UNIVERSITATEA DE STUDIU BELARUSIAN DE INFORMATICĂ ȘI RADIO ELECTRONICĂ
REZUMAT pe tema:
Proteza antebrațului cu control bioelectric are două funcții. Proteze umane bi-controlate »
Caracteristicile de bază ale unei proteze cu un dispozitiv de feedback
Pragul de declanșare al sistemului de control al degetelor este de 20-30 în condiții climatice normale la frecvența semnalului de intrare de 100 Hz, μV.
Viteza de mișcare liberă a degetelor periei se schimbă fără probleme printr-o modificare aproximativă a valorii semnalului de comandă
Limitele de ajustare a forței de prindere - 30N.
Valoarea minimă a modificării forței de apucare este de 1 -1,5 N.
Timpul de atingere a forței de apucare la valoarea de 30 N, nu mai mult de 3 s.
Frecvența minimă a vibrațiilor care corespunde forței minime de 2-3 secunde, Hz
Frecvența maximă a vibrațiilor, care corespunde unei forțe maxime de 40-50 grapi, Hz
La câteva ore după încetarea semnalului de control vibrator, cu 1,5-3 timpul de funcționare continuă a protezei cu condiția ca numărul de flexie-extensie a degetelor nu depășește 500 de cicluri pe zi, pentru un ciclu de alimentare cu energie de încărcare-descărcare, cel puțin 8 ore.
Consum curent în repaus, nu mai mult de 22 mA.
Tensiune de alimentare 12,5 V.
Antebraț de proteză cu control bioelectric al a două funcții
Problema managementului celor două funcții de proteză bioelectrice - flexie și extensie degetul mână artificială și pronație și supinație a manșonului antebraț (cu perii) poate fi rezolvată în moduri diferite. O metodă este de a oferi un sistem de control cu patru canale, în care fiecare canal asigură un control independent al unuia dintre cele de mai sus patru mișcări ale celor două mecanisme (mână și rotația antebrațului a manșonului) a patru muschi de bontul antebrațului. Acest lucru se poate face prin simpla repetare a sistemului conventional de control cu două canale a unei funcții. Avantajele acestui sistem sunt simplitatea relativă a schemelor de construcție și posibilitatea de control simultan și independent de cele două mișcări în diferite combinații: .. Finger flexie cu antebrațul simultană pronație manșon, flexie degetul cu supinație a manșonului antebraț, etc. În plus, un astfel de sistem se potrivește mai îndeaproape controlul finală în normale. Cu toate acestea, acest sistem are o serie de deficiențe semnificative care reduc perspectivele aplicării sale practice practice. Cele mai importante sunt dificultatea de a obține patru semnale independente de mușchi în timpul ciot o largă varietate de leziuni, precum și natura amputare, o creștere semnificativă în mărime totală, greutatea și costul sistemului de control.
O altă modalitate este de a controla patru mișcări succesive ale actuatoarelor semnalelor bioelectrice ale celor două grupe de mușchi ciot - flexori si extensori periile, așa cum este cazul în proteza pe funcția una controlată. Avantajele acestei metode sunt sistemul de mici dimensiuni și controlul greutății, ușurința relativă de administrare, o fiabilitate suficientă a întregului sistem de control, capacitatea de a utiliza un număr limitat de mușchi pentru a controla mișcările multiple, de formare musculare simplitate pentru combinaționale separat și trimiterea de semnale de control. Dezavantajul acestei metode este imposibilitatea efectuării simultane a două mișcări. Esența metodei de control secvențial este că sistemul de control, în anumite condiții, este conectat fie la acționarea periei artificiale, fie la antrenarea mecanismului de rotație.
Comutarea sistemului se face arbitrar, la cererea pacientului. În general, un astfel de sistem de control poate fi reprezentat printr-o diagramă bloc (Figura 1).
