SE530293C2

SE530293C2 - Finger glove for use by e.g. manual worker, has artificial tendons fixed to or connected to yoke, where pulling force exerted on artificial tendons of glove finger bends finger enclosed in glove finger inwards towards palm

Info

Publication number: SE530293C2
Application number: SE0601792A
Authority: SE
Inventors: Hans Von Holst; Jan Wikander; Johan Ingvast
Original assignee: Hans Von Holst; Jan Wikander; Johan Ingvast
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-04-22
Also published as: CN101511310B; CN101511310A; SE0601792L

Abstract

The glove has artificial tendons (1a, 1c) extending along an inside of a glove, where the tendons run through ducts (3a, 3c) fixed to sides of glove finger. A yoke (6a, 6c) fit to a tip of the glove finger surrounds the tip of a finger enclosed in the glove finger (4a-4c). The artificial tendons are fixed to or slidingly connected to the yoke. A pulling force exerted on the artificial tendons of a glove finger bends the finger enclosed in the glove finger inwards towards the palm. An independent claim is also included for a system for strengthening a gripping movement.

Description

25 30 35 530 293 25 30 35 530 293

[006] I en annan artikel: " An Anthropomorphic Hand Exoskeleton to Prevent Astronaut Hand Fatigue During Extravehicular Activities"; B. L. Shields, J. A Main, S. W. Peterson, A.In another article: "An Anthropomorphic Hand Exoskeleton to Prevent Astronaut Hand Fatigue During Extravehicular Activities"; B. L. Shields, J. A Main, S. W. Peterson, A.

M. Strauss; 1997 lEEE, pages 668 - 673 beskrivs en anordning som också utgör ett exem- pel på ett yttre mekaniskt skelett till en hand, specifikt avsett för att förstärka kraften i muskel- rörelser vid arbete där handens fingrar är inblandade och under omständigheter där ﬁngrar- nas muskler efter kort tid tröttas ut. M. Strauss; 1997 lEEE, pages 668 - 673 describes a device which also constitutes an example of an external mechanical skeleton of a hand, specifically intended to strengthen the force in muscle movements at work where the fingers of the hand are involved and in circumstances where the muscles after a short time get tired.

[007] Båda de exempel som beskrivs i de citerade artiklarna utgör exempel på mekaniska skelett uppbyggda av lastbärande enheter, vilket alltid medför att skeletten är otympliga och ej användbara för det slag av behövande som beskrivs ovan. Both of the examples described in the cited articles are examples of mechanical skeletons built up of load-bearing units, which always means that the skeletons are awkward and not usable for the kind of needy described above.

[008] Ett syfte med den föreliggande uppﬁnningen är att anvisa en lösning på de visade olägenheterna med den kända tekniken.An object of the present invention is to provide a solution to the disadvantages shown with the prior art.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN DESCRIPTION OF THE INVENTION

[009] Enligt en aspektav uppﬁnningen presenteras en anordning med kännetecknen enligt det bifogade patentkravet 1. According to one aspect of the invention, a device with the features according to the appended claim 1 is presented.

[0010] Ytterligare utföranden av uppﬁnningen framläggs i de beroende patentkraven. [001 1] Enligt uppfinningsaspekten tillhandahålls en handske försedd med fingrar, här kallad fingerhandske, där ﬁngerhandsken ingår som en del i en kraftförstärkande handske som används för att förstärka vid en griprörelse initierade muskelkrafter vid ﬁngrama hos en mänsklig hand som är beklädd med den kraftförstärkande handsken. Handsken utnyttjar den av handsken omslutna handens ﬁngrar för att balansera de tryckande krafter som uppstår längs ett finger från kraftema i de artiﬁciella senor, som är anordnade att åstadkomma den eftersträvade kraftförstärkningen. Further embodiments of the invention are set out in the dependent claims. According to the aspect of the invention there is provided a glove provided with fingers, herein referred to as a finger glove, wherein the glove glove is included as part of a force-reinforcing glove used to reinforce muscle forces initiated in a gripping motion at the groin of a human hand clad with the force-reinforcing hand. . The glove uses the forceps of the hand enclosed by the glove to balance the compressive forces that arise along a finger from the forces in the articular tendons, which are arranged to achieve the desired force amplification.

