Разработка протеза верхней конечности

В статье приводится анализ протезов верхних конечностей, выполняемых ими функции. Приводятся результаты авторского проекта по разработке протеза верхней конечности.

Ключевые слова : протез, протез верхней конечности.

Значение рук в жизни человека переоценить невозможно. К сожалению, в современном мире наблюдается огромное количество причин, по которым человек может потерять свои руки целиком или частично. Потеря одной или обеих рук тяжело воспринимается людьми не только физически, но и психологически. Однако, благодаря использованию современных протезов, тысячи людей ведут полноценную жизнь. С помощью легких, удобных в применении и функциональных ортопедических изделий такие люди могут не только выполнять привычные ежедневные действия, но и сложные, точные манипуляции.

Виды протезов верхней конечности:

 косметический протез имитирует настоящую руку. Однако с его помощью невозможно сделать что-то сложное: он практически нефункционален;

 активно тяговые протезы, управляется с помощью тяг и полностью контролируется усилиями самого человека без какой-либо электроники;

 рабочие протезы, отличие от бионических, они максимально не похожи на человеческие конечности и имеют множество насадок для самой разной формы, насадки же нужны для выполнения разной работы или де занятия спортом;

 бионические протезы – наиболее прогрессивные, появившиеся на стыке трёх наук: робототехники, механики и биологии. Они максимально приближены к действию человеческой руки и значительно повышают качество жизни.

Чтобы получить дорогостоящий бионический протез за счет государства необходимо проявить инициативу и показать на комиссии врачей, что такой протез необходим, потому что цена бионического протеза руки с одним видом схвата начинается от 390 тысяч рублей, а стоимость многофункциональной бионики может достигать нескольких миллионов.

Таблица 1

В России бионическая рука обойдется от 100 тыс. до 1,5 млн руб.

С помощью 3D-печати можно создать недорогие протезы, с учетом всех индивидуальных особенностей, и украшать на свой вкус. Кроме того, они еще и очень легкие. Такой протез будет стоит до $10 тыс.

Разработанный протез относится к бионическим. Стоимость протеза составляет 5 309 рублей.

Таблица 2

Смета проекта

В ходе реализации проекта, выполнив подбор элементов, было выполнено изготовление и сборка протеза верхней конечности. Процесс монтажа представлен на рисунке.

Рис. 1. Монтаж протеза

Управление пальцами будет осуществляться через сервоприводы. Информация о мышечной активности, передается при помощи датчик мышцы на плату, в которой происходит преобразование, получаемых значений, в значения для сервопривода – градусы (на сколько нужно повернуться сервоприводу.

К разработанному протезу был написан текст программы управления.

Рис. 3 Текст программы

В процессе эксплуатации корпус протеза и кисти может потускнеть. Чтобы вернуть протезу блеск и чистоту, внутреннюю часть протеза рекомендуется протирать 2-3 раза в неделю слабым мыльным раствором комнатной температуры мягкой тряпочкой или губкой.

Разработанный протез может быть интересен людям, которые рождены или стали инвалидами и им необходим протез верхней конечности. Тем людям, которые не могу получить протез бесплатно, или пока ожидают очереди на бесплатный протез

Литература:

1. Шигин Г.В. Разработка автоматизированной системы управления протезом кисти руки/ Шигин Г.В., Потехин М.Е., Турушев Н.В., Авдеева Д.К. // Международная научно-техническая конференция «Измерение, контроль, информатизация», г. Барнаул. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2018.
2. Шутикова М.И. Использование робототехнического оборудования на платформе Arduino при организации проектной деятельности обучающихся / М.И. Шутикова, В.И. Филиппов // Информатика и образование. ИНФО. – 2017. – № 6. – С. 31-34.