DE19755465A1

DE19755465A1 - Cable operated artificial hand

Info

Publication number: DE19755465A1
Application number: DE19755465A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dechert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-17

Abstract

Each finger (1) and the thumb (1.5) of the artificial hand has an upper return cable (9) joined to the prosthesis with a spring (6) and a lower operating cable (3) joined to a main operating cable (18) by the drive. When the user moves a part of his/her arm (elbow, shoulder joint etc.) the main cable (18) is tensioned and a finger (1) or a group of fingers is moved. The artificial hand comes in a mechanically operated, a hydraulically driven, or in an electrically driven version.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine künstliche Hand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an artificial hand after Preamble of claim 1.

Es sind künstliche Hände mit einstellbaren Gliedern bekannt, die wie eine Zange bzw. wie die Schere eines Krebses funktio nieren. Der Antrieb kann verschieden sein, jedoch das Prinzip, vier Finger zusammen und der Daumen kommen in einem Punkt zusammen, bleibt. Diese bekannten künstlichen Hände haben den Nachteil, daß man mit den künstlichen Fingern keinen Gegen stand dicht und differenziert umfassen kann, folglich keinen Gegenstand richtig festhalten kann. Diese Prothesen imitieren nur äußerlich die Hand, die Funktionen sind jedoch mangelhaft.Artificial hands with adjustable limbs are known that works like a pair of pliers or the scissors of a cancer kidneys. The drive can be different, but the principle four fingers together and the thumb come in one point together, stay. These well-known artificial hands have the Disadvantage that you can not counter with the artificial fingers stood densely and differentiated, consequently none Can hold the object properly. Imitate these prostheses only the hand on the outside, but the functions are poor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine künstliche Hand zu schaffen, bei der die Finger und der Daumen jeder für sich auf beliebig geformten Gegenständen aufliegen und diese Gegen stände einzeln gleichstark umfassen und festhalten können, wobei die Finger, einschließlich Daumen auch differenziert be ansprucht werden können, und diese Beanspruchung durch Anwen dung einer zusätzlichen Einrichtung beliebig rückgängig ge macht werden kann, so daß damit die künstliche Hand den Ar beitsfunktionen einer menschlichen Hand nahe kommt. Die künst liche Hand soll mit einfachen und bekannten Bauteilen und in unkomplizierten Bauweise einfach und kostengünstig hergestellt werden können und darüber hinaus leicht und übersichtlich im Gebrauch sein.The invention has for its object an artificial hand to create the fingers and the thumb each for themselves lie on objects of any shape and these objects can hold and hold stands individually equally strong, the fingers, including the thumb, also being differentiated can be claimed, and this strain by users undo any additional facility can be made, so that with it the artificial hand the Ar work functions comes close to a human hand. The art Liche hand should with simple and known components and in uncomplicated construction simple and inexpensive to manufacture can be and also easy and clear in the Be use.

Die Lösung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 er reicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The solution is he by the features of claim 1 enough. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen;Exemplary embodiments of the invention are described below of the drawings explained in more detail. Show it;

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Schema einer künstlichen Hand mit Seilzugeinrichtung, Fig. 1 is a plan view of the schema of an artificial hand with pull means,

Fig. 2 eine weitere Ausführung des Schemas mit Seilzug, Fig. 2 shows another embodiment of the scheme with cable,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Fingers nach Fig. 1, Fig. 3 is a side view of a finger of FIG. 1,

Fig. 4 Schnitt A-A nach Fig. 3, Fig. 4 is a section AA of Fig. 3,

Fig. 5 eine Darstellung eines eingeknickten Fingers, Fig. 5 is an illustration of a buckled finger,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Schema einer künstlichen Hand mit hydraulischer Einrichtung, Fig. 6 is a plan view of the schema of an artificial hand with hydraulic means,

Fig. 7 Einzelheit Z nach Fig. 6, Fig. 7 detail Z in Fig. 6,

Fig. 8 Schalttafel, die am Arm getragen wird, Fig. 8 panel, which is worn on the arm,

Fig. 9 die Seitenansicht eines 4-Wegehahnes, Fig. 9 is a side view of a 4-way valve,

Fig. 10 Schnitt A-A nach Fig. 9, Fig. 10 section AA according to FIG. 9,

Fig. 11 die Vorderansicht eines Handrades, Fig. 11 is a front view of a hand wheel,

Fig. 12 Einzelheit X nach Fig. 2. Fig. 12 detail X of FIG. 2.