[0012] Fingerhandsken är invändigt eller i ett mellanlager inrättad med linor av ett lämpligt material som har till uppgift att verka som nämnda artiﬁciella senor, där begreppet sena fort- sättningsvis används för dessa linor.The finger glove is internally or in an intermediate layer arranged with ropes of a suitable material whose function is to act as the said tendons, where the term tendon is still used for these ropes.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 visar den uppﬁnningsenllga ﬁngerhandsken i en planvy mot innersidan av en hand och där allt material som bygger upp själva handsken är avlägsnat för överskådlighetens skull.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows the heating glove in a plan view towards the inside of a hand and where all material which builds up the glove itself has been removed for the sake of clarity.

Fig. 2 är en figur av samma slag som figur 1 men i en vy sedd från sidan av handen. 10 15 20 25 30 35 530 293 Fig. 3 är en perspektivvy av en hand försedd med handsken avsedd för förstärkning av kraften i en griprörelse, där själva handskens material avlägsnats och där ett ställdon som styrs via en avbildad sensor illustreras schematiskt.Fig. 2 is a figure of the same kind as figure 1 but in a view seen from the side of the hand. Fig. 3 is a perspective view of a hand provided with the glove intended for amplifying the force in a gripping movement, where the material of the glove itself has been removed and where an actuator controlled via an imaged sensor is schematically illustrated.

Fig. 4 visar schematiskt en återkopplingsloop med ställdon för handsken använd vid kraft- förstärkning av en griprörelse med något av en hands ﬁngrar.Fig. 4 schematically shows a feedback loop with actuator for the glove used in force reinforcement of a gripping movement with one of the hands.

UTFÖRANDEN EXECUTIONS

[0013] Ett antal utföranden av uppfinningen beskrivs i det följande med stöd av de bifogade ritningama. i A number of embodiments of the invention are described in the following with reference to the accompanying drawings. in

[0014] Den uppfinningsenliga kraftförstärkande handsken åskàdliggörs enklast enligt ﬁgur 1, där fingerhandsken är påträdd en mänsklig hand och där själva den handske till vilken de mekaniska komponenterna är inrättade är borttagen för att göra figuren illustrativ. Själva handsken och den design denna är utförd i framgår sålunda ej av ﬁguren, vilket i sig är naturligt då ﬁngerhandskens design kan varieras på ett otal sätt. Sålunda kan exempelvis, en redan tillgänglig handske, såsom en sporthandske, en golfhandske eller någon typ av ana- tomisk handske användas, företrädesvis specialtillverkas dock en särskild handske för ändamålet enligt de specifika förutsättningar som gäller för patient/användare av ﬁnger- handsken. The force-reinforcing glove according to the invention is most easily illustrated according to Figure 1, where the finger glove is worn by a human hand and where the glove itself to which the mechanical components are arranged is removed to make the figure illustrative. The glove itself and the design in which it is made are thus not apparent from the watch, which in itself is natural as the design of the glove can be varied in countless ways. Thus, for example, an already available glove, such as a sports glove, a golf glove or some type of anatomical glove can be used, however, a special glove is preferably specially made for the purpose according to the specific conditions that apply to the patient / user of the glove.

