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JP7835405B2 - Prosthetic arm - Google Patents
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JP7835405B2 - Prosthetic arm - Google Patents

Prosthetic arm

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JP7835405B2
JP7835405B2 JP2022555563A JP2022555563A JP7835405B2 JP 7835405 B2 JP7835405 B2 JP 7835405B2 JP 2022555563 A JP2022555563 A JP 2022555563A JP 2022555563 A JP2022555563 A JP 2022555563A JP 7835405 B2 JP7835405 B2 JP 7835405B2
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BRACE ON R NAGOYA CO.,LTD
THE UNIVERSITY OF ELECTRO-COMUNICATINS
National Center for Child Health and Development
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BRACE ON R NAGOYA CO.,LTD
THE UNIVERSITY OF ELECTRO-COMUNICATINS
National Center for Child Health and Development
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    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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Description

本発明は、義手に関する。This invention relates to a prosthetic arm.

例えば、事故や疾病などによって上肢の一部が失われた場合に、義手を装着してこれを補うことが行われている。義手は、外観の復元のみを目的とした装飾用義手、特定の作業に特化させた作業用義手、ハーネスなどを介して身体の他の部分を利用して任意動作を可能とした能動義手などに分類される。これらのうち装飾用義手は何らの動作を行い得ないもので、機能的な復元を望む場合には作業用義手や能動義手が用いられる。For example, when a part of the upper limb is lost due to an accident or illness, a prosthetic arm is used to compensate for the loss. Prosthetic arms are classified into several types: cosmetic prosthetics, which are solely for the purpose of restoring appearance; work prosthetics, which are specialized for specific tasks; and active prosthetics, which allow for arbitrary movements using other parts of the body via a harness or similar device. Of these, cosmetic prosthetics are incapable of performing any movements, and work prosthetics or active prosthetics are used when functional restoration is desired.

能動義手において、残存関節の運動自由度を可能な限り活用することは、利用者の利便性を向上させるための最も基本的な取り組みである。In active prosthetic limbs, maximizing the range of motion of the remaining joints is the most fundamental approach to improving user convenience.

ところで上肢切断において、最も多いのは、指または掌の切断や欠損である。この手掌部の切断や欠損においては、関節の運動機能や感覚の機能が残されている場合が多く、様々な機能再建の可能性がある。手指の残存機能を活用する試みは、手外科学会やマイクロサージャリー学会を中心に多数の事例が報告されているが、近年の外科的治療の進歩は目覚ましく、特に、鋭利な刃物等による切断事例では切断片を接合する回復術で高い生着率を得られるまでに至っている。Incidentally, in upper limb amputations, the most common are amputations or loss of fingers or palms. In cases of amputation or loss of the palm, joint motor function and sensory function are often preserved, offering various possibilities for functional reconstruction. Numerous cases of attempts to utilize the remaining function of the fingers have been reported, mainly by the Japanese Society for Surgery of the Hand and the Japanese Society for Microsurgery. Recent advances in surgical treatment have been remarkable, and in particular, in cases of amputation caused by sharp instruments, a high survival rate can now be achieved with reconstructive surgery to join the severed fragments.

その一方で、磨滅損傷などの重篤な切断状態の場合には、未だ再建の道は遠い状況にある。義手による機能回復はこのような場合に有効な選択肢となるべきであるが、能動義手の技術は立ち遅れているため種々の症例に殆ど対応できていないのが現状である。また、先天的に指が欠損しているケースにおいても、義手を用いた機能改善が望まれている。On the other hand, in cases of severe amputation such as abrasion damage, reconstruction remains a long way off. Prosthetic limbs should be a viable option in such cases, but the technology for active prosthetics is lagging behind, and currently, it is largely unable to address a wide range of cases. Furthermore, functional improvement using prosthetic limbs is also desired in cases of congenital finger loss.

