Искусственная кисть Советский патент 1981 года по МПК A61F1/06 

(54) ИСКУССТВЕННАЯ КИСТЬ

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам верхних конечностей.

Известна искусственная кисть, которая содержит корпус с пальцами, контактный переключатель, ролик с тягой, пружину схвата для сгибания блока 2-5-го пальцев и кинематически связанные между собой бесступенчатый шарнирно-рычажный усилитель и автоматический фиксатор.

Усилитель выполнен в виде двуплечего рычага с пружиной и осью, несущей тягу. При этом рычаг песредетвом штифта соединен с установленным на основании первого пальца коромыслом, соединенным посредством шатуна и осей с автоматическим фиксатором, выполненным в виде упорной пластины, установленной на оси первого пальца, и подпружиненного кулачка в виде эксцентрика с втулкой для крепления тяги, закрепленных на кронштейне посредством оси 1.

Однако известная искусственная кисть не обеспечивает существенного увеличения силы схвата и не позволяет приблизить ее к затрачиваемому мышечному усилию инвалида, так как пружина, сгибающая пальцы.

и шарнирно-рычажный усилитель, обеспечивает действие силы на первый палец и блок 2-5-го пальцев до и после контакта их с предметом, при этом прилагаемая сила действует на два сегмента механизма, уменьшая коэффициент передаточного отношения, поэтому для достижения необходимой силы требуется значительное усилие инвалида.

Цель изобретения - уменьшение затрат мышечной энергии инвалида за счет приближения силы схвата кистью к затраченному инвалидом усилию.

Указанная цель достигается тем, что в известной искусственной кисти, содержащей корпус, первый палец с основанием, блок 2-5-го пальцев с осями, ролик с тягой, пружину схвата, усилитель и фиксатор с подпружиненным кулачком, на оси первого пальца установлена рамка, выполненная из двух пластин, соединенных перемычкой; на одной из пластин закреплен сухарик, контактируюший с кулачком фиксатора, и щатун, шарнирно соединенный с блоком 2-5-го пальцев, на другой пластине установлен контактный переключатель в виде подпружиненной защелки с выступом; усилитель выполнен в виде планки, размещенный на одной из пластин, причем на планке расположены стойка, ось усилителя, винт, ограничитель и кнопка с двумя закрепленными на ней пружинами, одна из которых расположена на оси усилителя, конец другой закреплен на рамке; тяга прикреплена к винту усилителя, в основании первого пальца выполнен паз под стойку усилителя, а на защелке и планке размещены два зуба с возможностью кинематического замыкания.

На фиг. 1 изображена искусственная кисть с частичным вырезом корпуса; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - рамка в положении дожатия; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4; на фиг. 6 - рамка в положении раскрытой кисти.

Кисть состоит из пластмассового корпуса 1 (фиг. П, блока 2 2-5-го паладев, кронштейна 3. На кронщтейне предусмотрены оси 4 (фиг. 2) блока 2-5-го пальцев, ка и фиксатора. На оси 5 установлено основание 7 1-го пальца, которое одновременно является деталью контактного переключателя. Последний, кроме того, содержит пружину 8 частичного сгибания 1-го пальца, упор 9, входящий в контакт с подпружиненной защелкой 10 (фиг. 3 и 4), на которой, предусмотрены выступ II и зуб 12 (фиг. 4). Защелка посредством оси 13 закреплена на рамке 14, которая также установлена на оси 5. Рамка 14 служит основанием, на котором установлены контактный переключатель с помощью оси 13, усилитель и сухарик автоматического фиксатора. Рамка состоит из пластин 15 и 16 (фиг. 5), неподвижно соединенных перемычкой 17. На пластине 15 закреплен сухарик 18, входящий в контакт с подпружиненным кулачком фиксатора, и шатун 19 (фиг. 4). Шатун 19 посредством оси 20 соединяется с блоко.м 2-5-го пальцев (фиг. 3). На пластине 16 посредством оси 21 установлен усилитель, выполненный в виде планки 22 (фиг. 6), на которой предусмотрен зуб 23, входящий в контакт (кинематическое замыкание) с зубом 12 защелки 10. На планке 22 закреплены стойка 24, ограничитель 25 и кнопка 26, к которой крепятся пружина 27 с постоянным плечом приложения момента вращающих сил и пружина 28 с переменным плечом приложения момента вращающих сил. В основании 7 первого пальца выполнен паз под стойку 24 усилителя. Другой конец пружины 28 закреплен на рамке 14 с помощью стойки 29. К усилителю посредством его винта 30 (фиг. 1 и 2) присоединена тяга 31 раскрытия пальцев, соединенная с помощью ушка 32 с роликом 33. На ролике закреплена упорная планка 34, входящая в односторонний контакт с втулкой 35 фиксатора (фиг. 1 и 3), которая неподвижно соединена с кулачком 36 фиксатора. На втулке установлена пружина 37 фиксатора. На корпусе кисти с помощью крючка 38 (фиг. 1) установлена пружина 39 схвата для сгибания пальцев, другой конец которой установлен на оси 20 блока 2-5-го пальцев.