[0015] Som nämnts utgör fingerhandsken en komponent i ett system som här benämns kraftförstärkande handske. l denna kraftförstärkande handske innefattas förutom ﬁnger- handsken: - en kraftavkännande sensor per påverkbarl handskﬁnger, - ett ställdon för att påverka de artiﬁciella senorna med en dragkraft, så att denna dragkraft resulterar i att designerat finger i handsken kröker sig inåt mot handﬂatan och härvid kan utföra en griprörelse, i - en återkopplingsloop innefattande en elektronikkrets med en överföringsfunktion som driver en motor i ställdonet att utöva en dragkraft pâ de artificiella senoma l beroende av signaler från sensom och inställning av parametrar i överföringsfunktionen. As mentioned, the finger glove is a component of a system referred to herein as a force-enhancing glove. In addition to the glove, this force-reinforcing glove includes: - a force-sensing sensor per actuable glove, - an actuator for influencing the articular tendons with a traction force, so that this traction force results in the designated finger in the glove curving inwards towards the hand and thereby perform a gripping movement, i - a feedback loop comprising an electronics circuit with a transfer function which drives a motor in the actuator to exert a traction force on the artificial sensors l depending on signals from the sensor and setting parameters in the transfer function.

[0016] l det följande används begreppet handskﬁnger om ett ﬁnger hos handsken avsett att hysa ett ﬁnger hos den hand varpå handsken träs. Härvid avses ett handskﬁnger som är utrustat för kraftförstärkning av nämnda ﬁngers muskelkraft och att nämnda handskﬁngers egenskaper här avser samtliga handskﬁngrar som omfattas av nämnda kraftförstärkning. 10 15 20 25 30 35 530 293 Sålunda förekommer att exempelvis enbart 3 handskﬁngrar är utrustade på det beskrivna sättet, men 4 eller 5 ﬁngrar kan utformas på motsvarande sätt. In the following, the term glove is used if a pair of gloves is intended to house a pair of gloves on which the glove is worn. This refers to a glove which is equipped for force reinforcement of the muscle force of the said wire and that the properties of the said glove here refer to all gloves which are covered by the said power reinforcement. 10 15 20 25 30 35 530 293 Thus, for example, only 3 glove racks are equipped in the manner described, but 4 or 5 rails can be designed in a corresponding manner.

[0017] Figur 1 visar de linor som fungerar som de artiﬁciella senorna med referenssiffran 1a till 1c. l ﬁguren är för överskådlighetens skull visat att endast tre av handskens ﬁngrar är utrustade med artiﬁciella senor, nämligen de handskfingrar som motsvarar en hands tumme, pekﬁnger och långﬁnger. Naturligtvis kan samtliga ﬁngrar förses med motsvarande anord- ningar som här beskrivs för kraftförstärkning av muskelkrafter vid ﬁngerrörelser, varvid samt- liga komponenter involverade i systemet härvid, i stället för att referera till tre fingrar som numrerade från a - c i den föreliggande texten, lika väl kan utvecklas till att motsvarande komponenter numreras från a - e om samtliga fem ﬁngrar är utrustade med kraftförstärkning enligt uppﬁnningsaspekten. De artificiella senoma 1a-1c löper genom stymingar i form av hylsor 2a, 2b, 2c och kanaler 3a, 3b, 3c vilka samtliga är fastgjorda i handsken. Så som framgår av figuren är en hylsa 2a, 2b, 2c per handskﬁnger anordnad, varvid två senor 1a-1 c avsedda för böjning av ett tillägnat handskﬁnger är inrättade att passera genom en och samma hylsa 2a, 2b, 2c fram till det tillägnade handskﬁngret, där hylsan 2a, 2b, 2c är place- rad intill basen av detta handskﬁnger. Sålunda är t.ex. hylsan 2b placerad invid basen av det handskﬁnger 4b som motsvarar den mänskliga handens pekﬁnger. De artiﬁciella senor 1b som är ägnade att påverka handskens pekﬁnger 4b löper genom nämnda hylsa 2b och vidare utefter detta handskfinger längs kanalema 3b. Kanalerna 3a, 3b, 3c är placerade vid respektive handskﬁngers sidor och företrädesvis nära till handskﬁngramas innersidor. Hår- igenom kommer de artiﬂciella senoma 1a - 1c att löpa längs handskﬁngrarnas sidor och som nämnts nära dessas innersidor. Figure 1 shows the lines that function as the article tendons with reference numerals 1a to 1c. For the sake of clarity, the layer is shown that only three of the glove's fingers are equipped with artificial tendons, namely the glove fingers that correspond to a hand's thumb, forefinger and long toe. Of course, all angles may be provided with corresponding devices described herein for strengthening muscle forces in angling movements, all components involved in the system being here, instead of referring to three fingers numbered from a - c in the present text, equally well. can be developed to the corresponding components are numbered from a - e if all five units are equipped with power amplification according to the recovery aspect. The artificial tendons 1a-1c run through controls in the form of sleeves 2a, 2b, 2c and channels 3a, 3b, 3c which are all fixed in the glove. As can be seen from the figure, a sleeve 2a, 2b, 2c per glove is arranged, two tendons 1a-1c intended for bending a dedicated glove being arranged to pass through one and the same sleeve 2a, 2b, 2c up to the dedicated glove. , where the sleeve 2a, 2b, 2c is placed next to the base of this glove. Thus, e.g. the sleeve 2b located next to the base of the glove 4b corresponding to the pointers of the human hand. The artificial tendons 1b which are suitable for influencing the pointers 4b of the glove run through said sleeve 2b and further along this glove finger along the channels 3b. The channels 3a, 3b, 3c are located at the sides of the respective gloves and preferably close to the inner sides of the gloves. Through this, the artificial tendons 1a - 1c will run along the sides of the glovings and, as mentioned, close to their inner sides.

