ПРОТЕЗ РУКИ Российский патент 1997 года по МПК A61F2/54 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к протезированию инвалидов, утративших одну или обе верхние конечности.

Известно устройство для самообслуживания инвалидов, предназначенное для использования инвалидами без обеих рук, содержащее подмышечники, надплечники, устройства крепления к поясу, бретели и регуляторы длины, выполненные в виде двух жестких пластин, имеющих возможность сдвига друг относительно друга в вертикальном направлении при поджатии опускании надплечников и относительной фракции в необходимых положениях [1]
Недостатками устройства являются неточность установления требуемой длины ввиду дискретности, ненадежность фиксации, нечеткость работы фиксаторов примененного типа и необходимость дополнительных неестественных движений тела инвалида для работы этих фиксаторов.

Известны также помочи для инвалидов, предназначенные для использования инвалидами без обеих рук, содержащие бретели, связанные с поясом одежды и снабженные регуляторами длины, выполненные каждый в виде корпуса с установленным в нем на оси подпружиненным барабаном с фиксатором, имеющим орган управления. На барабане расположена и закреплена одним концом гибкая тяга, другой конец которой связан с поясом одежды [2]
К недостаткам устройства можно отнести сложность конструкции регулятора и управления им ввиду возможности проскакивания зубьев при ослабленной координации владения культей инвалидом, а также акустический дискомфорт, характерный для данных устройств.

Наиболее близким аналогом является протез плеча, содержащий гильзы плеча и предплечья, соединенные шарнирно, тяги управления, подмышечник, клавишный орган управления [3]
Недостатком протеза является дискомфортное состояние инвалида, т.к. тяги управления находятся постоянно в натянутом состоянии, передавая усилия натяжения через наплечники на плечи человека.

Задачей изобретения является создание простого и надежного протеза руки, создающего ощущение комфортности использования путем исключения постоянного, утомляющего его натяжения тяги управления.

Для решения указанной задачи в разрыв тяги управления протеза руки, содержащего гильзы плеча и предплечья, соединенные шарнирно, надплечник и подмышечник, с помощью зацепов встроен соединенный тросовой передачей с клавишным органом управления, закрепленным на гильзе плеча, регулятор длины тяги, который содержит прямоугольный корпус, в котором размещены блок с серьгой и осью, шнуры, пружина растяжения, внецентренно связанный с тросом управления кулачок с ручьем неполного профиля под шнур, установленный на оси, закрепленный в корпусе, причем один из зацепов скреплен с корпусом на одной его короткой стенке, а другой расположен с внешней стороны его короткой стенки и скреплен с внешним концом первого шнура, выходящим из корпуса через отверстие в ней, проходящего через отверстия в длинной стенке наружу и внутрь корпуса и прилежащего к его стенкам с возможностью прижатия с помощью кулачка, при этом серьга оси блока скреплена с одним концом второго шнура, охватывающего направляющую, изменяющую его направление на противоположное, второй конец которого скреплен с пружиной растяжения, другой конец которого закреплен внутри тела кулачка, а ее ось проходит с образованием плеча относительно оси вращения кулачка.

На фиг. 1 представлен протез, общий вид; на фиг. 2 вид на регулятор длины (со снятой крышкой); на фиг. 3 клавишный орган управления, вид сбоку, с вырывом боковой стенки корпуса.

Протез руки содержит гильзы плеча 1 и предплечья 2, соединенные шарниром 3, причем гильза 1 скреплена с надплечником 4, соединенным с помощью тянки 5 с подмышечником 6. Через проушину 7, скрепленную с надплечником 4, перекинута тяга управления 8, одним концом скрепленная с механизмом локтя (не показан), а другим с шлевкой 9 поясного ремня 10.

В разрыв тяги 8 с помощью неподвижного 11 и подвижного 12 зацепов встроен корпус 13 регулятора длины тяги, соединенного тросом 14 тросовой передачи с корпусом 15 органа управления, имеющего клавишу управления 16.

Регулятор длины тяги содержит прямоугольный корпус 13, в котором размещен подвижный блок, включающий серьгу 17 с осью 18 и вспомогательный 19 и основной 20 шнуры. Вспомогательный шнур 19 одним концом скреплен с серьгой 17 и охватывает закрепленную внутри корпуса на оси 21 направляющую 22 с ручьем под шнур, изменяющую направление шнура 19 на противоположное с целью сокращения габаритов. Другой конец шнура 19 скреплен с началом пружины 23, конец которой закреплен за кулачок 24, который имеет возможность поворота на оси 25, закрепленной в корпусе 13. Ввиду несовпадения оси пружины 23 и оси 25 кулачка 24 создается плечо сил, поворачивающих кулачок 25, который своим ручьем неполного профиля, по сравнению с диаметром шнура 20, может прижать его к стенке внутри корпуса 13. отжатие шнура 20 от стенки корпуса осуществляется с помощью троса 26, защищенного оболочкой 27 с наконечниками 28, ввернутыми в корпус 13 и бобышку корпуса 15 соответственно. Трос 26 скреплен с кулачком 24 также внецентренно. Внутренний конец шнура 20 для уменьшения габарита закреплен внутри тела кулачка 24 по его оси, т.е. не создает плеча силы, действующего на него. Далее шнур 20 охватывает ось 18, изменяет направление на противоположное, прилегая изнутри к стенкам корпуса, охватывает кулачок 24, находясь в его ручье, и для увеличения трения выпущен через отверстие 29 наружу корпуса 13 и через другое отверстие снова введен внутрь корпуса 13. Далее шнур 20 выходит через короткую стенку наружу корпуса 13, где скрепляется с подвижным зацепом 12. Неподвижный зацеп 11 прикреплен к корпусу 13 на другой его короткой стенке.

