Протез предплечья на расщепленную культю

(55 А СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛ ЬСТВУ ПИСА АВТОРСКО ВИ едовательский протезостроевления трудои Д.А.Х 8.8)СССР988.НА РА 1(57) Изобретение относится к медицинской технике, в частности к протезированию и протезостроению. Цель изобретения - повышение точности управления скоростью движения и силой схвата пальцев искусственной кисти. Протез содержит искусственную кисть 13 с элекроприводом 12, гильзу 22 предплечья, лучевой ложемент 18 для лучевой бранши 19, соединенный с управляющим датчиком 1, локтевой ложемент 24 - фиксатор локтевой бранши 23, двухканальный блок пропорционального управления электроприводом 12, информационный блок, датчики схвата 15 и раскрытия 16. 3 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к медицинской технике, в частности к протезированию и протезостроению.Цель изобретения - повышение точности управления скоростью движения и силой схвата пальцев искусственной кисти.На фиг, 1 приведена функциональная схема протеза предплечья на расщепленную культю; на фиг, 2 - гильза предплечья с браншами расщепленной культи; на фиг.3 - электропривод искусственной кисти с отслеживающим датчиком,Протез предплечья на расщепленную культю содержит управляющий 1 и отслеживающий 2 датчики, выполненные индукционными, обмотки которых соответственно соединены со входами генераторов 3 и 4, выходы которых через выпрямители 5 подключены к входам балансного усилителя 6, выполненного на базе операционного усилителя, Выходы балансного усилителя 6 соединены соответственно с импульсными преобразователями 7, выполненными в виде мультивибраторов с изменяющейся частотой и длительностью импульсов, первые выходы мультивибраторов подключены соответственно к входам усилителя 8 мощности, выполненного по мостовой схеме. Вторые выходы импульсных преобразователей 7 подключены к входам элемента ИЛИ 9 и к первым входам элементов И 10 и 11 соответственно. Усилитель 8 мощности подключен к электроприводу 12 искусственной кисти 13, Генераторы 3 и 4, выпрямители 5, балансный усилитель 6, импульсные преобразователи 7 и усилитель 8 мощности образуют двухканальный блок пропорционального управления электроприводом 12. Выход элемента ИЛИ 9 соединен с генератором 14 импульсов, выполненным в виде ждущего блокинг-генератора, выход которого подключен к вторым входам элементов И 10, 11, которые соединены с датчиками 15 и 16 соответственно схвата и раскрытия, выполненными в виде металлических пластинок и установленными на теле инвалида в удобном для него месте, Элементы ИЛИ 9, И 10, 11 усилитель 8 мощности, генератор 14 импульсов и датчики 15 и 16 схвата и раскрытия образуют информационный блок, Управляющий элемент 17 управляющего датчика 1 механически; с помощью лучевого ложемента 18, связан с лучевой браншей 19 расщепленной культи предплечья, а управляющий элемент 20 отслеживающего датчика 2 механически связан с электроприводом 12 искусственной кисти 13. Питание устройства осуществляется от источника 21 постоянного тока напряжением 12 В. Гильза 22 предплечья выполнена таким образом, чтобы бранши 19 и 23, расположенные внутри нее, имели возможность осуществлять характерные (привычные) для них движениясхвата-раскрытия, которые используютсядля перемещений с помощью ложемента 18 управляющего элемента 17 управляющего датчика 1. При этом локтевая бранша 23 спомощью локтевого ложемента 24 зафиксирована на гильзе 22 предплечья неподвижно, а лучевая бранша 19 имеет воэможность свободного перемещения внутри гильзы 22предплечья.Управляющий элемент 17 управляющего датчика 1 установлен на сердечнике 25, шарнирно закрепленном на гильзе 22 предплечья, Управляющий элемент 20 отслеживающего датчика 2 размещен на сердечнике 26, также шарнирно закрепленном на гильзе 22 предплечья, и при помощи гибкой тяги 27, связанной с пружиной 28, соединен с электроприводом 12 искусственной кисти 13.Протез работает следующим образом, При включении источника 21 питания система управления устанавливается в состояние равновесия. При этом если бранши 19 и 23 расщепленной культи были разведены, то преобладающий сигнал подается с управляющего датчика 1 через генератор 3 импульсов, представляющий собой блокинг-генератор. При перемещении управляющего элемента 17 по сердечнику 25 увеличивается индуктивность управляющего датчика 1 и увеличивается длительность импульсов генератора 3, Импульсы с его входа передаются в выпрямитель 5, а затем в виде огибающей поступают в балансный усилитель 6, который выводится из состояния равновесия и передает управляющие сигналы в один из импульсных преобразователей 7.