УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОННОГО ОЧУВСТВЛЕНИЯ ПОДВИЖНОСТИ ПАЛЬЦЕВ ИСКУССТВЕННОЙ КИСТИ
DEVICE FOR POSITIONAL SENSING OF ARTIFICIAL HAND FINGERS MOBILITY

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию и протезостроению.
Известна «Система управления биоэлектрическими протезами» по патенту РФ №243142 А1, МПК A61F 2/72, содержащая искусственную кисть, блок управления перемещениями пальцев искусственной кисти, датчик давления, преобразователь силы сжатия и первый вибратор, датчик угловых перемещений (например, в виде потенциометра), укрепленный на оси шарнира первого пальца, преобразователь положения пальцев и второй вибратор, а также блок ограничения времени подачи информации.
Недостатком данного устройства является то, что информация о положении или начале перемещения пальцев передается точечно в форме вибрационных сигналов двумя вибродатчиками по одному для каждого действия и не может дать инвалиду-оператору представления о взаимном позиционном расположении пальцев кисти относительно друг друга, в том числе, например, при действии за препятствием.
Наиболее близким по функциональной и технической сущности является устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти в «Системе управления биоэлектрическим протезом» по патенту №2653820 МПК A61F 2/72 - прототип.
Данная система содержит электромеханическую искусственную кисть, датчик угловых перемещений, укрепленный на оси шарнира первого пальца кисти, устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти и систему управления его подвижными активаторами. При этом устройство позиционного очувствления выполнено в виде модуля, содержащего основание с продольными пазами в которые вставлены с возможностью продольного перемещения контактные элементы двух активаторов кинематически посредством ходовых гаек соединенных с шарнирно закрепленным на основании ходовым винтом, один конец которого имеет правую, а второй левую резьбу, причем контактные элементы активаторов выполнены подпружиненными, а ходовой винт кинематически, например, посредством зубчатой передачи соединен с микроэлектроприводом, неподвижно закрепленным на основании, при этом один из активаторов соединен с подвижным звеном закрепленного на основании датчика перемещения активаторов - датчика обратной связи, выполненного в виде потенциометра поступательного типа, а система управления модулем содержит датчик угловых перемещений (например, в виде потенциометра), укрепленный на оси шарнира первого пальца, причем в канале управления микроэлектроприводом активаторов датчик угловых перемещений первого пальца и датчик перемещения активаторов, представляющий собой датчик обратной связи, соединены со входом сумматора, на выходе которого подключены первый и второй импульсные преобразователи, соединенные с усилителем мощности, выход которого подключен к электроприводу перемещения активаторов.
Недостатком данного устройства является то, что оно является конструктивно сложным дорогостоящим устройством с электроприводом и электронным блоком позиционного управления, что также увеличивает вес протеза.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в устройстве позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, содержащем основание с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения подпружиненные контактные элементы двух активаторов, соединенные кинематически с приводом, предлагается механизм перемещения активаторов выполнить в виде тросовой передачи, содержащей первый гибкий трос, закрепленный с одной стороны в канавке малого передающего шкива двойного блока шкивов, шарнирно закрепленного на основании, а с другой соединенный с приводным звеном рычажного пальцевого механизма активной искусственной кисти, оснащенной электромеханическим или механическим приводным устройством, при этом первый гибкий трос разместить в гибкой упругой направляющей, закрепленной с одной стороны на корпусе кисти, а с другой на основании устройства позиционного очувствления, а также второй гибкий трос, закрепленный в канавке шкива большего диаметра и соединенный кинематически с распределительным шкивом, шарнирно установленным на основании, образуя две ветви тросовой передачи разнонаправленного поступательного движения и прикрепленный к концу возвратной пружины растяжения, второй конец которой неподвижно соединить с основанием, причем один активатор прикрепить к одной из ветвей передачи поступательного движения, а второй к ветви противоположного направления движения.
Сущность изобретения поясняется рисунком, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти.
Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти, содержит основание 1 с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения подпружиненные контактные элементы 2 двух активаторов 3, 4, а также первый гибкий трос 5 закрепленный с одной стороны в канавке малого передающего шкива 8 двойного блока шкивов 8 и 10, шарнирно закрепленного на основании 1, а с другой соединенный с приводным звеном 6 рычажного пальцевого механизма активной искусственной кисти 7, оснащенной электромеханическим или механическим приводным устройством 14, при этом первый гибкий трос 5 размещен в гибкой упругой направляющей 9, закрепленной с одной стороны на корпусе кисти 7, а с другой на основании 1 устройства позиционного очувствления. Устройство также содержит второй гибкий трос 11, закрепленный в канавке шкива 10 большего диаметра и соединенный кинематически с распределительным шкивом 12, шарнирно установленным на основании 1, образуя две ветви тросовой передачи разнонаправленного поступательного движения и прикрепленный к концу возвратной пружины 13 растяжения, второй конец которой неподвижно соединен с основанием, причем один активатор 3 прикреплен к одной из ветвей передачи поступательного движения, а второй активатор 4 к ветви противоположного направления движения.
Использование устройства позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти осуществляется следующим образом.
В исходном положении пальцы искусственной кисти протеза руки сомкнуты. Оператор-инвалид, оснащенный, например, протезом предплечья, управляет движением пальцев активной искусственной кисти 7 и производит раскрытие пальцев. Приводное звено 6 рычажного пальцевого механизма активной искусственной кисти 7 натягивает первый трос 5, размещенный в гибкой упругой оболочке 9 и соединенный с малым шкивом 8, благодаря чему происходит поворот блока шкивов 8, 10. Соединенный со шкивом 10 второй трос 11 перемещает активаторы 3, 4 в противоположных направлениях, имитируя раскрытие пальцев, так как благодаря распределительному шкиву 12 образованы две ветви тросовой передачи разнонаправленного поступательного движения. При этом происходит натяжение возвратной пружины 13. При остановке раскрытия пальцев кисти движение активаторов 3.4 прекращается. При движении пальцев на закрытие возвратная пружина 13 перемещает активаторы 3,4 навстречу друг другу, имитируя движение пальцев на закрытие. Блок шкивов 8 и 10 разных диаметров выполняет роль тягового редуктора, обеспечивая необходимый рабочий ход активаторов 3 и 4.
Положительный эффект предложенного изобретения заключается в следующем. Предлагаемое изобретение обеспечивает конструктивную простоту устройства позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти полностью сохраняя его функциональные свойства, позволяя инвалиду-оператору в естественном режиме получить информацию о положении пальцев кисти, о начале движения, окончании движения и процессе самого движения, в том числе, например, при действии за препятствием. Устройство может быть рекомендовано для пользования слабовидящими инвалидами с ампутационными дефектами верхней конечности. При этом предлагаемое устройство позиционного очувствления может быть использовано как с электромеханической так и механической искусственной кистью.