かかる課題に対し、特許文献1には、スライダ軸とスライダとからなるスライダ機構を備え、母指CM関節の内外転および屈伸によって、母指側リンクと4指側リンクを駆動させて摘み動作を行うことが可能な摘まみ機構を有する義手が開示されている。To address these issues, Patent Document 1 discloses a prosthetic hand having a pinching mechanism that includes a slider mechanism consisting of a slider axis and a slider, and which can perform a pinching motion by driving the thumb-side link and the four-finger-side link through abduction, adduction, and flexion/extension of the thumb CM joint.

特開2015-146839号公報Japanese Patent Publication No. 2015-146839

特許文献1に開示された摘まみ機構を有する義手によれば、義手を装着した者の意図に従い、母指CM関節を4指側に向かって回動および屈伸させることにより、母指に対して4指を駆動して摘まみ動作を行うことができる。しかしながら、特許文献1の摘まみ機構は比較的大型であるため、例えば幼児などの小さな手に対応させることが困難な場合もある。また、特許文献1の摘まみ機構は、スライダ軸がスライダの長穴に対して摺動する滑り対偶であることから、摩擦による動作の渋りや摩耗などが生じる恐れがあり、その対策が必要になる。According to the prosthetic hand with a pinching mechanism disclosed in Patent Document 1, a pinching action can be performed by rotating and flexing the thumb CM joint toward the four fingers according to the intention of the person wearing the prosthetic hand, thereby driving the four fingers toward the thumb. However, because the pinching mechanism in Patent Document 1 is relatively large, it may be difficult to accommodate small hands, such as those of infants. Furthermore, since the pinching mechanism in Patent Document 1 is a sliding pair in which the slider shaft slides against the elongated hole of the slider, there is a risk of stiffness or wear due to friction, and countermeasures are necessary.

本発明は,かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、小型で高効率に動作可能な義手を提供することを目的とする。This invention has been made in view of the problems of the prior art, and aims to provide a small, highly efficient prosthetic hand.

上記課題を解決するために代表的な本発明の義手の一つは、指が欠損した手に装着される義手であって、
第1の傘歯車と、
前記第1の傘歯車に対して径方向に延在し、前記第1の傘歯車と共に回動する第1義指と、
前記第1の傘歯車に噛合する第2の傘歯車と、
前記第2の傘歯車に対して径方向に延在し、前記第2の傘歯車と共に回動する第2義指と、
前記第1の傘歯車と前記第2の傘歯車とを、回転可能に支持する軸支持部と、前記第2義指と、残存する指とを連結する連結機構と、を有し、
前記連結機構を介して、前記指の屈伸運動が前記第2義指に伝達される
To solve the above problems, one representative prosthetic hand of the present invention is a prosthetic hand that is attached to a hand with missing fingers,
The first bevel gear,
A first artificial finger extending radially with respect to the first bevel gear and rotating together with the first bevel gear,
A second bevel gear that meshes with the first bevel gear,
A second artificial finger extending radially with respect to the second bevel gear and rotating together with the second bevel gear,
The device has a shaft support portion that rotatably supports the first bevel gear and the second bevel gear, and a connecting mechanism that connects the second prosthetic finger and the remaining finger,
The flexion and extension movements of the finger are transmitted to the second prosthetic finger via the aforementioned connecting mechanism .

本発明によれば、小型で高効率に動作可能な義手を提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a small, highly efficient prosthetic hand.
Other issues, configurations, and effects not mentioned above will be clarified by the following description of the embodiments.

図1は、第1の実施形態にかかる義手を、手に装着した状態で示す図である。Figure 1 shows the prosthetic hand according to the first embodiment in a state where it is attached to the hand. 図2は、第1の実施形態にかかる義手をモデル化して示す図である。Figure 2 is a diagram illustrating a model of a prosthetic arm according to the first embodiment. 図3は、義手の動作を説明するための図であり、側方から見た状態を示す。Figure 3 is a diagram illustrating the movement of the prosthetic arm, showing it from a side view. 図4は、義手の動作を説明するための図であり、正面から見た状態を示す。Figure 4 is a diagram illustrating the movement of the prosthetic arm, showing it from a frontal view. 図5は、第2の実施形態の義手を示す図1と同様な図である。Figure 5 is a diagram similar to Figure 1, showing a prosthetic hand of the second embodiment.

