Биоэлектрический ортопедический аппарат на верхнюю конечность

на. яхтQ "" "

О П И- М- Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

384520

Союэ Советских

Социалистических

Реслублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 13.VI I.1970 (№ 1464241/31-16) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.Ч.1973. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 22ЧП1.1973

М, Кл. А 6И 1/06

А 61f 5/01

А 61h 1 02

Комитет пе делам иаобретеиий и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 615.471.615.477 (088.8) Авторы изобретения

В. И. Делов, P И. Кушниров, Э. И. Пламм, Д. А. Штейн, Л. А. Савельев и Ц. А. Бурштейн

Центральный научно-исследовательский институт протезирования и протезостроения

Заявитель

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ АППАРАТ НА

ВЕРХНЮЮ КОНЕЧНОСТЬ

Изобретение относится к области протезирования, Известны биоэлектрические ортопедические аппараты на верхнюю конечность, содержащие манжеты предплечья и плеча, шарнирно соединенные с помощью шин, наплечник и токосъемники, блок питания, электрический сервопривод, электронный узел управления и рычажный кистедержатель.

Известные аппараты недостаточно управ- 10 ляют сгибанием-разгибанием предплечья относительно плеча, имеют низкую нагрузочную способность при поднятии и удержании груза и не обеспечивают активной механотерапии.

Предлагаемый аппарат отличается от из- 15 вестных тем, что с целью одновременного управления двумя парами движений, в нем установлен второй электрический сервопривод и логическое устройство, а в каждом канале помещен блок считывания импульсов, соединен- 20 ный через интегратор с блоком коммутации, входы которых подсоединены ко входу логического устройства, обеспечивающего попеременное подключение к выходу системы управления приводов кистедержателя или локтево- 25 го механизма.

Для проведения активной механотерапии конечности аппарат оснащен блоком-переключателем режимов сгибания-разгибания в локтевом суставе с управляемого на автоматиче- 30 ский, установленным между электронным узлом управления и релейно-реверсивным коммутатором, включающим, например, два параллельно соединенных электромагнитных реле с ограничительным резистором и два концевых выключателя на корпусе локтевого механизма.

Секторный замок выполнен с механизмом переключения, что повышает нагрузочную способность аппарата при поднятии и удержании груза.

На фиг. 1 изображен описываемый аппарат в положении сгибания предплечья, общий вид; на фиг. 2 — то же, в положении разгибания предплечья; на фиг. 3 — секторный замок, общий вид; на фиг. 4 — блок-схема биоэлектрической системы последовательного управления двумя парами движений; на фиг. 5 — принципиальная схема системы биоэлектрического управления; на фиг. б — электрическая схема коммутации с переключателем на автоматическое сгибание и разгибание при разработке сустава.

Биоэлектрический ортопедический аппарат на верхнюю конечность содержит наплечник

1 (на фиг. 1); шарнирно соединенные шинами

2 и 8 манжеты 4, б плеча и предплечья; реверсивный электрический сервопривод б для кисти с выходной винтовой парой 7, взаимодействующей с рычажным кистедержателем 8;

384520

15

20 второй электрический сервопривод 9 локтя, выходная пара которого выполнена также в виде винтовой пары с направляющими полуцилиндрическими поверхностями и тягой 10 перемещения шарнира по оси выходного винта.

Аппарат снабжен также двухканальной системой управления с общим усилителем 11 мощности (фиг. 4). B каждом канале этой системы имеются усилитель 12 напряжения токосъемного устройства 13; блок 14 считывания импульсов; интегратор 15; блок 1б коммутации с реле реверсирования 17 и 18 сервопривода б. В систему управления входит переключатель в виде логического устройства с выходным реле 19 (фиг. 5), переключающим управление с привода б кисти на сервопривод

9 локтя при появлении сигнала совместной активности обеих управляющих паретичных мышц. Кроме того, в сервоприводе 9 оппозитно установлены концевые нормально замкнутые микровыключатели 20 и 21 (фиг. 2).

Шарнирно соединенные шины 2 и 3 оснащены с внутренней стороны секторным замком 22, отключение которого возможно только при полном сгибании с помощью механизма 23 отключения.

Усилители 12 напряжения каждого канала выполнены трехкаскадными с трансформаторами на входах блоки 16 коммутации — двухкаскадными, общий усилитель 11 мощности— трехкаскадным, а логическое устройство состоит из реле 24 (фиг. 5) с двумя входными цепями от обоих интеграторов 15 и симметричного триггера 25 с выходными реле 2б и

19.

Биоэлектрический сигнал усиливается усилителем 12 напряжения и поступает на ждущий мультивибратор блока 14 считывания импульсов. Импульсы последнего, сглаженные интегратором 15, управляют блоком 1б коммутации, выходные реле 17 и 18 которого своими контактами К 17 и К 18 коммутируют обмотку реверсивного электрического сервопривода б кисти пропорционально степени напряжения мышц. В зависимости or того, по какому каналу, поступает сигнал управляющей мышцы, вал. электродвигателя привода вращается в одном или другом направлении.

При одновременной подаче сигналов по обеим каналам срабатывает логическое устройство, и.реле 2б своими контактами К 2б переключает систему в релейный режим, шунтируя усилитель 11 мощности, а реле 19 контактами К 19 подключает к системе второй электрический сервопривод 9 локтя, который управляется реле 17 и 18 непосредственно, ес25

55 ли он той же мощности, что и реверсивный электрический сервопривод б кисти (фиг. 4), или реле 27 и 28 (фиг. 5), если он имеет большую мощность. Система управления в случае неиспользования реле 2б (фиг. 5) может работать в пропорциональном режиме.

Для выборочного срабатывания второго электрического сервопривода 9 локтя в автоматическом реверсивном режиме при использовании описываемого аппарата и для механотерапии разрабатываемого локтевого сустава служит переключатель 29 (фиг. 6) от биоэлектрической системы управления на автоматическое переключение фаз электродвигателя локтя (для разработки кисти аналогично) с помощью двух параллельно скоммутированных электромагнитных реле 30 и 31 например, типа РЭС-10, питаемых через ограниченный резистор 32, исключающий их совместное включение.

Предмет изобретения

1. Биоэлектрический ортопедический аппарат на верхнюю конечность, содержащий манжеты предплечья и плеча, шарнирно соединенные с помощью шин, наплечник и токосъемники, блок питания, электрический сервопривод, электронный узел управления и рычажный кистедержатель, отличающийся тем, что, с целью одновременного управления двумя парами движений, в нем установлены второй электрический сервопривод и логическое устройство, а в каждом канале помещен блок считывания импульсов, соединенный через интегратор с блоком коммутации, входы которых подсоединены ко входу логического устройства, обеспечивающего попеременное подключение к выходу системы управления приводов кистедержателя или локтевого механизма.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения проведения активной механотерапии конечности, он оснащен блокомпереключателем режимов сгибания-разгибания в локтевом суставе с управляемого на автоматический, установленным между электронным узлом управления и релейно-реверсивным коммутатором, включающим, например, два параллельно соединенных электромагнитных реле с ограничительным резистором и два концевых выключателя на корпусе локтевого механизма.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности аппарата при поднятии и удержании груза, секторный замок выполнен с механизмом отключенияя.

384520

16

29

Фо h

Составитель Л. Соловьев

Техред А. Камышникова

Редактор В. Днбобес

Корректор Л. Царькова

Т»пограф»», пр. Сапу»ова, 2

Заказ 2300/6 Изд. ¹ 675 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5