Nach Fig. 1 sind alle Finger 1 [Zeigefinger 1.4, Mittelfinger 1.3, Ringfinger 1.2, kleine Finger 1.1 einschließlich Daumen 1.5] der künstlichen Hand untereinander mechanisch verbunden. Der Antrieb des Zeigefingers 1.4 und des Mittelfingers 1.3 ist durch eine Betätigungsschnur 3.1 und durch ein Schnurrad 5.1 zu einer Gruppe verbunden. Der kleine Finger 1.1 und der Ring finger 1.2 sind durch eine Betätigungsschnur 3.2 und durch ein Schnurrad 5.2 zu einer Gruppe verbunden. Die Schnurräder 5.1 und 5.2 sind mit ihren Achsen 11.1 und 11.2 an einem Ausgleichshebel 10.1 drehbar gelagert. An dem Ausgleichshebel 10.1 ist eine Verbindungsstange 12.1 mit einer Achse 15.1, die den Ausgleichshebel 10.1 in Hebelarme L3 und L4 unterteilt, angeordnet. Der Ausgleichshebel 10.1 dient als Differenzial zwischen den beiden Gruppen. Durch diesen Ausgleichshebel 10.1 ist auch der Antrieb der vier Finger 1 zu einer Gruppe verbun den. Am anderen Ende der Verbindungsstange 12.1 ist diese an einem weiteren Ausgleichshebel 10.2 mittels einer Achse 15.2 verbunden. An dem anderen Ende des Ausgleichshebels 10.2 ist über eine Achse 17 und einer daran angebrachten Betätigungs schnur 3.3 der Daumen 1.5 verbunden. An dem Ausgleichshebel 10.2 ist eine Verbindungsstange 12.2 mit einer Achse 16, die den Ausgleichshebel 10.2 in Hebelarme L1 und L2 unterteilt, angeordnet. Auch dieser Ausgleichshebel 10.2 dient als Diffe renzial zwischen den Gruppen (Daumen 1.5 und restlichen vier Finger 1). Das andere Ende der Verbindungsstange 12.2 ist mit einem Hauptbetätigungsstrang 18 verbunden, der in der Art eines Bowdenzuges ausgeführt und in Schlaufen 19 bis hin zu einem Festpunkt 21 geführt ist. Die Schlaufen 19 und ebenso der Festpunkt 21 sind an geeigneter Stelle, beispielsweise am Arm des Versehrten, befestigt. Die vom Versehrten angewandte Kraft wird vom Festpunkt 21 über einen in Schlaufen 19 geführ ten Draht 20 über die Achse 16 auf den Ausgleichshebel 10.2 übertragen. Die Kraft verteilt sich differenziert, abhängig von der Länge der Hebelarme L1 und L2 auf den Daumen 1.5 und auf die Finger 1. Die Kraft auf die Finger 1 verteilt sich dif ferenziert, abhängig von der Länge der Hebelarme L3 und L4 zwi schen den Gruppen der Finger 1 (Gruppe Zeigefinger 1.4, Mittel finger 1.3 und Gruppe Ringfinger 1.2, kleine Finger 1.1). Die Kräfte werden jeweils über das Schnurrad 5.1 und Betätigungs schnur 3.1 auf Zeigefinger 1.4, Mittelfinger 1.3 und über das Schnurrad 5.2 und Betätigungsschnur 3.2 auf Ringfinger 1.2, kleine Finger 1.1 übertragen und zwingt dadurch die Finger 1 sich zu krümmen.According to Fig. 1, all of the fingers are interconnected artificial hand mechanically 1 [1.5 1.4 index finger, middle finger 1.3, 1.2 ring finger, little finger including thumb 1.1]. The drive of the index finger 1.4 and the middle finger 1.3 is connected to a group by an actuating cord 3.1 and a cord wheel 5.1 . The little finger 1.1 and the ring finger 1.2 are connected to a group by an actuating cord 3.2 and a cord wheel 5.2 . The line wheels 5.1 and 5.2 are rotatably mounted with their axes 11.1 and 11.2 on a compensating lever 10.1 . To said balance lever is a connecting rod 10.1 12.1 15.1 having an axis which divides the balance lever 10.1 in lever arms L3 and L4 are arranged. The balance lever 10.1 serves as a differential between the two groups. Through this compensating lever 10.1 , the drive of the four fingers 1 is connected to a group. At the other end of the connecting rod 12.1 , this is connected to a further compensating lever 10.2 by means of an axis 15.2 . At the other end of the compensating lever 10.2 is connected via an axis 17 and an attached actuation cord 3.3 of the thumb 1.5 . To said balance lever is a connecting rod 10.2 12.2 having an axis 16, which divides the balance lever 10.2 in lever arms L1 and L2 are disposed. This compensating lever 10.2 also serves as a differential between the groups (thumb 1.5 and the remaining four fingers 1 ). The other end of the connecting rod 12.2 is connected to a main operating line 18 , which is designed in the manner of a Bowden cable and is guided in loops 19 up to a fixed point 21 . The loops 19 and also the fixed point 21 are fastened at a suitable point, for example on the arm of the injured person. The force applied by the injured person is transmitted from the fixed point 21 via a wire 20 guided in loops 19 via the axis 16 to the compensating lever 10.2 . The force is distributed differently, depending on the length of the lever arms L1 and L2 on the thumb 1.5 and on the fingers 1 . The force on the fingers 1 is differentiated, depending on the length of the lever arms L3 and L4 between the groups of fingers 1 (group of index fingers 1.4 , middle fingers 1.3 and group ring fingers 1.2 , little fingers 1.1 ). The forces are transmitted via the line wheel 5.1 and line 3.1 to the index finger 1.4 , middle finger 1.3 and via the line wheel 5.2 and line 3.2 to the ring finger 1.2 , small finger 1.1 , forcing the fingers 1 to bend.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen den Aufbau eines einzelnen Fingers 1 am Beispiel des Zeigefingers 1.4 nach Fig. 1. Der Finger 1 besteht aus künstlichen Fingergliedern 2, die mit Scharnieren 8 miteinander verbunden sind. Im oberen Teil des Fingers 1.4 ist eine Rückholschnur 9 vorgesehen, die innen entlang geführt wird und an der Fingerspitze sowie an einer Befestigung 7 an der Prothese endet. An einem Ende der Rückholschnur 9 ist eine Feder 6 angeordnet. Diese Rückholschnur 9 in Verbindung mit der Feder 6 streckt den Finger 1. Im unteren Teil des Fingers 1 wird die Betätigungsschnur 3.1 geführt. Sie endet innen an der Fingerspitze an der Befestigung 7' und führt zum Schnurrad 5.1. Wird die Betätigungsschnur 3.1 gezogen, zieht die Feder 6 auseinander und es wird zuerst das äußere Finger glied 2 und danach bei weiterem Zug werden die nächsten Finger glieder 2 wie auch in Fig. 5 dargestellt geknickt. Nach Entla stung der Betätigungsschnur 3.1 wird unter Wirkung der Feder 6 die Rückholschnur 9 eingeholt und das künstliche Fingerglied 2 bzw. Fingerglieder 2 strecken sich. FIGS. 3 to 5 show the structure of a single finger 1 using the example of the index finger of 1.4 of FIG. 1. The finger 1 is made artificial finger members 2, which are interconnected by hinges. 8 In the upper part of the finger 1.4 there is a return cord 9 which is guided along the inside and ends at the fingertip and at a fastening 7 on the prosthesis. A spring 6 is arranged at one end of the return cord 9 . This return cord 9 in connection with the spring 6 stretches the finger 1 . The actuating cord 3.1 is guided in the lower part of the finger 1 . It ends on the inside of the fingertip at the attachment 7 'and leads to the line wheel 5.1 . If the actuating cord 3.1 is pulled, the spring 6 pulls apart and it becomes the outer finger member 2 and then with further pull the next finger members 2 are bent as shown in Fig. 5. After releasing the actuating cord 3.1 , the return cord 9 is brought under the action of the spring 6 and the artificial phalange 2 or phalanges 2 stretch.