(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる第1の実施形態を、具体的に説明する。
図1は、第1の実施形態にかかる義手10を、手HDに装着した状態で示す図である。なお、手HDは、環指F4と小指F5のみが残存しているものとする。環指F4と小指F5は、いずれも屈伸運動と内外転運動が可能である。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described in detail below.
Figure 1 shows the prosthetic hand 10 according to the first embodiment, attached to the hand HD. Note that the hand HD is assumed to have only the ring finger F4 and little finger F5 remaining. Both the ring finger F4 and little finger F5 are capable of flexion, extension, and abduction/adduction movements.

図1において、義手10は、ソケット20と、駆動装置30と、母指に相当する第1義指41と、示指に相当する第2義指42と、中指に相当する第3義指43と、連結機構50とを有する。互いに並行する第2義指42と第3義指43は、根元同士が連結され、一体的に移動可能となっている。また、点線で示すように、第1義指41と、第2義指42と、第3義指43を覆うようにして、シリコン製である装飾用のカバー部材60が設けられる。In Figure 1, the prosthetic hand 10 includes a socket 20, a drive device 30, a first prosthetic finger 41 corresponding to the thumb, a second prosthetic finger 42 corresponding to the index finger, a third prosthetic finger 43 corresponding to the middle finger, and a connecting mechanism 50. The second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43, which are parallel to each other, are connected at their bases and can move as a single unit. Also, as shown by the dotted line, a decorative cover member 60 made of silicone is provided to cover the first prosthetic finger 41, the second prosthetic finger 42, and the third prosthetic finger 43.

ソケット20は、例えば手HDの掌を通って巻き付けられたベルト状であり、駆動装置30の支持部となる。The socket 20 is, for example, a belt-shaped object wrapped around the palm of a hand HD, and serves as a support for the drive unit 30.

駆動装置30は、一本の銅製のワイヤ31と、第1の傘歯車32と、第2の傘歯車33とを有する。The drive unit 30 includes a single copper wire 31, a first bevel gear 32, and a second bevel gear 33.

ワイヤ31は、略U字状に曲げられて、両端が手HDの掌上においてソケット20に固定されている。またワイヤ31は、第1義指41と第2義指42との間に向かうようにストレートに延在する円筒状の第1軸支持部31aと、第2義指42と第3義指43の根元に並行してストレートに延在する円筒状の第2軸支持部31bとを有する。ワイヤ31を、鋭角を形成するよう折り曲げることにより、その鋭角を挟むようにして第1軸支持部31aと第2軸支持部31bとが形成される。ワイヤ31を用いることで、駆動装置30を安価に且つ簡素に形成できる。The wire 31 is bent into a roughly U-shape, with both ends fixed to the socket 20 on the palm of the hand HD. The wire 31 also has a cylindrical first axial support portion 31a that extends straight toward the space between the first prosthetic finger 41 and the second prosthetic finger 42, and a cylindrical second axial support portion 31b that extends straight parallel to the bases of the second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43. By bending the wire 31 to form an acute angle, the first axial support portion 31a and the second axial support portion 31b are formed so as to sandwich the acute angle. By using the wire 31, the drive device 30 can be formed inexpensively and simply.

第1の傘歯車32は、傘歯車部32aと、円筒状の支持部32bとを同軸に連設してなり、これらを軸線方向に貫通する貫通孔32cを有する。貫通孔32cは、ワイヤ31の第1軸支持部31aに回転可能に嵌合している。また、第1軸支持部31aにおいて、支持部32bの近傍に、環状の第1係止部31cが取り付けられ、第1の傘歯車32の軸線方向移動を阻止している。The first bevel gear 32 consists of a bevel gear portion 32a and a cylindrical support portion 32b, which are coaxially connected, and has a through hole 32c that penetrates them in the axial direction. The through hole 32c is rotatably fitted into the first shaft support portion 31a of the wire 31. In addition, an annular first locking portion 31c is attached to the first shaft support portion 31a near the support portion 32b, preventing the axial movement of the first bevel gear 32.