[0018] De artificiella senorna 1a - 1c uppträder parvis med en part på respektive sida av ett handskﬁngeri syfte att uppnå sidledes momentjämvikt när en dragkraft anbringas på senorna till ett visst ﬁnger av handskenfKanalema och hylsorna är vidare anordnade så att senorna löper på ett visst avstånd från ett fingers leder för att åstadkomma ett lämpligt böjande moment på fingret. Nämnda avstånd är större nära handﬂatan än längre ut från handﬂatan. Här skall också påpekas att handskﬁngrama 4a - 4c inte är utrustade med några linor motsvarande artiﬁciella senor som rätar ut handskﬁngrama efter en utförd griprörelse med något handskﬁnger inblandat. Detta motsvarar förhållandet vid den mänskliga handens griprörelse, dvs. att när en griprörelse kring ett föremål är genomförd och avslutad beordras vanligen inte specifikt handens muskler att ﬂngrama skall återgå till ett uträtat läge. The artificial tendons 1a - 1c appear in pairs with a part on each side of a glove body in order to achieve lateral torque equilibrium when a traction force is applied to the tendons of a certain length of the glove channels and the sleeves are further arranged so that the tendons run at a certain distance from the joints of a finger to effect a suitable bending moment on the finger. Said distance is greater near the hand than further out from the hand. It should also be pointed out here that glove frames 4a - 4c are not equipped with any ropes corresponding to artificial tendons that straighten glove frames after a gripping movement has been performed with some glove involved. This corresponds to the condition of the gripping movement of the human hand, ie. that when a gripping movement around an object is completed and completed, the muscles of the hand are usually not specifically ordered to return to a straightened position.

[0019] För att ge god stabilitet åt konstruktionen är hylsoma 2 fastgjorda vid ett styvt stöd 5 som täcker en stor del av handskens motsvarighet till en hands handﬂata. Handﬂatsstödet 5 10 15 20 25 30 35 530 299 kan ges olika design, dels i beroende av vilka fingrar vid en för handsken avsedd hand, som skall erhålla kraftförstärkning, dels att det naturligtvis ﬁnns möjlighet att utforma stödet indi- viduellt, dvs. anpassat till den person som skall använda handsken. Stödet skall tjäna som grundplatta för ﬁxering av hylsorna 2a - 2c, så att dessa hylsor kan styra de artiﬁciella senoma, dvs. att hålla nämnda senor intill själva handens yta och att se till att tvâ senor för respektive ﬁnger styrs att lämna handﬂatan nära till respektive ﬁngers bas. In order to give good stability to the construction, the sleeves 2 are fastened to a rigid support 5 which covers a large part of the glove's equivalent to the hand of a glove. The hand support 5 10 15 20 25 30 35 530 299 can be given different designs, partly depending on which fingers of a hand intended for the glove are to receive power reinforcement, and partly that it is of course possible to design the support individually, ie. adapted to the person to use the glove. The support shall serve as a base plate for axing the sleeves 2a - 2c, so that these sleeves can guide the articular tendons, ie. to hold said tendons adjacent to the surface of the hand itself and to ensure that two tendons for each ings are controlled to leave the hands close to the base of each ings.