Dieses kinematische Prinzip nach Fig. 1 wiederholt sich in einer anderen Ausführung mit Seilzug gemäß Fig. 2. Ein Schnur rad 5.3 ist zugleich Hebel mit den Hebelarmen L1 und L2 und ein Schnurrad 5.4 ist zugleich Hebel mit den Hebelarmen L3 und L4 analog zu den Hebelarmen L1 bis L4 nach Fig. 1. Zusätzlich sind Klemmeinrichtungen 4 vorgesehen, die die Betätigungsschnü re 3.1, 3.2 und 3.3 ummanteln. Diese Klemmeinrichtungen 4 sind detailliert in Fig. 12 dargestellt. Der Hauptbetätigungsstrang 18 ist an dem Schnurrad 5.3 mit Betätigungsschnur 3.3 festge macht, wobei ein Ende zum Daumen 1.5 geführt und das andere Ende am Schnurrad 5.4 befestigt wird. Das Schnurrad 5.4 nimmt eine Betätigungsschnur 3.4 auf, dessen eine Ende am Schnurrad 5.1 und dessen andere Ende am Schnurrad 5.2 befestigt ist. Das Schnurrad 5.1 nimmt die Betätigungsschnur 3.1 und das Schnur rad 5.2 die Betätigungsschnur 3.2 auf. Die Betätigungsschnur 3.3, die Betätigungsschnur 3.1 und die Betätigungsschnur 3.4 zwischen Schnurrad 5.4 und 5.2 nehmen jeweils eine Klemmein richtung 4 auf, die an der Prothese festgemacht sind. Das Prinzip funktioniert folgendermaßen: Die von dem Versehrten angewandte Kraft wird von dem Hauptbetätigungsstrang 18 über Schnurrad 5.3 auf das Schnurrad 5.4 und auf den Daumen 1.5 übertragen. Das Schnurrad 5.4 überträgt die Kraft auf die Schnurräder 5.1 und 5.2. Die am Schnurrad 5.2 anliegende Kraft wird an den kleinen Finger 1.1, an den Ringfinger 1.2 und die am Schnurrad 5.1 anliegende Kraft wird an den Mittelfinger 1.3, Zeigefinger 1.4 übertragen, so daß diese sich krümmen. Dabei führen die Betätigungsschnüre 3.3, 3.1 und 3.4 durch die Klemmeinrichtungen 4, mit denen eine zusätzliche Wirkung er reicht werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung diese Klemm einrichtungen 4 an verschiedenen Stellen des Seilzugan triebes, vorzugsweise vor der Einmündung der Betätigungsschnü re 3 in die Finger 1 bzw. in den Daumen 1.5 anzuordnen. Das heißt, daß derartige Klemmeinrichtungen 4 auch in den Seilzug antrieb nach Fig. 1 eingebaut sein können. Die Klemmeinrichtun gen 4 bestehen aus einem Innenkonus 33 und einen an der Prothe se festgemachten Außenkonus 34. Der Innenkonus 33 besteht aus einer Vielzahl von Lamellen 40. An dem nicht geschlitzten Teil des Innenkonus 33 ist eine Nut 36 vorgesehen. Der Innenko nus 33 weist eine zentrale Bohrung 37 auf, durch die die jewei ligen Betätigungsschnüre 3.1, 3.3, 3.4 hindurchgeführt sind. In die Nut 36 greift der gabelartige Teil eines Winkels 35. Diese Winkel 35 sind durch eine Gelenkachse 39 scharnierartig ausgebildet. Alle Klemmeinrichtungen 4 sind an der Prothese festgemacht. Zwischen dem aufliegenden Schenkel des Winkels 35 und dem Außenkonus 34 ist eine Feder 38 angeordnet. Wird auf den Winkel 35 gedrückt, so zieht sich der Innenkonus 33 aus dem Außenkonus 34 heraus. Die Feder 38 ist für das Festhalten des Innenkonusses 33 an seinem Platz vorgesehen. Die Betäti gungsschnüre 3.1, 3.3, 3.4 können sich in der Bohrung 37 nur nach rechts frei bewegen, wobei sich die Finger 1 bzw. Daumen 1.5 krümmen. Der mit Kraft beaufschlagte Finger 1 bzw. Daumen 1.5 zieht die Betätigungsschnur 3.1, 3.2 bzw. 3.1 nach links, wobei der jeweilige Innenkonus 33 blockiert wird. Je größer die Belastung, desto stärker ist die Fixierung. Um die Fixie rung zu lösen, genügt es, auf den Winkel 35 zu drücken. Der ga belförmige Teil des Winkels 35 zieht den Innenkonus 33 aus dem Außenkonus 34 heraus, wobei die Lamellen 40 des Innenkonusses 33 die Fixierung lösen und die jeweiligen Betätigungsschnüre 3.1, 3.3 und 3.4 frei in den Bohrungen 37 gleiten können. Mit dieser konstruktiven Auslegung funktionieren die Klemmeinrich tungen 4 wie ein Sperrad, d. h., daß die Finger 1 einschließ lich Daumen 1.5 sich frei krümmen können, jedoch strecken nur dann, wenn die Klemmeinrichtung 4 gelöst wird. Dieses