или 19 управляет электроприводом качания кисти 5 или ротации кисти 4. Подключение усилителя 18 или 19 и, следовательно, электропривода ротации кисти или качания45 кисти 5 определяется состоянием выходных сигналов Р-триггера 20. Предположим ц -уровень сигнала 1 соответствует включению усилителя. Если Я ф= 1, Я =О, то усилитель 18 отключен, а опе ратор, воздействуя на датчики 10 или 11, через усилитель 19 управляет электроприводом качания кисти 5, а следовательно, скоростью и ннщэавлением качания кисфГиа Повцпочение электропривода ротации кис ти 4 производится ускоренным движением надплечья оператора фиксируемым датчиком 10 и фиксатором скорости 14, что изменяет состояние К -триггера 6 = 0 К = 1, и подключает усилитель 19. Оператор, воздействуя на датчики 10 и 11, управляет через электропривод 4 скоростью и направлением движения ротации кисти, Подключение вновь электропривода качания кисти 5 производится изменением состояния К -триггера по сигналу фиксатора скорости 14 от ускоренного воздействия оператора на датчик 11.Управление локтевым суставом производится оператором независимо от управления кистевыми электроприводами 4 и 5 1электроприводом схвата 6. Схема управления локтевым суставом представляет собой позиционную следящую систему, где задающим воздействием является сигнал с датчика управления функцией 12, установленном, например, на бицепсе, а сигнал обратной связи Оос формируется датчиком углового положения 13 предплечья 3 относительно гильзы плеча 1. В начальном состоянии бицепс оператора расслаблен )з оос Оосо 3 о Ъгчто соответствует разогнутому йоложению предплечья. При этом выходные сигналы сумматора функциональных преобразователей и входной сигнал электропривода сгибания-разгибания локтя равны нулю (0,=0; 0:о; О:о;Цр:о )Напряженйем бицепса оператор изменяет выходной сигнал 0 датчика 12, что приводит к появлещпо сигнала рассогласования в системе управления суставом на выходе сумматора00 - ООС )= ОдрО, пРИ этом сигнал О, 7 О; ЦО;, Ор р на электропривод подаЕтся сигнал, вызывающий сгибание предплечья относительно гильзы плеча, до тех пор, пока в систе ме не наступает равновесие, т.е. Ц = Оос а Од=ОТаким образом, положение предплечья однозначно определяется величиной сигнала с датчика 12. При расслаблении бицепса сигнал 0 уменыдается, например, до Оу. Сигнал О,О;ЦсО; 0,2)0; ИВАГО. Электропривод 2 обеспечивает операцию разгибания.Воздействуя одновременно и независимо на три датчика управления функциями (например на датчики 8 или 9, 10, или 11 и 12), оператор может одновременно и независимо выполнять движение сгибание-разгибание локтя, качание кисти (или ротация кисти) и сжимание-разжимание.Изобретение позволяет существенно сократить врыя выполнения рабочих операций, требукшах управление тремя пара973121 раж Подписное филиал ППП Патен род, ул. Проектная ми движений, причем выполнение движениясгибания-разгибании локтевого суставаблизко к выпсцтнению этого движения здоровым человеком, что приводит к снижениюпсихологической нагрузки на оператора. 5 Формула изобретения Многофункциональный активный протез руки, содержащий наплечник, гильзу пле ча, предплечье и искусственную кисть, электроприводы сгибания-разгибания локтя ротации кисти, качания Кисти и схвата, первый и второй датчики управления функциями, два фиксатора изменения функпии, три усилителя, выходы которых соединены с входами соответствующих приводов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с пенью сокращения времени на выподн - 2 ф ние сложных рабочих операций, в него введены третий, четвертый и пятый датчики управления функциями, последовательно соединенные датчик углового положения БНИИПИ Заказ 8564 предплечья относительно гильзы плеча,сумматор, второй вход которого связанс пятым датчиком, и два преобразователя,выходы которых подключены к первомуусилителю, четвертый усилитель, Щ -триггер, входы которого соединены с фиксаторами, первый выход триггера - с первымвходом третьего усилителя, а второй выход через первый вход четвертого усюптеля - с электроприводом ротации кисти,при этом выход четвертого датчика соединен с входом первого фиксатора, вторымвходом четвертого усилителя и вторымвходом третьего усилителя, а выход третьего датчика управления функциями соединенс входом второго фиксатора, третьимвходом третьего усилителя и третьимвходом четвертого усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочюж по протезированию. Подред. В. И. Филатова. Л., "Медицинаф,1978, с. 156.