Орган управления представляет собой коробчатый корпус 15, внутри которого на оси 30 установлена с возможностью поворота клавиша 16, находящаяся в отжатом положении под действием пружины кручения 31, выполненной в виде рамки. Клавиша 16 имеет рычажный хвостовик, к которому прикреплен конец троса 26. Оболочка 27 троса 26 закреплена в наконечнике 28. Корпус закрыт снизу крышкой 33.

Протез руки используется следующим образом.

В исходном положении протез надет на инвалида, культя плеча вставлена в гильзу 1, наконечник 4 скреплен тянкой 5 с подмышечником 6. Гильза предплечья опущена вертикально вниз. Зацеп 12 касается корпуса регулятора длины тяги 13, и расстояние между зацепами 11 и 12 минимально. Тяга 8 полностью выпрямлена, не имеет свободного провисания, но имеет некоторое начальное натяжение. Сгиб в локте осуществляется с помощью натяжения тяги 8 за счет подъема плеча инвалида и охватывающего плечо надплечника 4 с проушиной 7 относительно поясного ремня 10 инвалида. Расстояние между ними увеличивается, и тяга 8 перемещается вверх относительно протеза. При необходимости опустить предплечье 1 инвалид опускает плечо, соответственно опускается и надплечник 4 с проушиной 7, конец тяги 8, связанный с механизмом локтя, опускается вниз. Однако остаточное натяжение тяги 8 создает состояние дискомфортности у инвалида, вызывает его утомление. Для предотвращения такого состояния натяжения тяги 8 должно быть ослаблено, что выполняется с помощью регулятора длины тяги. Орган управления к этому времени находился в исходном положении, т. е. шнур 20 был полностью втянут пружиной 23 внутрь корпуса 13 до упора зацепа 12 в стенку корпуса, соответственно расстояние между зацепами 11 и 12 было минимальным, кулачок 24 поджимал шнур 20 к стенке корпуса 13 внутри него, препятствуя отходу зацепа 12 от корпуса 13. Инвалид культей приближает гильзу плеча 1 к боковой части тела, вызывая нажим клавиши 16 органа управления, которая поворачивается, вызывая натяжение троса 26, действие которого передается на кулачок 24, вызывая освобождение прижатого к корпусу 13 шнура 20. В этом положении инвалид может подтянуть плечо, вызвав натяжение тяги 8, под действием которой зацеп 12 отойдет от корпуса 13, преодолевая действие пружины 23. Если в этот момент инвалид перестанет нажимать клавишей 16 на боковую поверхность тела, то натяжение троса 26 ослабнет и кулачок 24 под действием пружины 23 повернется и прижмет шнур 20 к стенке корпуса 13, зафиксировав его вылет из корпуса. Зацеп 12 отойдет от корпуса 13, расстояние между зацепами 11 и 12 увеличится, что эквивалентно увеличению длины тяги 8, ее провисанию и разгрузке инвалида от усилия ее натяжения. Благодаря этому будут созданы комфортные условия для инвалида в период, когда он не осуществляет работу локтем.

Изобретательский уровень предлагаемого технического решения, по мнению авторов, не является очевидным, вытекающим из уровня современной техники.

Возможность промышленного применения предлагаемого изобретения не вызывает сомнений, так как:
устройство предназначено для использования в здравоохранении;
возможность его осуществления подтверждена с помощью описанных технических средств;
устройство способно обеспечить достижение усматриваемого авторами технического результата;
возможность промышленного изготовления устройства не вызывает сомнений, т.к. применены технологические детали и узлы, используемые в производстве.

Использование: в ортопедии и протезостроении при протезировании инвалидов с ампутацией верхних конечностей. Сущность изобретения: протез руки содержит гильзы плеча и предплечья, соединенные шарнирно, тягу управления, надплечник, подмышечник, тянку, закрепленный на гильзе предплечья клавишный орган управления. В разрыв тяги управления включен регулятор длины тяги, в корпусе которого размещены шнуры, подвижный блок, пружина растяжения и кулачок, управляемый через тросовую передачу с помощью клавиши, размещенной в коробчатом корпусе, закрепленном на гильзе плеча, поджимаемой к боковой поверхности тела движением культи инвалида. Регулятор позволяет увеличить длину тяги и зафиксировать ее, ослабив ее остаточное натяжение в периоды, когда инвалид не управляет ротацией предплечья, что повышает комфортность пользования протезом за счет снижения усталости инвалида. 3 ил.

Протез руки, содержащий гильзы плеча и предплечья, соединенные шарнирно, тяги управления, надплечник, подмышечник, клавишный орган управления, отличающийся тем, что в разрыв тяги управления с помощью зацепов встроен соединенный тросовой передачей с клавишным органом управления, закрепленным на гильзе плеча, регулятор длины тяги, который содержит прямоугольный корпус, в котором размещены подвижный блок с серьгой и осью, шнуры, пружина растяжения, внецентренно связанный с тросом управления кулачок с ручьем неполного профиля под шнур, установленный на оси, закрепленной в корпусе, причем один из зацепов скреплен с корпусом на одной его короткой стенке, а другой расположен с внешней стороны другой его короткой стенки и скреплен с внешним концом первого шнура, выходящим из корпуса через отверстие в ней, проходящего через отверстия в длинной стенке наружу и внутрь корпуса и прилежащего внутри корпуса к его стенкам с возможностью прижатия с помощью кулачка, при этом серьга оси блока скреплена с одним концом шнура, охватывающего направляющую, изменяющую его направление на противоположное, второй конец которого скреплен с пружиной растяжения, другой конец которой закреплен внутри тела кулачка, а ее ось проходит с образованием плеча относительно оси вращения кулачка.