[0020] Handﬂatsstödet 5 utgör även en kraftupptagande komponent för krafter som förmed- las via de artificiella senorna 1a - lc. De artificiella senorna 1a - 1c är omslutna av vajer- höljen 7a - 7c vilka avslutas med ändhylsor 8a - 8c. Respektive ändhylsa 8a - 8c är fixerad vid handﬂatsstödet 5 för överföring av kraft från korresponderande senor 1a - 1c till hand- ﬂatsstödet 5, när en dragkraft påverkar nämnda korresponderande senor, dvs handﬂats- stödet 5 tar upp krafter från senorna. The hand support 5 also constitutes a force-absorbing component for forces transmitted via the artificial tendons 1a - 1c. The artificial tendons 1a - 1c are enclosed by the wire housings 7a - 7c which are terminated by end sleeves 8a - 8c. The respective end sleeve 8a - 8c is fixed to the hand support 5 for transmitting force from corresponding tendons 1a - 1c to the hand support 5, when a traction force affects said corresponding tendons, ie the hand support 5 absorbs forces from the tendons.

[0021] Vid handﬂatsstödet 5 kan fördelaktigt även anhåll 9a - 9c vara anbringade. Dessa anhåll 9a - 9c har till uppgift att styra senoma 1a - 1 c mellan ändhylsoma 8a - 8c och hylsorna 2a - 2b för att ge senorna en förutbestämd krökning i detta område, varvid förhind- ras att senoma erhåller en olämplig bana eller knäcks i för skarpa vinklar. Stop 9a - 9c can advantageously also be fitted to the hand support 5. These stops 9a - 9c have the task of guiding the tendons 1a - 1c between the end sleeves 8a - 8c and the sleeves 2a - 2b to give the tendons a predetermined curvature in this area, thereby preventing the tendons from obtaining an unsuitable path or breaking in front. sharp angles.

[0022] Handﬂatsstödet 5 kan uteslutas som en separat enhet om handsken i motsvarande område görs styv, så att handﬂatsstödet är integrerat med själva handsken The palm rest 5 can be excluded as a separate unit if the glove in the corresponding area is made rigid, so that the palm rest is integrated with the glove itself.

[0023] För att ytterligare tillse att handﬂatsstödet 5 ligger an nära handflatan kan stödet 5 företrädesvis utformas så att det har en förlängning som är omvikt handen, t.ex. så att det vid handen mellan tummen och pekﬁngret är vikt om mellanhanden och når ett lämpligt stycke in över handryggen mellan tummen och pekﬁngret. Ytterligare hylsor för styming av de artiﬁ- ciella senoma kan anbringas längs handﬂatsstödet 5. Handﬂatsstödet 5 är vidare lämpligen utförd i en styv plast och kan dessutom innehålla öppna områden. In order to further ensure that the hand rest 5 rests close to the palm, the support 5 can preferably be designed so that it has an extension which is folded over the hand, e.g. so that at the hand between the thumb and the index finger there is a fold around the middle hand and reaches a suitable distance over the back of the hand between the thumb and the index finger. Additional sleeves for controlling the articular tendons can be fitted along the hand rest 5. The hand rest 5 is further suitably made of a rigid plastic and may also contain open areas.