Schema erlaubt dadurch die Finger 1 bzw. Daumen 1.5 in gekrümmter oder gestreckter Lage und in beliebigen Kombinationen zu fixie ren. This kinematic principle according to FIG. 1 is repeated in another embodiment with a cable pull according to FIG. 2. A cord wheel 5.3 is also a lever with the lever arms L1 and L2 and a cord wheel 5.4 is also a lever with the lever arms L3 and L4 analogous to the lever arms L1 to L4 according to FIG. 1. In addition, clamping devices 4 are provided which encase the actuating cords 3.1 , 3.2 and 3.3 . These clamping devices 4 are shown in detail in FIG. 12. The main operating line 18 is festge on the line wheel 5.3 with operating line 3.3 , one end leading to the thumb 1.5 and the other end being fastened to the line wheel 5.4 . The cord wheel 5.4 receives an actuating cord 3.4 , one end of which is attached to the cord wheel 5.1 and the other end of which is attached to the cord wheel 5.2 . The line wheel 5.1 receives the operating line 3.1 and the line wheel 5.2 the operating line 3.2 . The actuating cord 3.3 , the actuating cord 3.1 and the actuating cord 3.4 between the cord wheel 5.4 and 5.2 each take a Klemmein device 4 , which are attached to the prosthesis. The principle works as follows: The force applied by the injured person is transmitted from the main actuation line 18 via the line wheel 5.3 to the line wheel 5.4 and to the thumb 1.5 . The line wheel 5.4 transfers the force to the line wheels 5.1 and 5.2 . The force applied to the line wheel 5.2 is transmitted to the little finger 1.1 , to the ring finger 1.2 and the force applied to the line wheel 5.1 is transmitted to the middle finger 1.3 , index finger 1.4 , so that they curve. The actuating cords 3.3 , 3.1 and 3.4 lead through the clamping devices 4 , with which an additional effect can be achieved. It is in the sense of the invention, these clamping devices 4 at different locations of the cable pull drive, preferably before the confluence of the actuating cords 3 in the fingers 1 or in the thumb 1.5 to arrange. That means that such clamping devices 4 can also be installed in the cable drive according to FIG. 1. The Klemmeinrichtun gene 4 consist of an inner cone 33 and an outer cone 34 attached to the prothe se. The inner cone 33 consists of a plurality of fins 40 . A groove 36 is provided on the non-slotted part of the inner cone 33 . The inner cone 33 has a central bore 37 through which the respective operating cords 3.1 , 3.3 , 3.4 are passed. The fork-like part of an angle 35 engages in the groove 36 . These angles 35 are formed like a hinge by a hinge axis 39 . All clamping devices 4 are attached to the prosthesis. A spring 38 is arranged between the overlying leg of the angle 35 and the outer cone 34 . If the angle 35 is pressed, the inner cone 33 pulls out of the outer cone 34 . The spring 38 is provided for holding the inner cone 33 in place. The actuation cords 3.1 , 3.3 , 3.4 can only move freely to the right in the bore 37 , the fingers 1 and thumb 1.5 being curved. The force applied finger 1 or thumb 1.5 pulls the actuating cord 3.1 , 3.2 or 3.1 to the left, the respective inner cone 33 being blocked. The greater the load, the stronger the fixation. To release the fixation, it is sufficient to press on the angle 35 . The fork-shaped part of the angle 35 pulls the inner cone 33 out of the outer cone 34 , the lamellae 40 of the inner cone 33 releasing the fixation and the respective actuating cords 3.1 , 3.3 and 3.4 being able to slide freely in the bores 37 . With this constructive design, the Klemmeinrich lines 4 function like a ratchet wheel, ie that the fingers 1 including the thumb 1.5 can freely bend, but only stretch when the clamping device 4 is released. This scheme allows the fingers 1 or thumb 1.5 to fixie ren in a curved or extended position and in any combination.