Sistemul de control dual este format din colectorul dispozitivului 1, pre-amplificator 2, traductoare 3, 4 amplificatoare terminale cu o sarcină în formă de releu 5, așa cum este cazul în sistemele de comandă a releului pentru dispozitive protetice cu funcție audio controlabile, descrise anterior. Nu se administrează doar un singur link nou - un dispozitiv de comutare B, având un releu de sarcină RP prin care sistemul poate fi conectat la una dintre cele două motoare electrice Ml sau M2 sau mecanism de antrenare a periei de rotație, respectiv. Inițial, sistemul de control este conectat, de exemplu, cu un control al periei și de acționare se realizează în același mod ca și în proteze cu o singură funcție: semnale de mușchii flexori ale mâinii acționate de îndoire și cu mușchii extensori - degetul inflexibilă mână artificială. Când alimentarea semnal musculare scurt și ascuțite administrarea este declanșat și dispozitivul de comutare utilizat pentru a controla sistemul prin contactele releului este conectat RZ motor de antrenare M2 rotație antebrațului a manșonului. controlul motorului M2 este aceeași ca motorul ML, din același mușchi de control la o reducere lentă a lor, decât la comutarea, polaritatea motorului de comutare M2 este ales pentru manson controlate flexori pronație și extensori mușchilor-supinație antebraț. Sistem de comutare înapoi pentru a controla perie din retrimiterea artificiale scurt musculare semnal de administrare ascuțite, provocând revine dispozitivului de comutare la starea inițială, adică. E. RE contactele releului conectate la sistemul de control al motorului Ml. Comutarea este posibilă cu unul sau ambii mușchi de control.
Fig. 1. Diagrama bloc a sistemului de control bioelectric al două funcții.
Proteza este concepută pentru persoanele cu handicap după ce antebrațul este amputat la un nivel nu mai mic decât cel de mijloc. Proteza este format din următoarele unități: Perie 1 (figura 2.) Cu un dispozitiv electromecanic, mecanismul de rotire activ 2 antebrațul electric a manșonului 5, sistemul de control care cuprinde un pre-amplificator 3 cu sursa de stabilizator 4, amplificatorul final de utilizat, dispozitivul de comutare 7.
Amplificatorul terminal și dispozitivul de comutare sunt amplasate în partea distală a manșonului antebrațului. Proteza este echipată cu o sursă de alimentare. Pensulă și mecanismul de rotație împreună cu amplificatorul terminal și dispozitivul de comutare formează un produs comun nod-semifabricat.
Mecanismul de rotație constă dintr-o cutie de viteze cilindrică cu un motor electric în carcasa sa. Cutia de viteze cuprinde două etape de unelte Zi și Z2 (fig. 3), pereche șurub autoblocant Z3 și viteze cu angrenare interioară, Z4, Z5.
Fig. 2 Antebrat cu control bioelectric cu două funcții
Cuplul maxim al angrenajului este de 0,5 - 5N * m; numărul de viraje - nu mai puțin de 15 rpm; masa protezei depășește 1,2 kg.
Fig. 3. Schema cinematică a sistemului de rotație a periei.
Sistemul de control este în principiu același ca și pentru proteze cu o funcție controlată. Singurul dispozitiv de comutare electronic pentru sistemele adăugate cu comenzile sistemului de control al flexiune indreptare n perie de degete pas de comutare de control pronație și supinație a antebrațului și înapoi. Unitatea de putere din această proteză este utilizată la fel ca într-o proteză cu o funcție controlată. O diagramă bloc a sistemului bioelectric pentru controlul proporțional al flexiei și extensiei degetelor mâinii și rotația antebrațului este prezentată în Fig. 4.
Fig. 4. Schema bloc a sistemului de control proporțional bioelectric al două funcții.
