[2]Заявляемое техническое решение относится к области медицинской техники, а именно к протезированию и техническим средствам реабилитации пациентов.
[4]Известны косметические и активно-косметические протезы кисти рук, выполненные в виде каркаса и одеваемой на него оболочки, имеющей дактилоскопический рисунок и раскрашенной под натуральный цвет руки (например, патент Японии на изобретение JPH11207042, МПК A61F2/56, Патентообладатель National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, опубликован 03.08.1999, [1]). Данные изделия построены на принципе обязательного наличия косметической оболочки, имитирующей цвет и фактуру кожи руки. Такие изделия не способны обеспечивать социально активные жесты. Также изделия имеют технологические недостатки, увеличивающие габарит в области внутренней стороны «ладони», которая исключает естественное поднутрение, создавая эффект «раздутости» кисти.
[5]Среди протезов руки, известен, например, функционально-косметический протез кисти (патент РФ на изобретение RU2775647, МПК A61F2/54, патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», опубликован 05.07.2022, [2]), который в обязательном порядке предусматривает наличие косметической оболочки, имеющий внутри каркас из материала с эффектом «памяти» и возможностью сгибания (разгибания) пальцев в пределах 60°.
[6]Недостатком аналога является увеличенный габарит в области внутренней стороны «ладони», которая исключает естественное поднутрение, создавая эффект «раздутости» кисти.
[7]В качестве прототипа к заявляемому техническому решению принят протез функционально-косметической кисти со сферическими шарнирами "запястья" и третьего "сустава" первого "пальца" (RU2102037 от 21.05.1996, A61F2/54, Киракозов Левон Рубенович, Кузенков Сергей Степанович, опубл. 20.01.1998, [3]), содержащий каркас "ладони" с двумя сферическими шарнирами в «запястье», «большой» палец с шарниром у основания каркаса «ладони», пять пальцев с плоскими шарнирами с возможностью фиксации при помощи кнопок, расположенных на тыльной стороне ладони.
[8]Однако прототип [3] сложно реализуем и имеет сложное управление. Это вызывает затруднение, особенно в условиях социальной среды, где требуется быстрое и интуитивное управление. К тому же прототип имеет одностороннюю фиксацию шарниров между фалангами пальцев и предусматривает косметическую оболочку.
[9]Перечисленные недостатки упомянутых примеров можно разделить на 2 основных направления:
[10]1) Имитация цвета и фактуры кожи косметической оболочки не обеспечивает эстетического подобия в полной мере, так как со временем оболочка изнашивается, или меняется цвет кожи пользователя из-за загара. При этом статичность протеза с косметической оболочкой из-за отсутствия независимой подвижности каждого пальца в отдельности в пределах, имитирующих движение здоровой руки человека, даёт «себя обнаружить» в ущерб косметической функции.
[11]2) Полная или частичная неподвижность пальцев, или их зависимая подвижность не позволяет в полной мере использовать кисть для выполнения функциональных задач, так как не обладает геометрическими антропоморфными свойствами и не обеспечивает полноценную и естественную конфигурацию схватов кисти.
[12]Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении или использовании технического решения является создание такой механической конструкции, которая даёт возможность совершать независимое движение пальцев в каждом шарнире между всеми фалангами а также совершать независимое движение флексии и экстензии в шарнире запястья и ротационное движение в области «предплечья» обеспечивая пронацию и супинацию кисти, тем самым открывая возможность для максимальной геометрической имитации протеза по отношению к здоровой руке пользователя.
[13]Раскрытие заявляемого технического решения.
[14]Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является обеспечение антропоморфной идентичности с выполнением протезом всех естественных видов жестов «руки» задаваемых при помощи управления второй здоровой руки пользователя.
[15]Другими техническими результатами являются:
[16]- естественные виды схватов для удержания предметов весом от 200 до 1000 грамм (в зависимости от первоначальной настройки по желанию пользователя);
[17]- геометрически независимая динамичность конструкции. У аналогов антропоморфная идентичность достигается наличием косметической оболочки, имитирующей цвет и кожу руки человека;
[18]- компенсация зазора, который увеличивается в процессе эксплуатации и износа материала в паре трения шарнира.