Die Prothese mit diesem mechanischen Antrieb kann wie nachfol gend beschrieben benutzt werden:The prosthesis with this mechanical drive can be as follows described below:

Situation 1

Ein Gegenstand soll mit der Hand umfasst werden, z. B. ein Hammer, ein Telefonhörer. Die Prothese wird mit der nach unten gerichteten Handfläche auf den Gegenstand aufgelegt, der Ellen bogen wird zur Seite geführt, so daß sich der Hauptbetätigungs strang 18 spannt und sich daraufhin die Finger 1 und der Dau men 1.5 bewegen. Beim Umfassen des Gegenstandes erfolgt seine Fixierung, das heißt, das der Versehrte z. B. mit dem Hammer arbeiten kann, ohne dabei zu befürchten, das der Hammer aus der Verklammerung fällt. Für das Öffnen der Fixierung reicht es aus, auf die Winkel 35 gleichwie zu drücken. Z.B. durch Auflegen auf eine Tischkante, auf ein Knie oder es wird mit der anderen Hand drauf gedrückt.An object should be gripped by hand, e.g. B. a hammer, a telephone handset. The prosthesis is placed with the palm facing down on the object, the elbow is guided to the side, so that the main operating line 18 tensions and then the fingers 1 and Dau men 1.5 move. When the object is grasped, it is fixed, that is, the injured z. B. can work with the hammer without fear that the hammer falls out of the bracket. To open the fixation, it is sufficient to press the angle 35 as well. For example, by laying on the edge of a table, on one knee or pressing on it with the other hand.

Situation 2

Ein nicht so großer Gegenstand soll mit drei Fingern 1 gehal ten werden, z. B. ein Kugelschreiber oder ein Löffel. Zuerst werden alle Finger 1 sowie der Daumen 1.5 zur Faust geballt. Die Fixierung des Daumen 1.5, des Zeigefingers 1.4 und des Mittelfingers 1.3 werden gelöst. Der kleine Finger 1.1 und der Ringfinger 1.2 bleiben gekrümmt. Der zu haltende Gegenstand wird zwischen den Daumen 1.5, den Mittelfinger 1.3 und den Zeigefinger 1.4 gelegt. Der Ellenbogen wird zur Seite geführt, so daß die Fixierung des Gegenstandes zwischen diesen Fingern 1 und dem Daumen 1.5 erfolgt.A not so large object should be held with three fingers 1 , z. B. a ballpoint pen or a spoon. First all fingers 1 and thumb 1.5 are clenched into a fist. The fixation of the thumb 1.5 , the index finger 1.4 and the middle finger 1.3 are released. The little finger 1.1 and the ring finger 1.2 remain curved. The object to be held is placed between the thumb 1.5 , the middle finger 1.3 and the index finger 1.4 . The elbow is moved to the side so that the object is fixed between these fingers 1 and the thumb 1.5 .

Situation 3

Ein kleiner Gegenstand soll mit zwei Fingern 1 gehalten wer den, z. B. eine Nadel, eine Münze oder ein Schlüssel. Alle Finger 1 und der Daumen 1.5 werden zur Faust geballt. Die Fixierung des Daumens 1.5 und des Zeigefingers 1.4 werden gelöst. Der kleine Finger 1.1, der Ringfinger 1.2 und der Mittelfinger 1.3 bleiben gekrümmt. Mit dem Daumen 1.5 und dem Zeigefinger 1.4 kann der Versehrte nun arbeiten. A small object is to be held with two fingers 1 who the z. B. a needle, a coin or a key. All fingers 1 and thumb 1.5 are clenched into a fist. The fixation of the thumb 1.5 and the index finger 1.4 are released. The little finger 1.1 , the ring finger 1.2 and the middle finger 1.3 remain curved. The injured person can now work with the thumb 1.5 and the index finger 1.4 .

Situation 4

Der Daumen 1.5 soll benutzt werden, z. B. beim Klingeln, beim Drücken auf die Tasten eines Computers. Zuerst werden alle Finger 1 und der Daumen 1.5 geballt. Und nun wird nur der Daumen 1.5 gelöst.The thumb 1.5 should be used, e.g. B. when ringing, when pressing the buttons on a computer. First all fingers 1 and thumb 1.5 are clenched. And now only thumb 1.5 is released .