支持部32bは、第1連結具41aを介して、第1の傘歯車32の径方向に延在する第1義指41の根元に連結されており、これにより支持部32bと第1義指41とは一体的に回転可能である。The support portion 32b is connected via the first connector 41a to the base of the first artificial finger 41, which extends radially from the first bevel gear 32, thereby enabling the support portion 32b and the first artificial finger 41 to rotate integrally.

また第2の傘歯車33は、傘歯車部33aと、円筒状の支持部33bとを同軸に連設してなり、これらを軸線方向に貫通する貫通孔33cを有する。貫通孔33cは、ワイヤ31の第2軸支持部31bに回転運動可能に嵌合している。また、第2軸支持部31bにおいて、支持部33bの近傍に、環状の第2係止部31dが取り付けられ、第2の傘歯車33の軸線方向移動を阻止している。The second bevel gear 33 consists of a bevel gear portion 33a and a cylindrical support portion 33b, which are coaxially connected, and has a through hole 33c that penetrates them in the axial direction. The through hole 33c is rotatably fitted into the second shaft support portion 31b of the wire 31. In addition, an annular second locking portion 31d is attached near the support portion 33b of the second shaft support portion 31b to prevent axial movement of the second bevel gear 33.

支持部33bは、第2連結具42aを介して、第2の傘歯車33の径方向に延在する第2義指42の根元に連結されており、これにより支持部33bと第2義指42及び第3義指43とは一体的に回転運動可能である。The support portion 33b is connected via the second connector 42a to the base of the second prosthetic finger 42, which extends radially from the second bevel gear 33. This allows the support portion 33b, the second prosthetic finger 42, and the third prosthetic finger 43 to rotate integrally.

第1の傘歯車32の傘歯車部32aと、第2の傘歯車33の傘歯車部33aは、動力伝達可能に噛合している。第1の傘歯車32の軸線X1と、第2の傘歯車33の軸線X2とは、交差角θで交差している。交差角θは90度未満であり、好ましくは60~80度である。The bevel gear portion 32a of the first bevel gear 32 and the bevel gear portion 33a of the second bevel gear 33 are meshed in a way that allows for power transmission. The axis X1 of the first bevel gear 32 and the axis X2 of the second bevel gear 33 intersect at an intersection angle θ. The intersection angle θ is less than 90 degrees, and preferably 60 to 80 degrees.

連結機構50は、環指F4の第2関節に装着されたリング部材51と、リング部材51の外周と、第3義指43の根元とを連結する連結部材52とを有する。The connecting mechanism 50 includes a ring member 51 attached to the second joint of the ring finger F4, and a connecting member 52 that connects the outer circumference of the ring member 51 to the base of the third prosthetic finger 43.

図2は、第1の実施形態にかかる義手10をモデル化して示す図である。図2に示すように、手HDと連結機構50とで、非対称4節リンク機構LKを構成する。非対称4節リンク機構LKは、以下の4つのリンクからなる。
(1)リンクLK1:環指F4の中心とリング部材51との交点(ジョイント)J1と、リング部材51と連結部材52との交点(ジョイント)J2との間を連結する。
(2)リンクLK2:ジョイントJ2と、第2義指42と第2連結具42aとの交点(ジョイント)J3との間を連結する。
(3)リンクLK3:ジョイントJ3と、環指F4のMP関節(ジョイント)J4との間を連結する。
(4)リンクLK4:ジョイントJ4とジョイントJ1との間を連結する。
Figure 2 is a diagram illustrating a model of the prosthetic hand 10 according to the first embodiment. As shown in Figure 2, the hand HD and the connecting mechanism 50 constitute an asymmetric four-bar linkage mechanism LK. The asymmetric four-bar linkage mechanism LK consists of the following four links.
(1) Link LK1: Connects the intersection (joint) J1 between the center of the ring finger F4 and the ring member 51, and the intersection (joint) J2 between the ring member 51 and the connecting member 52.
(2) Link LK2: Connects joint J2 to the intersection (joint) J3 between the second prosthetic finger 42 and the second connector 42a.
(3) Link LK3: Connects joint J3 and MP joint J4 of ring finger F4.
(4) Link LK4: Connects joint J4 and joint J1.