După cum se vede din figură, principiul de funcționare a sistemului de control este același ca și sistemul de control proporțional și perie în proteza de antebraț, iar dispozitivul de comutare este aceeași ca și în proteza antebrațului. Astfel, sistemul de control proporțional funcționează două funcții în același mod ca și sistemul de retransmisie este aceleași funcții de control secvențiale, cu singura diferență că aici viteza executivă corpurile (degete și rotația antebrațului) variază proporțional cu amploarea bioelectrice de intrare (de control) de semnal.
Proteza antebratului cu control perie miotonică
Proteza este concepută pentru a furniza pacienților după o amputare unilaterală sau bilaterală a antebrațului la un nivel nu mai mare de 7 cm de la articulația cotului. O caracteristică a acestei proteza este așa-numitul sistem de control miotonica în care se utilizează efectul creșterii perimetrului ciot muscular redus pentru a afecta sistemul electronic de comandă prin senzorul dispus deasupra mușchilor de control.
Proteza este format din perii sintetice 1 (fig. 5), cu un dispozitiv electromecanic, antebrațul căptușeala 2, sistemul de control 3 cu senzorul 4 dispus în scaune speciale PAS antebraț manșon, iar unitatea de alimentare 5. Kitul Proteză include o a doua sursă de alimentare, încărcător și o coajă cosmetică de rezervă pe perie.
Fig. 5. Proteza antebrațului cu controlul periei miotonice.
Pensulele cu acționare electrică, surse de alimentare și un încărcător pentru ele sunt utilizate la fel ca în proteze cu control bioelectric. Manșonul este realizat din polietilenă sau antebrațului laminate ca în proteze cu controlul bioelectric, pe un pansament gipsat individuală. Fixarea protezei este, de asemenea, obișnuită, legată sau sub formă de manșon fără colaps. Sistemul de control constă dintr-o unitate electronică și un senzor. In senzor ca un traductor de mușchi mecanice efect zvâcnire la un semnal electric microîntrerupătoare aplicat 7 (fig. 6), închis în suportul 2 și fixate cu șuruburi 6. carcasa 2 este conectat cu baza 4 arcului senzorului 3.
Forța grupelor musculare se transmite comutatoarelor de comandă prin intermediul unui buton 1 și un arc 8. Poziția de pornire a butonului cu privire la bontul reglată prin șurubul 5. Pentru a preveni activarea simultană a ambelor strict microîntrerupătoarelor, un comutator în paralel decalate în raport cu cealaltă.
Sistemul de control funcționează după cum urmează. Când senzorul sensibil la presiune pe butonul mușchilor membrelor determină secvențiale contacte de comutare microîntrerupătoare conectate la diferitele circuite ale unității de comandă și, respectiv, cu un motor de acționare reversibil.
Fig. 6. Senzorul sistemului de control al periei miotonice.
Flexibilitatea sau prelungirea degetelor periei artificiale este determinată de intervalul de timp dintre operarea comutatoarelor.
Caracteristicile protezei sunt în esență aceleași ca în protezele de control bioelectric, deoarece peria și unitatea de putere sunt identice în ele. Diferența de masă este, de asemenea, nesemnificativă datorită diferenței mici în masele sistemelor de control.
Proteze umane biocontrolate
Proteza pacienților după amputare la nivelul umărului este o sarcină mai dificilă decât proteza la nivelul antebratului. Creșterea nivelului amputației necesită compensare pentru un număr mai mare de funcții pierdute, iar numărul surselor de semnale de comandă din mușchi este redus. În plus, crearea de unități pentru a recupera funcția pierdută a cotului, umărului de rotație la nivelul funcției articulației umărului este o problemă tehnică complexă separată. Actuatori ar trebui să aibă dimensiuni mici globale și masa, o putere suficientă pentru a reproduce funcția dorită cu sarcina corespunzătoare, cu randament ridicat, și așa mai departe. G. Sistemul Umăr de control proteză ar trebui să ofere sarcina fizică și psihologică minim asupra persoanei și mișcările minime compensatorii atunci când controlul protezei, și surse externe energia ar trebui să ofere o cheltuială zilnică de energie atunci când se utilizează o proteză. În prezent, protezele cu control bioelectric și electrocontact sunt utilizate în practica protetică. Held umăr proteză protetice cu controlul bioelectric a două funcții și proteze cu controlul bioelectrice trei funcții, precum și dispozitive ortopedice membrului superior cu PAS kistederzhatelem controlul bioelectrica și cot comune.