Es ist im Sinne der Erfindung, daß die Prothese mit mechani schen Antrieben versehen wird. Diese Einrichtungen können außerhalb der Prothese liegen, z. B. auf dem Gürtel oder in einer Hosentasche.. Die mechanischen Verbindungen zu den Fin gern 1 und dem Daumen 1.5 können durch Bowdenzüge erfolgen, wobei die Mechanismen wie kleine Lenkräder von Modellautos ausgebildet sein können.It is within the meaning of the invention that the prosthesis is provided with mechanical drives. These devices can be outside the prosthesis, e.g. B. on the belt or in a pocket .. The mechanical connections to the fin like 1 and the thumb 1.5 can be done by Bowden cables, the mechanisms can be designed like small steering wheels of model cars.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird in den Fig. 6 bis 11 dargestellt. Gemäß Fig. 6 ist der mechanische Antrieb vom Prinzip her wie bereits in dem Beispiel nach Fig. 1 beschrieben. Der Antrieb ist durch einen hydraulischen ersetzt. Es ist im Sinne der Erfindung auch einen pneumati schen Antrieb entsprechend anzuwenden. Die Betätigungsschnüre 3 enden jeweils über eine Kolbenstange 23 in einem Kolben 22. Alle Kolben 22 sind über Hydraulikleitungen 24 miteinander verbunden. Die Fixierung erfolgt über Absperrventile 25. Da die Kraft der Finger 1 und des Daumen 1.5 unterschiedlich ist, jedoch der Druck in der Hydraulikleitung 24 für alle gleich ist, muß der Durchmesser des Kolbens 22 für jeden Finger 1 und für den Daumen 1.5 nach der Formel D = 2√P/Fn errechnet werden. In der Formel bedeuten: D = Durchmesser, P = Druck der Arbeitsflüs sigkeit, F = Kraft des Fingers, π=3,14. Gemäß Fig. 7 ist an einem Hauptkolben 26 mit Kolbenstange 27 der Hauptbetätigungsstrang 18 festgemacht und führt zu dem Festpunkt 21 am Versehrten. Der Hauptkolben 26 ist nach klassischem Schema ausgebildet und unmittelbar am "Becher" der Prothese festgemacht. Bewegt der Versehrte das Schultergelenk, spannt oder lockert sich der Hauptbetätigungsstrang 18 und entsprechend wird die Arbeits flüssigkeit bewegt. Kommt die Arbeitsflüssigkeit von dem Haupt kolben 26 über eine Haupthydraulikleitung 28 zu den Hydrau likleitungen 24 und durch die Absperrventile 25 in die Kolben 22 und über die Kolbenstangen 23 an die jeweiligen Betätigungs schnüre 3, krümmen sich die Finger 1 und der Daumen 1.5 solan ge, bis sie den Gegenstand umfaßt haben. Danach kann jeder für sich in beliebiger Stellung durch das entsprechende Absperrven til 25 fixiert werden. Fig. 8 zeigt eine Schalttafel für die Betätigung der Absperrventile 25. Diese Schalttafel kann z. B. am oberen Teil der Handwurzel des Versehrten getragen werden. Die jeweiligen Absperrventile 25 sind über Verbindungsleitun gen 29 mit EIN/AUS-Schaltern 30 verbunden. Je nach Wunsch wird der entsprechende Schalter 30 geschaltet und blockiert bzw. löst das entsprechende Absperrventil 25. Dadurch werden wie be schrieben, ein oder mehrere Finger 1 einschließlich Daumen 1.5 blockiert.Another embodiment of the invention is shown in FIGS. 6 to 11. Referring to FIG. 6, the mechanical drive is described in principle, as in the example of FIG. 1. The drive is replaced by a hydraulic one. In the sense of the invention, it is also appropriate to use a pneumatic drive. The actuating cords 3 each end in a piston 22 via a piston rod 23 . All pistons 22 are connected to one another via hydraulic lines 24 . The fixation takes place via shut-off valves 25 . Since the force of the fingers 1 and the thumb 1.5 is different, but the pressure in the hydraulic line 24 is the same for everyone, the diameter of the piston 22 must be for each finger 1 and for the thumb 1.5 according to the formula D = 2√P / Fn can be calculated. In the formula: D = diameter, P = pressure of the working fluid, F = force of the finger, π = 3.14. According to FIG. 7, the main operating line 18 is fastened to a main piston 26 with a piston rod 27 and leads to the fixed point 21 on the injured person. The main piston 26 is designed according to a classic scheme and is attached directly to the "cup" of the prosthesis. Moves the injured shoulder joint, tensions or loosens the main operating line 18 and the working fluid is moved accordingly. Comes the working fluid from the main piston 26 via a main hydraulic line 28 to the hydraulic liklinien 24 and through the shut-off valves 25 in the piston 22 and the piston rods 23 to the respective actuating cords 3 , the fingers 1 and the thumb 1.5 solan ge, until they have embraced the subject. Then everyone can be fixed in any position by the corresponding shut-off valve 25 . Fig. 8 shows a control panel for operating the shut-off valves 25th This panel can e.g. B. worn on the upper part of the wrist of the injured. The respective shut-off valves 25 are connected via connecting lines 29 to ON / OFF switches 30 . Depending on the request, the corresponding switch 30 is switched and blocked or releases the corresponding shut-off valve 25 . As a result, one or more fingers 1 including thumb 1.5 are blocked as described.

Bei Ausbildung der Einrichtung mit einem pneumatischen Antrieb kann ein sogenannter "künstlicher Muskel" Anwendung finden. Dabei wird eine Außenhülle aus einem Gummischlauch gebildet, der sich beim Füllen mit Luft ausdehnt und seine Länge dabei verkürzt. Diese Eigenschaft wird für den Antrieb der Finger 1 bzw. des Daumens 1.5 ausgenutzt. Dabei geschieht das Umgreifen äußerst sanft. Die Kanäle für die künstlichen Muskel befinden sich vorteilhafterweise am "Becher" der Prothese. Der Luftkom pressor und die Ventile können von bereits vorhandenen Geräten aus der Blutdruckmessung verwendet werden. Auf eine detaillier te Darstellung wird verzichtet, da der konstruktive Aufbau, das Prinzip nahezu mit der bereits beschriebenen Hydraulik anordnung identisch ist.When the device is designed with a pneumatic drive, a so-called "artificial muscle" can be used. An outer shell is formed from a rubber tube that expands when filled with air and thereby shortens its length. This property is used to drive fingers 1 or thumb 1.5 . The grip is extremely gentle. The channels for the artificial muscles are advantageously located on the "cup" of the prosthesis. The air compressor and the valves can be used by existing blood pressure measurement devices. A detailed description is omitted because the construction, the principle is almost identical to the hydraulic arrangement already described.

