УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОТЕЗОВ Советский патент 1967 года по МПК A61F5/01 H02P7/28 

Устройства для управления исполнительиымн механизмами биоэлектрических протезов, содержащие усилители напряжения, усилители мощности и электромагнитные реле, известны.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем установлен релаксационный генератор фантастронного типа, управляющий электрод которого связан с выходом усилителя напряжения биопотенциалов мыщц и в котором частота генерируемых колебаний находится в линейной зависимости от управляющего ианряжсния. Зто обеспечивает плавиое управление скоростью вращения электродвигателя исполнительного механизма протеза в зависимости от амплитуды биопотенциалов мыщц.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство преобразовывает изменяющиеся по амплитуде биоэлектрические сигналы в прямоугольные импульсы такой длительности, действие каждого из которых вызывает микроперемещение исполнительного органа, например пальцев искусственной кисти. Частота следования этих импульсов пропорциональна амплитуде управляющего сигнала. Таким образом, изменение амплитуды управляющего сигнала приводит к изменен-ию скорости перемещения пальцев искусственной кисти протеза, что дает возможность плавного изменения скорости в щироком диапазоне регулироваиля.

Устройство работает следующим образом. Усиленный по амплитуде биоэлектрический сигнал (управляющий, например, тактом сжатия нальцев) поступает на первый вход 1, детектируется и сглаживается цепочкой, содержащей диоды 2 и 3, емкости 4 и сопротивление 5, после чего поступает на управляющнй мультивибратор иа транзисторах 5 и 7. Транзистор 6 служит для линеаризации зависимости между амплитудой управляющих сигиалов и частотой следования импульсов

мультивибратора. Диод 8 в цепи базы транзитора 7 предназначен для того, чтобы мультивибратор при управляющем напряжении, близком к нулю, был надежно заперт. В этом случае ток базы транзистора 7 определяется напряжением насыщения «коллектор - эмиттер открытого транзистора 9. Так как диод обладает больщим сопротивлением при малых напряжениях, то база транзистора 7 разомкнута и мультивибратор находится в заторможенном состоянии. При наличии управляющего сигнала ток базы транзистора 7 резко возрастает, что приводит к автоколебательному режиму мультивибратора. Мультивибратор и транзистор 9 образуют релакИмпульсы с выхода мультивибратора через емкость 10 и нормально замкнутые контакты // реле 12 поступают на базу транзистора 13, открывают его и, следовательно, транзистор 14. В нагрузке транзистора 14 включена обмотка якоря электродвигателя 15 привода протеза.-

Управление скоростью вращения электродвигателя в противоположном направлении осуществляется следующим образом.

Биоэлектрический сигнал с соответствующего канала усилителя напряжения поступает на второй вход 16, детектируется и сглаживается цепочкой, содержащей диоды 17,18, емкость 19 и сопротивление 20, после чего подается на трехкаскадный усилитель мощности на транзисторах 21, 22 и 23. Коэффициент усиления этого усилителя выбран таким, чтобы при небольших амплитудах управляющего сигнала, появляющегося на входе 16, сработали реле 12 и 24 (с контактами 25). При срабатывании реле производится подключение электродвигателя 15 в противоположной полярности в нагрузку транзистора 26 с одновременным переключением выхода блока

преобразования на вход усилителя мощности (транзистор 27).

Дальнейшее увеличение амплитуда входного сигнала вызывает увеличение отрицатель- ного потенциала на базе транзистора 6, подаваемого через диод 28 с эмиттерной нагрузки транзистора 21. Это приводит к срабатыванию преобразователя, импульсы которого открывает уже не транзистор 13, а транзистор М.

Устройство с частотно-импульсной модуляцией может быть реализовано с использованием одного канала усилителя мощности.

Предмет изобретения

Устройство для управления исполнительными механизмами биоэлектрических протезов, содержащее усилители напряжения, усилители мощности и электромагнитное реле, отличающееся тем, что, с целью обеспечения плавного управления скоростью вращения электродвигателя исполнительного механизма протеза, в нем установлен релаксационный генератор фантастронного типа, управляющий электрод которого связан с выходом усилителя напряжения биопотенциалов мышц.

о