[0024] l handsken enligt uppﬁnningsaspekten finns, i ett för kraftförstärkning inrättat handskﬁnger 4a - 4c, en bygel 6a - 6c vid handskﬁngrets topp anordnad för att omsluta ett inneslutet ﬁngers topp. Avsikten med bygeln är att när de artificiella senoma 1a- 1c ansluts till nämnda bygel 6a - 6c erhålla en motsvarighet till naturliga senors infästning vid yttersta fingerbenet. Bygeln skall alltså tjäna syftet att när de artiﬁciella senoma, exempelvis senorna 1b, drari bygeln 6b skall den omslutna ﬁngertoppen tvinga ﬁngret att böja sig, dvs. i detta fall pekﬁngret. Genom att de artificiella senoma dessutom löper genom kanaler 3a - 3c vid 10 15 20 25 30 35 SSU 293 ﬁngrarnas sidor och nära fingramas innersidor tvingas fingret i handskﬁngret till en griprörelse som efterliknar det naturliga fingrets rörelsemönster. In the glove according to the invention aspect, in a glove 4a - 4c arranged for power reinforcement, there is a stirrup 6a - 6c at the top of the glove arranged to enclose the top of an enclosed .ng. The purpose of the shackle is that when the artificial tendons 1a-1c are connected to said shackle 6a-6c obtain an equivalent to the attachment of natural tendons to the outermost finger bone. The shackle should thus serve the purpose that when the artificial tendons, for example the tendons 1b, pull the shackle 6b, the enclosed gngertop should force the ﬁngter to bend, ie. in this case the pointer. In addition, the artificial tendons run through channels 3a - 3c at the sides of the fingers and close to the inner sides of the fingers, forcing the finger in the glove to a gripping movement that mimics the movement pattern of the natural finger.

[0025] Bygeln 6 kan utformas på ett ﬂertal sätt. Sålunda kan den utgöras av en hätta som täcker själva fingertoppen i ett omslutet ﬁnger och där de artiﬁciella senoma 1a - tc har infästningar till hättans sidor. Bygeln 6 kan även, enligt det föredragna utförandet formas som ett hölje som omsluter ﬁngertoppen på ovansidan och på sidoma, alternativt på ovansidan och alla sidor runt fingertoppen. Vid ett utförande som ett hölje har bygeln väl belägna infäst- ningspunkter vid höljets sidor längst in mot handen och nära ﬁngrets innersida. Detta ut- förande är visat i ﬁgurerna. Som varianter av dessa utföranden kan bygeln, i enklaste fall, utgöras av själva den lina som bildar den artificiella senan 1a - 1c, där denna löper runt själva ﬁngertoppen och härvid kan liknas vid en bygel, varvid infästningspunkt blir överﬂödig.The jumper 6 can be designed in a number of ways. Thus, it can consist of a cap which covers the very tip of the finger in an enclosed ﬁinger and where the articular tendons 1a - tc have attachments to the sides of the cap. The stirrup 6 can also, according to the preferred embodiment, be formed as a casing which encloses the fingertip on the upper side and on the sides, alternatively on the upper side and all sides around the fingertip. In the case of a casing design, the stirrup has well-located attachment points on the sides of the casing at the far end of the hand and close to the inside of the sleeve. This design is shown in the ur gures. As variants of these designs, the stirrup can, in the simplest case, consist of the line itself which forms the artificial tendon 1a - 1c, where this runs around the tip of the finger itself and can be likened to a stirrup, whereby the point of attachment becomes superfluous.

Vid ett sådant utförande kan den artificiella senan utföras tillplattad vid fingertoppens spets. In such an embodiment, the artificial tendon can be made flattened at the tip of the fingertip.

[0026] Bygeln 6, när denna utgörs av en hätta eller ett hölje, är företrädesvis utförd i ett plastmaterial, men även andra material såsom en metall eller en komposit är fullt användbar.The stirrup 6, when it consists of a cap or a casing, is preferably made of a plastic material, but other materials such as a metal or a composite are also fully useful.