ジョイントJ1~J4は、それぞれ2つのリンクを枢動可能に連結する。リンクLK3は、義手10の一部と手HDとにより構成され、リンクLK4は環指F4により構成される。Joints J1 to J4 each pivotally connect two links. Link LK3 is composed of a part of the prosthetic hand 10 and the hand HD, and link LK4 is composed of the ring finger F4.

図3、4は、義手10の動作を説明するための図である。
まず、義手10を装着した者が、環指F4を、図1に示す伸ばした状態から折り曲げると、その力はリング部材51及び連結部材52を介して、第3義指43及び第2義指42に伝達され、第3義指43及び第2義指42も環指F4に連動して手HDの掌側に向かって屈曲運動する。
Figures 3 and 4 are diagrams illustrating the movement of the prosthetic arm 10.
First, when a person wearing the prosthetic hand 10 bends the ring finger F4 from the extended position shown in Figure 1, the force is transmitted to the third prosthetic finger 43 and the second prosthetic finger 42 via the ring member 51 and the connecting member 52, and the third prosthetic finger 43 and the second prosthetic finger 42 also flex toward the palm side of the hand HD in conjunction with the ring finger F4.

第3義指43及び第2義指42が屈曲運動すると、第2連結具42aを介して第2の傘歯車33が第2軸支持部31bの回りに回転する。第2の傘歯車33が回転すると、これに噛合する第1の傘歯車32が第1軸支持部31aの回りに逆方向に回転する。これにより、第1連結具41aを介して第1義指41が手HDの掌側に向かって屈曲運動することとなる。かかる動作を図3(a)に示す。When the third prosthetic finger 43 and the second prosthetic finger 42 flex, the second bevel gear 33 rotates around the second shaft support 31b via the second connector 42a. As the second bevel gear 33 rotates, the first bevel gear 32, which meshes with it, rotates in the opposite direction around the first shaft support 31a. As a result, the first prosthetic finger 41 flexes toward the palm side of the hand HD via the first connector 41a. This operation is shown in Figure 3(a).

かかる屈曲運動によって、第2義指42及び第3義指43と、第1義指41の先端部同士が接近するので、これらの義指を用いて物を摘まむことができる。This flexion movement brings the tips of the second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43 closer to those of the first prosthetic finger 41, allowing objects to be grasped using these prosthetic fingers.

これとは逆に、義手10を装着した者が、環指F4を、折り曲げた状態から図1に示す伸ばした状態に戻すと、上述とは反対方向に力が伝達され、第3義指43及び第2義指42と、第1義指41とが、その先端部同士が互いに離間するように伸展運動するので、摘まんだ物を離すことができる。かかる動作を図3(b)に示す。Conversely, when a person wearing the prosthetic hand 10 returns the ring finger F4 from a bent position to the extended position shown in Figure 1, force is transmitted in the opposite direction to that described above, causing the third prosthetic finger 43, the second prosthetic finger 42, and the first prosthetic finger 41 to extend so that their tips move apart from each other, allowing the person to release the object they are holding. This action is shown in Figure 3(b).

母指と示指で物を摘まむ際に、同一面に沿って母指と示指を2次元的に接近させるのみでは、うまく物を摘まめないことがある。これに対し本実施形態によれば、互いに噛合する第1の傘歯車32と第2の傘歯車33とを用いることにより、第1義指41と、第2義指43及び第3義指43とを、物に向かって直線的ではなく、交差する面に沿って接近・離間する運動を行わせることができる。このような機構を、対立回転機構という。義手10に対立回転機構を設けることにより、容易に物を摘まむ動作を実現できる。When picking up an object with the thumb and index finger, simply bringing the thumb and index finger together in a two-dimensional manner along the same plane may not be sufficient to grasp the object effectively. In contrast, according to this embodiment, by using a first bevel gear 32 and a second bevel gear 33 that mesh with each other, the first prosthetic finger 41, the second prosthetic finger 43, and the third prosthetic finger 43 can be made to move toward and apart from the object not in a straight line, but along intersecting planes. Such a mechanism is called an opposing rotation mechanism. By providing an opposing rotation mechanism in the prosthetic hand 10, the action of picking up an object can be easily achieved.

