Протез верхней конечности Советский патент 1978 года по МПК A61F1/06 

(54) ПРОТЕЗ ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ

1

Изобретение относится к протезированию, в частности к протезам верхних конечностей.

Известен протез верхней конечности, содержащий гильзы плеча и предплечья, локтевой механизм, искусственную кисть с косметической оболочкой, имеющую корпус, пальцы, механизм схвата в виде рычагов, управляющей тяги и возвратных пружин.

Недостатком известного протеза является трудность дозирования силы сжатия для надежного удерживания пред1мета и необходимость сжимать предмет с избытком силы. При недостаточной силе сжатия предмет не удерживается. Недостаток этот проявляется особенно сильно, если формы предмета и сжатой кисти не соответствуют друг другу и контакт имеется только в немногих местах, а также в том случае, если предмет не может быть целиком охвачен пальцами кисти.

Цель изобретения - повыщение надежности схвата пред.метов при малой силе их сжатия.

Для этого механизм схвата имеет подвижно установленный в гильзе предплечья вакуумный насос с поршнем и цилиндром, которые щарнирно связаны соответственно с управляюн;ей тягой и пальца.ми. Одна из возвратных пружин установлена .между .илиндром и иоршнем, а пальцы выполнены в виде жестких трубок с отверстиями, связанных трубопроводами с вакуумным насосом и охваченных эластичными трубками с отверстиями и кольцевыми выступами на поверхности, образующими за.мкнутые ка.меры-присоскп между эластичными трубками и расположенной поверх них кос.метической оболочкой. Кроме того, вакуумный насос снабжен клапаном выпуска воздуха.

На фиг.-1 изображен протез верхней конечности, общий вид; на фиг. 2 - искусственная кисть, разрез; на фиг. 3 - вакуумный насос, разрез.

Протез верхней конечности содержит гильзу 1 плеча, гильзу 2 предплечья, локтевой .механизм (на чертеже не изображен), искусственную кисть 3 с косметической оболочкой 4, имеющую корпус 5, пальцы 6 и механизм схвата в виде рычагов , управляющей тяги 10 и возвратных пружнн 11, 12, имеющий подвижно установ,теннь Й в гильзе 2 предплечья вакуумный насос 13 с порщнем 14 и цилиндром 15, которые шарнирно связаны с управляющей тягой 10 и пальцами 6. Причем пружина 12 установлена между цилиндром 15 и порщнем 14. а па. 6 вьпюлнены в виде жестких тшбик 16 с отверстиями, связанны/ трубопроводами 17 с вакуумным насосом, охваченных эластичными трубками 18 с отверстиями и кольцевыми выступами 19 на поверхности, образующими замкнутые камеры-присоски между эластичными трубами и расиоложенной поверх них косметической оболочкой 4. Кроме того, вакуумной насос снабжен клапаном 20 выпуска воздуха, состоящим из порщня 21, резиновой прокладки 22, пружины 23 и пробки 24 с отверстиями для выхода воздуха. Устройство работает следующим образом. При захватывании предмета усилие, приложенное к управляющей тяге 10, вызывает растяжение возвратной пружины 11 и порщень 14 сжимает возвратную пружину 12 внутри цилиндра 15. Однако до тех пор, пока пальцы протеза не соприкоснутся с предметом и ие разовьют определенное усилие сжатия, поршень останется прижатым к дну цилиндра. В результате этого цилиндр с поршнем перемещаются как. единое целое, скользя по опорным выступам 25, и пальцы кисти сжимаются. При достижер ии определенного усилия сжатия (сила, приложенная к поршню, превышает силу предварительного сжатия пружины 12) поршень начнет перемещаться относительно цилиндра. Это усилие таково, что кольцевые выступы 19 на эластичной трубке 18 пальцев и сама трубка снимаются в соответстви.ч с характером поверхности предмета и обеспечивают плотный охват его поверхности присоской. При этом образуются замкнутые пространства между частью поверхности предмета и кос.метической оболочкой, ограниченные кольцевым выступом. Пере.мещение поршня относительно цилиндра благодаря его связи посредством трубопроводов 17 с внутренними полостями пальцев вызывает падение давлении воздуха внутри последних и приводит к втягиванию косметической оболочки в отверстия эластичной трубки 18. Глубина втягивания кос.метической оболочки 4 неве;и1ка и ограничивается, глубиной внешней широкой части отверстий эластичной трубки. В замкнутых пространствах между оболочкой и предметом давление понижается, что обеспечивает присос удерживаемого предмета к пальцам протеза. Дальнейшее увеличение сжатия пружины 12 сопровождается увеличением силы сжатия предмета и глубины вaкyy.мa а следовательно, и силы присоса. Эффективность работы устройства можно представить как отношение приращения силы присоса предмета к приращению силы его сжатия сверх силы предварительного сжатия. Эффективность тем выще, чем меньше начальный объем вакуумной системы (при раскрытой кисти) и че.м меньше площадь поршня вакуумного насоса. Кроме того, поскольку уменьшение площади поршня насоса при неизменном начальном объеме вакуумной системы сопровождается увеличением хода поршня, то эффективность повышается при умень иении жесткости пружины 12, так как от дефор.мации пружины у.меньщается дополнительное предмета. Пружина 12 и.меет .малую жесткость и такую длину, которая позволяет при установке ее в насос получить необходимую силу предварительного сжатия. Таким образом, значительному смещению управляющей тяги соответствует малый рост сжатия предмета и значительное увели чение силы присоса. Такие характеристики необходимы при работе с хрупкими предметами. При Отпускании предмета в результате совместного действия пружин 12 и И поршень вдвигается в цилиндр, давление внутри пальцев повышается, что приводит к уменьшению силы присоса. При достижении поршнем дна цилиндра присос прекращается. Однако усилие сжатия еще соответствует предварительному поджатию пружин). При дальнейше.м у.меньшении силы натяжения управляющей тяги 10 происходит уменьшение силы сжатия предмета и, наконец, нарушение контакта с ним и разжатие кисти. Если при длительно.м удержании предмета в пневмосистему в результате ее негерметичности проник воздух, то его автоматически удаляют при разжатии кисти благодаря действию клапана, состоящего из эле.ментов 21 - 24 и срабатывающего при превышении давления внутри пневмосистемы выше установленного уровня. С целью устранения залипания присосок при отпускании пред.мета клапан регулируется таким образом, чтобы при разжатой кисти под присосками установилось некоторое избыточное давление. Формула изобретения I. Протез верхней конечности, содержащий гильзу плеча, гильзу предплечья, локтевой механизм, искусственную кисть с косметической оболочкой, имеюидую корпус, пальцы, механизм схвата в виде рычагов, управляющей тяги и возвратных пружин, отличающийся тем, что, с целью , повышения надежности схвата пред.метов при малой силе их сжатия, механизм схвата имеет подвижно установленный в гильзе предплечья вакуумный насос с поршне.м и цилиндром, которые шарнирно связаны соответственно с управляющей тягой и пальцами, одна из возвратных пружин установлена между цилиндром и порщнем, а пальцы выполнены в виде жестких трубок с отверстиями, связанных трубопроводами с вакуумным насосом, охваченных эластичными трубками с отверстиями и кольцевы.ми выступами на поверхности, образующими замкнутые камерыприсоски между эластичными трубками и расположенной поверх них косметической оболочкой. .. . 2. Протез по п. 1, отличающийся тем, что вакуумный насос снабжен клапаном выпуска воздуха.

/7