LILO-Hand

Low-cost Technologie zur Unterstützung Amputierter.

Das Fehlen der Hand verursacht massive, physische und psychische Einschränkungen im täglichen Leben. Der Einsatz einer Prothese kann diese Probleme kompensieren und ermöglicht es Patienten, ein weniger eingeschränktes Leben zu führen. Die Erfüllung der funktionalen und ästhetischen Anforderungen an eine Prothese bringt in der Entwicklung und im Aufbau meistens hohe Kosten mit sich. Am Institut für Medizingerätetechnik (IMT) wird unter dem Gesichtspunkt Low-Cost an Medizingeräten und -systemen geforscht, um auch einkommensschwache Bevölkerungsschichten bedienen zu können.

LILO-Handprothese
LILO-Handprothese

 

Im Rahmen des Projekt LILO-Hand wurde das Modell einer 3D-gedruckten Handprothese mit einer aktiv ausgeführten Greifbewegung entwickelt und aufgebaut. Zur Aktuierung wird ein Twisted String Antrieb (TSA) eingesetzt. Die Schnüre des Antriebs werden durch die Rotation der Welle eines Elektromotors verdrillt und es wird eine Zugkraft erzeugt. Diese flektiert die Finger. Um ein variables Greifen zu ermöglichen, wird in die Handprothese ein Ausgleichsmechanismus integriert, der die Krümmung der Finger dem gegriffenen Objekt anpasst. Somit können die Flexion und Extension des Zeigefingers bis zum kleinen Finger und des Daumens jeweils mit einem Motor betrieben werden.

Die Bauteile des Mechanismus werden mittels 3D-Druck gefertigt. Der Aufbau der beiden TSAs setzt die Berechnung der Parameter zur Auslegung der Antriebseinheit voraus. Neben dieser Berechnung werden die passenden Elektromotoren sowie weitere Zukaufteile für die Elektronik unter dem Low-Cost Aspekt ausgewählt. Nach der Beschaffung und Fertigung aller Komponenten erfolgen der Zusammenbau sowie Funktionstests. Nach diesen werden Verbesserungen an der Konstruktion und dem Aufbau vorgenommen.

Schließlich wird durch den Einsatz von nur zwei Elektromotoren und den TSAs ein leichtgewichtiges und kostengünstiges Modell einer Handprothese aufgebaut. Mit diesem Modell ist es möglich, große Objekte durch den Umfassungsgriff zu greifen, jedoch nicht mit dem Pinzettengriff. Dieser wird im Rahmen einer Weiterentwicklung umgesetzt.

Publikationen

  • Mühlbauer P, Löhnert L, Siegle C, Stewart KW, Pott PP, Demonstrator of a low-cost hand prosthesis, IFAC, 12.-17.7.2020, Berlin
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