Anstelle der Absperrventile 25 gemäß Fig. 8 kann ein Vierwege hahn 31 wie in Fig. 9 dargestellt, angeordnet werden. Der Vierwegehahn 31 besteht aus einem äußeren Kegel 41 mit vier Bohrungen 42, 43, 44, und 45, in die jeweils Schlauchstutzen 46 für das Aufstecken der Hydraulikleitungen 24 eingeschraubt werden. An den Vierwegehahn 31 wird die Haupthydraulikleitung 28 angeschlossen. Ein innerer Kegel 47 hat nach außen hin einen Vierkant 48, auf den ein Handrad 49 aufgesteckt wird. Das Handrad 49 ist als Armreifen ausgebildet und dient für das Drehen des inneren Kegels 47. Strömt Arbeitsflüssigkeit aus der Haupthydraulikleitung 28 in den inneren Kegel 47 wird diese je nach Stellung des inneren Kegels 47 in die Schlauch stutzen 46 und weiter in die Kolben 22 geleitet und der jewei lige Finger 1 bzw. Daumen 1.5 wird blockiert.Instead of the shut-off valves 25 according to FIG. 8, a four-way valve 31 can be arranged as shown in FIG. 9. The four-way valve 31 consists of an outer cone 41 with four bores 42 , 43 , 44 , and 45 , into each of which hose connectors 46 for screwing on the hydraulic lines 24 are screwed. The main hydraulic line 28 is connected to the four-way valve 31 . An inner cone 47 has a square 48 on the outside, onto which a handwheel 49 is attached. The handwheel 49 is designed as a bracelet and is used for rotating the inner cone 47 . Flows working fluid from the main hydraulic line 28 into the inner cone 47 , depending on the position of the inner cone 47 in the hose 46 and further directed into the piston 22 and the respective finger 1 or thumb 1.5 is blocked.

Die Prothese kann aus Perlon, Kunststoff, Metall und Gummi her gestellt sein. Sie ist der menschlichen Hand nachgeformt und kann mit hautähnlich gezeichneten Gummihandschuhen überzogen werden. The prosthesis can be made of Perlon, plastic, metal and rubber be posed. It is modeled on the human hand and can be covered with skin-like rubber gloves will.

Reference symbol list

11

(künstlicher) Finger
(artificial) finger

1.11.1

kleiner Finger
pinkie finger

1.21.2

Ringfinger
Ring finger

1.31.3

Mittelfinger
Middle finger

1.41.4

Zeigefinger
index finger

1.51.5

Daumen
thumb

22nd

(künstliches) Fingerglied
(artificial) phalanx

33rd

Betätigungsschnur
Operating cord

3.13.1

Betätigungsschnur
Operating cord

3.23.2

Betätigungsschnur
Operating cord

3.33.3

Betätigungsschnur
Operating cord

3.43.4

Betätigungsschnur
Operating cord

44th

Klemmeinrichtung
Clamping device

5.15.1

Schnurrad
String wheel

5.25.2

Schnurrad
String wheel

5.35.3

Schnurrad
String wheel

5.45.4

Schnurrad
String wheel

66

Feder
feather

77

, ,

77

'Befestigung
'' Attachment

88th

Scharnier
hinge

99

Rückholschnur
Return cord

10.110.1

Ausgleichshebel
Leveling lever

10.210.2

Ausgleichshebel
Leveling lever

11.111.1

Drehpunkt
pivot point

11.211.2

Drehpunkt
pivot point

11.311.3

Drehpunkt
pivot point

11.411.4

Drehpunkt
pivot point

12.112.1

Verbindungsstange
Connecting rod

12.212.2

Verbindungsstange
Connecting rod

1313

nicht belegt
not used

1414

nicht belegt
not used

15.115.1

Achse
axis

15.215.2

Achse
axis

1616

Achse
axis

1717th

Achse
axis

1818th

Hauptbetätigungsstrang
Main operating line

1919th

Schlaufe (für Bowdenzug)
Loop (for Bowden cable)

2020th

Draht (des Bowdenzuges)
Wire (of the Bowden cable)

2121st

Festpunkt (des Bowdenzuges)
Fixed point (of the Bowden cable)

2222

Kolben
piston

2323

Kolbenstange
Piston rod

2424th

Hydraulikleitung
Hydraulic line

2525th

Absperrventil (elektromagnetisch)
Shut-off valve (electromagnetic)

2626

Hauptkolben
Main piston

2727th

Kolbenstange
Piston rod

2828

Haupthydraulikleitung
Main hydraulic line

2929

Verbindungsleitung
Connecting line

3030th

Schalter (Ein/Aus)
Switch (on / off)

3131

Vierwegehahn (mechanisch bedient)
Four-way valve (mechanically operated)

3232

nicht belegt
not used

3333

Innenkonus
Inner cone

3434

Außenkonus
Outer cone

3535

Winkel
angle

3636

Nut
Groove

3737

Bohrung
drilling

3838

Feder
feather

3939

Gelenkachse
Hinge axis

4040

Lamelle
Slat

4141

äußerer Kegel
outer cone

4242

Bohrung
drilling

4343

Bohrung
drilling

4444

Bohrung
drilling

4545

Bohrung
drilling

4646

Schlauchstutzen
Hose connector

4747

innerer Kegel
inner cone

4848

Vierkant
Square

4949

Handrad
L1Hebelarm
L2Hebelarm
L3Hebelarm
L4Hebelarm
Handwheel
L1 lever arm
L2 lever arm
L3 lever arm
L4 lever arm