また、本実施形態によれば、残存する環指F4の屈伸動作により、第1義指41と、第2義指42及び第3義指43を同時に屈伸運動させることができる。このため、アクチュエータの支援が不要であるにも関わらず、義手10を装着した者の意図に従って、任意に摘まみ動作を行うことができる。明らかであるが、母指と示指のみが欠損している場合には、中指の屈伸を用いて、第1義指41と第2義指42を駆動することができる。Furthermore, according to this embodiment, the flexion and extension movements of the remaining ring finger F4 allow the first prosthetic finger 41, the second prosthetic finger 42, and the third prosthetic finger 43 to be simultaneously flexed and extended. Therefore, even without the assistance of an actuator, the wearer of the prosthetic hand 10 can perform pinching movements arbitrarily according to their intentions. Clearly, if only the thumb and index finger are missing, the flexion and extension of the middle finger can be used to drive the first prosthetic finger 41 and the second prosthetic finger 42.

さらに本実施形態によれば、第1の傘歯車32と第2の傘歯車33による転がり対偶を用いて動力伝達を行っているため、滑り対偶に比べ摩擦損失が少なく、高効率の動作を実現できるとともに、摩耗による部品の消耗を抑制できる。加えて、駆動装置30の部品点数が少ないため、小型で軽量な義手10を実現でき、特に幼児等が用いるのに好適である。なお、義手10の金属製の部品は、例えばステンレスなどを用いて製作することで、腐食のおそれを抑制でき、人体に対する安全性を確保し、環境保護も図れる。Furthermore, according to this embodiment, since power is transmitted using a rolling coupler consisting of a first bevel gear 32 and a second bevel gear 33, friction loss is reduced compared to a sliding coupler, enabling highly efficient operation and suppressing wear and tear on parts. In addition, because the drive unit 30 has fewer parts, a small and lightweight prosthetic arm 10 can be realized, making it particularly suitable for use by infants and the like. Moreover, by manufacturing the metal parts of the prosthetic arm 10 using materials such as stainless steel, the risk of corrosion can be suppressed, ensuring safety for the human body and contributing to environmental protection.

また、本実施形態の義手10は、モジュール化を図ることで、母指に限らず、欠損したすべての指の運動を代替することが可能であり、例えば第2連結具42aの形状を変更することにより、環指や小指が欠損している場合にも対応できる。Furthermore, by modularizing the prosthetic hand 10 of this embodiment, it is possible to replace the movement of all missing fingers, not just the thumb. For example, by changing the shape of the second connector 42a, it can also accommodate cases where the ring finger or little finger is missing.

ところで、本実施形態の義手10において、環指F4の単純な屈伸動作では、第1義指41と、第2義指42及び第3義指43は同じ軌跡を描いて運動するため、第1義指41が当接する第2義指42の位置は常に同じとなる。このため、摘まむ物によっては、うまく摘まめない場合がある。そこで、本実施形態の義手10においては、環指F4の横方向への運動を利用して、第1義指41が当接する位置を可変としている。By the way, in the prosthetic hand 10 of this embodiment, in a simple flexion and extension movement of the ring finger F4, the first prosthetic finger 41, the second prosthetic finger 42, and the third prosthetic finger 43 move along the same trajectory, so the position of the second prosthetic finger 42 that the first prosthetic finger 41 contacts is always the same. For this reason, depending on the object being grasped, it may not be possible to grasp it properly. Therefore, in the prosthetic hand 10 of this embodiment, the position of contact of the first prosthetic finger 41 is made variable by utilizing the lateral movement of the ring finger F4.