Кисть работает следующим образом. Работа механизма кисти осуществляется

за счет движения мышц плечевого пояса посредством тяги 31 (фиг. 1 и 2), натяжение которой сначала вызывает поворот ролика 33 и планки 22 усилителя (фиг. 1 и 3) с закрепленными на ней деталями. Стойка 24, заходящая в паз основания 7 первого пальца (фиг. 1 и 2), вращает его в сторону раскрытия, снимает нагрузку с 1-го пальца и производит зарядку пружин 27 и 28 усилителя (фиг. 5). Когда усилитель достигает положения контакта зуба 23 планки 22 с

, зубом 12 защелки 10 (фиг. 3), происходит замыкание зубьев и фиксация исходного положения усилителя, упорная планка 34 (фиг. 1 и 2) подходит к выступу на втулке 35, вращает ее вместе с закрепленным на ней кулачком 36 фиксатора и расфиксовывает блок 2-5-го пальцев; после этого планка 22 усилителя прекращает вращение вокруг своей оси 21, а движется совместно с рамкой 14 (фиг. 4), вращение которой на оси первого пальца вызывает совместное

5 раскрытие всех пальцев до необходимой величины и зарядку пружины 39.

Освобождение тяги раскрытия пальцев от натягивания вызывает сгибание пальцев до контакта с предметом за счет пружины 39.

0 Одновременно с движением пальцев происходит поворот кулачка 36 фиксатора (фиг. 1 и 3), вращение которого осуществляется пружиной 37 (фиг. 3).

Как только общее движение пальцев вследствие встречи их с предметом или между собой прекращается, кулачок 36 фиксатора под действием пружины 37 входит в контакт с сухариком 18, закрепленным на рамке 14. Так как кулачок имеет самотормозящий профиль, то его контакт с сухариком

0 18 вызывает фиксацию рамки 14, которая носредством шатуна 19 фиксирует блок 2-5 го пальцев в достигнутом положении. Во время контакта пальцев с предметом происходит незначительное (по 3-4 мм) движение первого пальца в обратную сторону,

5 осуц ествляющееся за счет пружины 39, которая сжимает более слабую пружину 8 (фиг. 1 и 3), частичного сгибания 1-го пальца. Обратное движение основания первого пальца посредством упора 9 (фиг. 2) вызыQ вает поворот защелки 10 с зубом 12 (фиг. 4 и 3) и освобождение зуба 23 усилителя из зацепления. К этому времени блок 2-5-го пальцев и рамка зафиксированы. Поэто.му действие пружин 27 и 28 (фиг. 1) вызывает поворот усилителя и вместе с ним поворот

5 1-го пальца, за счет чего происходит усиление- силы схвата.

Усиление силы схвата происходит за счет изменения плеча приложения сил, сгибающих пальцы, которое, например, до контакта пальцев с предметом, равно 15 мм, после контакта, когда вступает в действие усилитель, плечо приложения силы на первом пальце равно 30 мм. Кроме того, имеется выигрыш в силе и два раза на самом усилителе, так как тяга, производящая зарядку пружины, имеет плечо 20 мм, а пружина отдает потенциальную энергию на плече 8 м Вместе с тем пружина 28 закреплена на усилителе таким образом, что по мере поворота усилителя она отходит от центра вращения усилителя, за счет чего вращающий момент возрастает.

Таким образом, искусственная кисть обеспечивает возможность производить зарядку пружины последовательно: при раскрытии пальцев сначала производится зарядка усилителя, затем, когда уси-литель достигает исходного положения, производится зарядка пружинь сгибания пальцев, а также позволяет производить расход потенциальной энергии последовательно: до контакта пальцев с предметом, когда для движения пальцев требуется незначительное усилие, расходуется меньще энергии, а основной расход энергии сконцентрировать на движении 1-го пальца, т.е. перераспределить накопление и расход энергии пружин таким образом, что при тех же затратах мышечной энергии, сила схвата увеличивается, а так как передаточное отношение увеличивается в два раза, то сила схвата увеличивается тоже в два раза.

Фи.г..1

А Б

Формула изобретения

Искусственная кисть, содержащая корпус, первый палец с основанием, блок 2-5-го пальцев с осями, ролик с тягой, пружину схвата, усилитель и фиксатор с подпружиненным кулачком, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения затрат мышечной энергии инвалида за счет приближения силы схвата кистью к затраченному инвалидом

усилию, на оси первого пальца установлена рамка, выполненная из двух пластин, соединенных перемычкой; на одной из пластин закреплен сухарик, контактирующий с кулачком фиксатора, и щатун, щарнирно соединенный с блоком 2-5-го пальцев, на другой пластине установлен контактный переключатель в виде подпружиненной защелки с выступом; усилитель выполнен в виде планки, размещенной на одной из пластин, причем на планке расположены стойка, ось усилителя, винт, ограничитель и кнопка с

0 двумя закрепленными на ней пружинами, одна из которых расположена на оси усилителя, конец другой закреплен на рамке; тяга прикреплена к винту усилителя, в основании первого пальца выполнен паз под стойку всилителя, а на защелке и планке размещены два зуба с возможностью кинематического замыкания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

0 № 480414, кл. А 61 F 1/06, 1975.

го

Puz.i