С выхода первого импульсного преобразователя 7 сигналы передаются на одно из плеч моста усилителя 8 мощности, который передает их на электропривод 12, Исполнительный механизм (не показан) осуществляет раскрытие искусственной кисти 13. С выхода первого импульсного преобразователя 7 сигналы передаются также на элемент ИЛИ 9, который запускает генератор 14 импульсов, и на первый вход элемента И 11; на второй вход которого поступают импульсы с генератора 14. Элемент И 11 срабатывает и через датчик 16 раскрытия сигналы в виде сигнализирующих импульсов передаются на тело инвалида. Инвалид получает информацию о том, что исполнительный механизм производит разгибание искусственной кисти 13. Элект 166254845 ропривод 12 перемещает управляющий элемент 20 отслеживающего датчика 2 по сердечнику 26, увеличивая его индуктивность. При этом увеличивается длительность импульсов генератора 4. Импульсы с его выхода передаются через выпрямитель 5 на второй вход балансного усилителя 6, который в конечном итоге компенсирует управляющий сигнал с управляющего датчика 1. Следящая система приходит в состояние равновесия. Движение электропривода 12 прекращается. Информация о выполнении движения с датчика 16 раскрытия прекращается, т.е, движение реализовано.При необходимости осуществления схвата инвалид снова с помощью лучевой бранши 19 расщепленной культи предплечья и лучевого ложемента 18 перемещает управляющий элемент 17 управляющего датчика 1 в противоположном направлении. При этом индуктивность этого датчика уменьшается, следовательно уменьшается длительность импульсов генератора 3. Преобладающий сигнал передается с отслеживающего датчика 2 через генератор 4 и выпрямитель 5 на балансный усилитель 6 и со второго выхода последнего - на импульсный преобразователь 7, а затем на второе плечо моста усилителя 8 мощности, который приводит электропривод 12 в обратное движение - схват пальцев искусственной кисти 13. Одновременно сигнал через схему ИЛИ 9 поступает на генератор 14 импульсов и на схему И 10, которая передает информацию о схвате через датчик 15 схвата на теле инвалида.Одновременно с перемещениями электропривода 12 движения через гибкую тягу 27 передаются на управляющий элемент 20 отслеживающего индукционного датчика 2, который устраняет рассогласования балансного усилителя 6, и система приходит в равновесие. Движение прекращается,Таким образом предлагаемый протез позволяет инвалиду, используя приобретенные навыки - движения лучевой и локте 5 10 15 20 25 30 35 40 вой браншами расщепленной культи предплечья, производить пропорциональное управление движениями протезом, что улучшает функциональность протеза на расщепленную культю предплечья, так как инвалид может управлять скоростью перемещений и силой схвата пальцами, при этом улучшается косметичность, эстетичность движений, повышается уровень социальнотрудовой реабилитации инвалидов с операцией по Крукенбергу.Формула изобретенияПротез предплечья на расщепленную культю, содержащий искусственную кисть с электроприводом, гильзу предплечья, в которой размещены лучевой и локтевой ложементы, первый из которых механически соединен с управляющим датчиком, о т л ича ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности управления скоростью движения и силой схвата пальцев искусственной кисти, в него введены блок пропорционального управления электроприводом, отслеживающий датчик, механически связанный с электроприводом, и информационный блок, причем блок пропорционального управления электроприводом выполнен двухканальным и каждый из его каналов включает последовательно соединенные генератор, выпрямитель, балансный усилитель, импульсный преобразователь и усилитель мощности, связанный с электроприводом, информационный блок выполнен в виде элемента ИЛИ, подключенного через генератор импульсов к входам двух элементов И, выходы которых соединены с датчиками схвата и раскрытия, а генераторы блока пропорциональмого управления электроприводом соединены с управляющим и отслеживающим датчиками, выполненными индуктивными с сердечниками, шарнирно установленными в гильзе предплечья, при этом локтевой ложемент закреплен в ней неподвижно, а импульсные преобразователи подключены к входам элементов ИЛИ иИ параллельно.Заказ 2214 ВНИИПИ Госу роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,а, 10 г Тираж 375 ственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаувская наб., 4/5