図2を参照して、義手10は上述したように非対称4節リンク機構LKを有している。例えばリンクLK4を構成する環指F4を、図2で第3義指43側に近接させると、リンクLK4がジョイントJ4を中心に時計回り(矢印A方向)に回動し、それによりジョイントJ1がリンクLK1を右方に押し出すことで、ジョイントJ2を介して連結されたリンクLK2が右方に引き起こされるように回動する。これにより連結部材52に連結された第2義指42及び第3義指43が、ジョイントJ3を中心に時計回り(矢印B方向)に回動することとなる。換言すれば、環指F4の横方向運動が第2義指42及び第3義指43の回転運動に変換される。Referring to Figure 2, the prosthetic hand 10 has an asymmetric four-bar linkage mechanism LK as described above. For example, when the ring finger F4, which constitutes link LK4, is brought close to the third prosthetic finger 43 in Figure 2, link LK4 rotates clockwise (in the direction of arrow A) around joint J4, and as a result joint J1 pushes link LK1 to the right, link LK2, which is connected via joint J2, rotates to the right. As a result, the second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43, which are connected to the connecting member 52, rotate clockwise (in the direction of arrow B) around joint J3. In other words, the lateral movement of the ring finger F4 is converted into rotational movement of the second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43.

環指F4を第3義指43側に近接させたまま折り曲げると、第1義指41は第2義指42に接近する。これにより第1義指41と第2義指42とで物を摘まむことができる。かかる動作を図4(a)に示す。When the ring finger F4 is bent while keeping it close to the third prosthetic finger 43, the first prosthetic finger 41 moves closer to the second prosthetic finger 42. This allows the first prosthetic finger 41 and the second prosthetic finger 42 to grasp an object. This action is shown in Figure 4(a).

これに対し、環指F4を、図2で第3義指43から遠ざけると、上述とは逆に、リンクLK4がジョイントJ4を中心に反時計回りに回動し、連結部材52に連結された第2義指42及び第3義指43が、ジョイントJ3を中心に反時計回りに回動することとなる。In contrast, when the ring finger F4 is moved away from the third prosthetic finger 43 in Figure 2, the link LK4 rotates counterclockwise around the joint J4, and the second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43, which are connected to the connecting member 52, rotate counterclockwise around the joint J3.

したがって、環指F4を第3義指43側から遠ざけたまま折り曲げると、第1義指41は第3義指43に接近する。これにより第1義指41と第3義指43(または第2義指42を加えた3本の義指)により物を摘まむことができる。かかる動作を図4(b)に示す。Therefore, when the ring finger F4 is bent while keeping it away from the third prosthetic finger 43, the first prosthetic finger 41 moves closer to the third prosthetic finger 43. This allows the first prosthetic finger 41 and the third prosthetic finger 43 (or the three prosthetic fingers including the second prosthetic finger 42) to grasp an object. This action is shown in Figure 4(b).

義手10を装着した者の意思により、環指F4と第3義指43との接近/離間を任意に行えるから、それにより第1義指41を、第2義指42と第3義指43との間の任意の位置を選択して接近させることができ、その意思に沿った摘まみ動作を実現できる。なお、例えば連結部材52の長さや連結位置を調整することで、環指F4の横方向運動に対する第2義指42及び第3義指43の回転運動の量を微調整できる。The wearer of the prosthetic hand 10 can arbitrarily move the ring finger F4 and the third prosthetic finger 43 closer or further apart. This allows the first prosthetic finger 41 to be brought closer to any position between the second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43, enabling a pinching motion in accordance with the wearer's will. Furthermore, by adjusting the length and position of the connecting member 52, for example, the amount of rotational movement of the second prosthetic finger 42 and the third prosthetic finger 43 in relation to the lateral movement of the ring finger F4 can be finely adjusted.

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態の義手10’を示す図1と同様な図である。本実施形態の義手10’は、環指F4を屈伸させることができない、あるいは環指や小指も欠損している場合に使用できる。
(Second embodiment)
Figure 5 is a diagram similar to Figure 1, showing a prosthetic hand 10' of a second embodiment. The prosthetic hand 10' of this embodiment can be used when the ring finger F4 cannot be flexed or extended, or when the ring finger and little finger are also missing.