Proteză de umăr cu control perie bioelectrică
Proteza este concepută pentru a furniza pacienților după amputare la nivelul umărului în a treia mijlocie. Stump ar trebui să fie în același timp, să nu mai scurt de 6 cm de la marginea frontală a axilă și 6 cm, ar trebui să fie mai scurtă decât mâinile sănătoase umăr. Proteza asigura controlul bioelectric flexiei ciot musculare si degetele de extensie perii artificiale si conducere flexie control și extensie, articulația cotului cu rotirea antebraț liner pasiv (sau o perie). mușchii umărului sunt folosite pentru bioelectrice de control perie: bicepsul - pentru a controla îndoirea degetelor, tricepsul - pentru a gestiona extinderea lor. Flexarea cotului comun aduceri de tracțiune datorită mișcării brațului ciot înainte, și deschiderea și închiderea broaștei în articulația cotului - mișcare de-a lungul axei longitudinale a bontului. Proteza constă din următoarele părți principale: o perie cu un dispozitiv electromecanic 1 (Figura 7.), un mecanism pasiv de rotație a periei 2, brațul manșon 3, cotului comun 4, mecanism de rotație pasivă a umărului 5, umărul bucșei 6, fixare cu două tije 7, sistemul de control 8 și sursa de alimentare.
Pensulă cu acționare electromecanică și mecanismul de rotație pasivă a periei sunt utilizate la fel ca în proteza antebrațului.
Sistemul de control bioelectric, colectorul de curent și sursa de alimentare sunt aceleași ca în proteza din antebraț. Greutatea totală a protezei nu depășește 1,6-1,8 kg.
Proteza umărului cu control perie electrocontact
Proteza este conceput pentru pacienții după izolarea umăr, și după izolarea umăr pentru a elimina o parte din claviculă și omoplat, în cazul în care este posibil de a contracta mușchii. Proteza poate fi atribuită puterii subdezvoltare superioare musculare rudimente ale membrelor, dacă mai mult de 1 N. O caracteristică a acestui model este prezența protezare actuator electromecanic sistem de control mecanism manual artificial Electrocontact.
Proteza este format din următoarele unități:. Perie 1 (Figura 8) brațul Electromecanica acționat a manșonului 2, mecanismul cot 3, umărul bucșei 4, un mecanism de rotire pasivă a umărului 5, articulația umărului 7 nadplechnika 8 cu fixare 9, sistemul de control 12 cu un senzor de electrocontact 11, o bară de comandă 10, o unitate de alimentare cu energie b. O cochilie cosmetică (mănușă) din clorură de polivinil este pusă pe perie. Manșoanele antebrațului și umărului sunt preluate din proteze produse în serie, cu control al tracțiunii. Balamaua umărului și mecanismul ulnar sunt de asemenea împrumutate din proteze de tracțiune. Acesta din urmă este echipat cu un dispozitiv pentru a compensa momentul gravitației antebrațului cu o perie în raport cu axa articulației cotului.
Fig. 7 Proteza umărului cu control perie bioelectrică.
Fig. 8. Proteza umărului cu control perie electrocontact.
Sistemul de control din această proteză este utilizat la fel ca în antebrațul protetic cu control miotonic.
îndoire gestionarea și extinderea degetelor prin intermediul microcomutatoarelor de închidere succesive contactelor prin mișcările centura scapulară, controlează contracția musculară sau efort rudiments membrelor subdezvoltate, în funcție de tipul de amputare, sau disfuncții ale extremităților superioare.