Claims

1. Artificial hand with articulated fingers and thumb and to drive to curl the fingers and thumb, characterized in that between fingers ( 1 ), thumb ( 1.5 ) and the body of the injured a drive for the actuation of the fingers ( 1 ) and the thumb ( 1.5 ) is provided, the fingers ( 1 ) and the thumb ( 1.5 ) being provided with upper return lines ( 9 ) and lower operating lines ( 3 ) arranged inside, the return line ( 9 ) being provided via a spring ( 6 ) are connected to the prosthesis and the operating cords (3) via the drive with a main control line (18), and the main control line (18) ends with its other end on the body of the wounded in a fixed point (21) and the Hauptbetä actuating strand (18) on a connecting rod ( 12.2 ) of the drive to an axis ( 16 ) is fastened and divides an equalizing lever ( 10.2 ) into two lever arms (L1 and L2) and at one end of the lever arm ( 10.2 ) an actuation cord ( 3.3 ) of the thumb ( 1.5 ) and at the other end a further connecting rod ( 12.1 ) is provided, which ends at its other end on a further compensating lever ( 10.1 ) in one axis ( 15.1 ) and this compensating lever ( 10.1 ) in two Lever arms (L3 and L4) divided and at the ends of the compensation lever ( 10.1 ) by means of pivot points ( 11.1 and 11.2 ) line wheels ( 5.1 and 5.2 ) are mounted, the actuating cords ( 3.1 and 3.2 ) of the fingers ( 1 ), the Small fingers ( 1.1 ) with the ring finger ( 1.2 ) and the middle finger ( 1.3 ) with the index finger ( 1.4 ) and the fingers ( 1 ) together with the thumb ( 1.5 ) each form a group in which the lever arms (L1 to L4) a differentially divided force from the main operating line ( 18 ) is passed on to the fingers ( 1 ) and the thumb ( 1.5 ) and additional clamping devices ( 4 ) for fixing the positions of the fingers ( 1 ) and the thumb ( 1.5 ) the bet cords ( 3 ) can be provided.

2. Artificial hand according to claim 1, characterized in that instead of the compensating lever ( 10.2 and 10.1 ) further line wheels ( 5.3 and 5.4 ) with lever arms (L1 and L2 or L3 and L4) are provided, the main actuating strand ( 18 ) on one The fulcrum ( 11.3 ) of the line wheel ( 5.3 ) is fastened and via the line wheel ( 5.3 ) the operating line ( 3.3 ) leads to the thumb ( 1.5 ) and to a fulcrum ( 11.4 ) of another line wheel ( 5.4 ) and an operating line ( 3.4 ) over the Cord wheel ( 5.4 ) is guided and its ends on the pivot point ( 11.1 ) of the cord wheel ( 5.1 ) and on the pivot point ( 11.2 ) of the cord wheel ( 5.2 ) and the actuating cords ( 3.3 , 3.1 and 3.4 ) by clamping devices ( 4 ) be carried out.

3. Artificial hand according to claim 2, characterized in that the clamping devices ( 4 ) from an arranged on the prosthesis outer cone ( 34 ) and one in the outer cone ( 34 ) fitted out of lamellae ( 40 ) existing inner cone ( 33 ) be through the bore ( 37 ) the actuating cord ( 3 ) leads and at the outer end of the inner cone ( 33 ) a groove ( 36 ) is incorporated into which a fork-shaped part of an angle ( 35 ) engages and the other leg of the angle ( 35 ) rests on the outer cone ( 34 ) and a spring ( 38 ) is arranged between this leg and the outer cone ( 34 ).

4. Artificial hand according to claim 1, characterized in that the drive is designed analogously to the mechanical drive hydraulically in such a way that the actuating cords ( 3 ) each on piston rods ( 23 ) of pistons ( 22 ) and the main actuation strand ( 18 ) end on a piston rod ( 27 ) of a main piston ( 26 ) and all pistons ( 22 ) are connected to one another via hydraulic lines ( 24 ) and lead into a main hydraulic line ( 28 ) of the main piston ( 26 ) and to each piston ( 22 ) or Piston pair of shut-off valves ( 25 ) are assigned for fixation, the shut-off valves ( 25 ) being connected to ON / OFF switches ( 30 ) and the switches ( 30 ) being attached to a control panel.

5. Artificial hand according to claim 4, characterized in that for the thumb ( 1.5 ) and for the index finger ( 1.4 ) and the middle finger ( 1.3 ) each have a piston ( 22 ) each with a shut-off valve ( 25 ) and for the ring finger ( 1.2 ) and the little finger ( 1.1 ) each have a piston ( 22 ) but only one shut-off valve ( 25 ) is provided for both pistons ( 22 ).

6. Artificial hand according to claim 4 and 5, characterized in that a four-way valve ( 31 ) is arranged instead of the shut-off valves ( 25 ).

7. Artificial hand according to claim 6, characterized in that the four-way valve ( 31 ) with four bores ( 42 , 43 , 44 and 45 ) and with screwed-in hose connectors ( 46 ) for receiving the hydraulic lines ( 24 ) and with a central connection is provided for the connection to the main line ( 28 ) and consists of an outer cone ( 41 ), which is attached to the prosthesis, and an inner cone ( 47 ) with an outwardly projecting square ( 48 ), whereby on the square ( 48 ) a handwheel ( 49 ) is attached in the manner of a bangle.