本実施形態の義手10’は、連結機構50を設ける代わりに、第1の傘歯車32を回転駆動するアクチュエータ70を有している。また、アクチュエータ70を第1の傘歯車32に連結するために、ワイヤ31の第1軸支持部31aは、第1の傘歯車32内で終端している。それ以外の構成は、第1の実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。In this embodiment, the prosthetic arm 10' has an actuator 70 that rotates the first bevel gear 32, instead of providing a connecting mechanism 50. Furthermore, in order to connect the actuator 70 to the first bevel gear 32, the first shaft support portion 31a of the wire 31 terminates within the first bevel gear 32. The other configurations are the same as in the first embodiment, so redundant explanations are omitted.

本実施形態によれば、不図示の電源からの給電に応じてアクチュエータ70を介して、第1の傘歯車32を一方向に回転させることで、第1義指41と、第2義指42及び第3義指43との接近運動を行わせ、また第1の傘歯車32を他方向に回転させることで、第1義指41と、第2義指42及び第3義指43との離間運動を行わせることができる。アクチュエータ70は、第1の傘歯車32ではなく、第2の傘歯車33を回転駆動するように構成してもよい。According to this embodiment, by rotating the first bevel gear 32 in one direction via the actuator 70 in response to power supply from a power source (not shown), the first prosthetic finger 41 can be brought closer together with the second and third prosthetic fingers 42 and 43. Conversely, by rotating the first bevel gear 32 in the other direction, the first prosthetic finger 41 can be brought further apart with the second and third prosthetic fingers 42 and 43. The actuator 70 may be configured to rotationally drive the second bevel gear 33 instead of the first bevel gear 32.

10,10’:義手、20:ソケット、30:駆動装置、31:ワイヤ、32:第1の傘歯車、33:第2の傘歯車、41:第1義指、42:第2義指、43:第3義指、50:連結機構、51:リング部材、52:連結部材、60:カバー部材、70:アクチュエータ、F4:環指、F5:小指
HD 手
10, 10': Prosthetic arm, 20: Socket, 30: Drive mechanism, 31: Wire, 32: First bevel gear, 33: Second bevel gear, 41: First prosthetic finger, 42: Second prosthetic finger, 43: Third prosthetic finger, 50: Connecting mechanism, 51: Ring member, 52: Connecting member, 60: Cover member, 70: Actuator, F4: Ring finger, F5: Little finger HD hand

Claims (2)

指が欠損した手に装着される義手であって、
第1の傘歯車と、
前記第1の傘歯車に対して径方向に延在し、前記第1の傘歯車と共に回動する第1義指と、
前記第1の傘歯車に噛合する第2の傘歯車と、
前記第2の傘歯車に対して径方向に延在し、前記第2の傘歯車と共に回動する第2義指と、
前記第1の傘歯車と前記第2の傘歯車とを、回転可能に支持する軸支持部と、
前記第2義指と、残存する指とを連結する連結機構と、を有し、
前記連結機構を介して、前記指の屈伸運動が前記第2義指に伝達される、
ことを特徴とする義手。
A prosthetic hand that is attached to a hand with missing fingers,
The first bevel gear,
A first artificial finger extending radially with respect to the first bevel gear and rotating together with the first bevel gear,
A second bevel gear that meshes with the first bevel gear,
A second artificial finger extending radially with respect to the second bevel gear and rotating together with the second bevel gear,
A shaft support portion that rotatably supports the first bevel gear and the second bevel gear,
The device has a connecting mechanism that connects the second prosthetic finger to the remaining finger,
The flexion and extension movements of the finger are transmitted to the second prosthetic finger via the aforementioned connecting mechanism.
A prosthetic arm characterized by the following features.
前記連結機構と前記指とを含むリンク機構を有し、
前記リンク機構を介して、前記指の横方向運動が前記第2義指の回転運動に変換される、
ことを特徴とする請求項に記載の義手。
The link mechanism includes the aforementioned connecting mechanism and the aforementioned fingers,
The lateral movement of the finger is converted into rotational movement of the second prosthetic finger via the link mechanism.
The prosthetic hand according to feature 1 .
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