[19]Сущность заявленного технического решения состоит в том, что функционально-косметический протез руки, содержит кисть с сопряженными с фалангами всех пальцев первыми шарнирами. Отличается тем, что протез имеет раму предплечья с каркасом культеприёмной гильзы, в котором жёстко закреплена культеприёмная гильза. При этом первые шарниры выполнены тугоподвижными, кисть имеет подвижное соединение с рамой предплечья посредством второго тугоподвижного шарнира запястья. Каркас культеприёмной гильзы имеет соединение с рамой предплечья посредством третьего тугоподвижного шарнира, обеспечивающего бесступенчатую ротацию. Первые шарниры и второй шарнир запястья выполнены пассивными. Каждая фаланга пальца протеза содержит петлю, выполненную из полимера, причем в осях петель с обеих сторон установлены винты с возможностью сжатия петель, а между проушинами и винтом установлены эластомерные пружины.
[20]Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
[21]Краткое описание чертежей.
[22]На фигуре 1 показана схема расположения основных элементов функционально - косметического протеза; на фиг. 2 - трехмерная модель косметического протеза; на фиг. 3 – схема расположения основных элементов конструкции пальца косметического протеза; на фиг. 4 – трехмерная модель конструкции пальца косметического протеза; на фиг. 5 – палец протеза (вид снизу); на фиг. 6 - палец протеза (вид сбоку); на фиг. 7 – разрез А-А фиг. 6; на фиг. 8 – вид В фиг. 7; на фиг. 9 – взрыв-схема пальца протеза.
[23]Перечень ссылочных обозначений фиг. 1-4:
[24]1 – первые тугоподвижные шарниры;
[25]2 – второй тугоподвижный шарнир;
[26]3 – третий тугоподвижный шарнир;
[29]6 – каркас культеприёмной гильзы;
[30]7 – культеприёмная гильза;
[32]Перечень ссылочных обозначений фиг. 5-9:
[37]13 – эластомерная пружина.
[38]Осуществление технических решений.
[39]Функционально-косметический протез руки (Часть Человека) (фиг. 1, 2) представляет собой «руку», содержащую кисть (4) и раму предплечья (5).
[40]При этом кисть (4) содержит пятнадцать пассивных первых тугоподвижных шарниров (1), сопряженных с фалангами (8) всех пальцев (фиг. 3, 4).
[41]Кисть (4) подвижно соединена с рамой предплечья (5) посредством второго пассивного тугоподвижного шарнира запястья (2), обеспечивающего бесступенчатое движение флексии или экстензии этой кисти (4).
[42]Рама предплечья (5) содержит каркас культеприёмной гильзы (6) и культеприёмную гильзу (7).
[43]Культеприёмная гильза (7) жёстко закреплена в каркасе культеприёмной гильзы (6).
[44]Каркас культеприёмной гильзы (6) соединён с рамой предплечья (5) посредством третьего тугоподвижного шарнира (3), обеспечивающего бесступенчатую ротацию в предплечье.
[45]Каждая фаланга (8) пальца протеза (фиг. 5-7) содержит петлю (9), выполненную из полимера и обладающую достаточной пластичностью. Трение обеспечено проушинами (10) петель (9) шарнира (фиг. 5).
[46]Петли (9) сжаты винтами (11), которые установлены в осях (12) с обеих сторон (фиг. 8, 9).
[47]Отличительной особенностью является использование эластомерных пружин (13), которые расположены между проушинами (10) и винтом (11)
[48]Эластомерные пружины (13) стягивают первый тугоподвижный шарнир (1) с обеих сторон, таким образом компенсируя зазор, который увеличивается в процессе эксплуатации и износа материала в паре трения шарнира.
[49]Каждый шарнир (1-3) включает в себя вращательную кинематическую пару с трением поверхностей, лежащих в плоскости, перпендикулярной оси вращения.
[50]Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенным выше примером.
[52]Движение всех шарниров реализовано посредством фрикционных пар трения. Всеми естественными жестами «руки» управляют при помощи второй здоровой руки пользователя.
[53]Данная конструкция, благодаря своей динамичности, позволяет максимально естественно имитировать положение здоровой руки зеркальным образом, тем самым гармонично компенсируя недостающую часть тела пользователя в различных ситуациях.
[54]Функционально косметический протез руки может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу изобретения на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения, а также критерию «полнота раскрытия» для изобретения.
[55]В соответствии с предложенным изобретением заявителем был изготовлен опытный образец функционально косметического протеза руки.