Materialet som bildar bygeln 6 kan vidare göras av a) ett heltäckande material, b) ett perfore- rat material, c) ett material format som ett nätverk, d) ett material enligt något av a) till c) men inneslutande öppna områden. Vidare är det fördelaktigt att annera materialet i bygeln med exempelvis metalltrådar, glasﬁber el. mosvarande, i synnerhet runt de punkter av materialet som ska bilda infästningspunkter. Vid detta utförande är de möjligt att gjuta bygeln formad för en specifik användare. The material forming the yoke 6 can further be made of a) a solid material, b) a perforated material, c) a material shaped like a network, d) a material according to any one of a) to c) but enclosing open areas. Furthermore, it is advantageous to change the material in the jumper with, for example, metal wires, glass el ber el. moss-like, especially around the points of the material that are to form attachment points. In this embodiment, they are possible to cast the stirrup shaped for a specific user.

[0027] Fingerhandsken är utförd i olika typer av material för olika delar. De flesta delama är utförda av ett ﬂexibelt material för att ge god komfort för en innesluten hand. Andra delar, såsom ovansidan av handskﬁngrama har ett material som är styvt i minst en riktning (vinkel- rätt mot ﬁngrets längdriktning). Ytterligare delar av handsken där styvhet i materialet kan behövas är runt handflatsstödet 5. Materialet är företrädesvis genomsläppligt för fukt, efter- som en bärare av handsken ska kunna bära denna under långa tidsperioder utan olägen- heter. Nämnda detaljer i form a artificiella senor 1a - 1c, hylsor 2a - 2c, kanaler 3a - 3c, handﬂatsstödet 5 och bygeln 6 kan samtliga vara förlagda till handskens inneryta. Av dessa komponenter är i detta fall åtminstone handﬂatsstödet 5, kanalema 3a - 3c och bygeln 6 ﬁxerade vid nämnda handskes inneryta. Vid ett altemativt utförande är handsken utförd med åtminstone ett yttre skikt och ett inre skikt, varvid åtminstone någon eller samtliga av de i denna paragraf listade komponentema är placerade mellan nämnda inner- och ytterskikt. 10 15 20 25 30 35 530 293 The finger glove is made of different types of materials for different parts. Most parts are made of a flexible material to provide good comfort for an enclosed hand. Other parts, such as the top of the gloves, have a material that is rigid in at least one direction (perpendicular to the longitudinal direction of the glove). Additional parts of the glove where rigidity in the material may be needed are around the palm rest 5. The material is preferably permeable to moisture, since a wearer of the glove must be able to wear it for long periods of time without inconvenience. Said details in the form of artificial tendons 1a - 1c, sleeves 2a - 2c, channels 3a - 3c, the hand rest 5 and the shackle 6 can all be placed on the inner surface of the glove. Of these components, in this case at least the hand rest 5, the channels 3a - 3c and the shackle 6 are fastened to the inner surface of said glove. In an alternative embodiment, the glove is made with at least one outer layer and an inner layer, wherein at least some or all of the components listed in this section are placed between said inner and outer layers. 10 15 20 25 30 35 530 293

[0028] Materialet som bygger upp handsken är helt eller delvis utfört av: a) ett heltäckande material, b) ett perforerat material, c) ett material format som ett nätverk, d) ett material enligt något av a) till c) men inneslutande öppna områden. The material that makes up the glove is wholly or partly made of: a) a solid material, b) a perforated material, c) a material shaped like a network, d) a material according to any one of a) to c) but enclosing open areas.

[0029] Kanalema 3a - 3c som är ﬁxerade längs handskﬁngramas sidor utgörs lämpligen av rör, rännor eller spår ﬁxerade längs handskﬁngrama. Huvudsaken är att de artiﬁciella senorna 1a - 1c styrs längs handskfingrama. Som altemativ kan sydda kanaler användas.The channels 3a - 3c which are axed along the sides of the glove frames are suitably constituted by pipes, grooves or grooves axed along the glove frames. The main thing is that the articular tendons 1a - 1c are guided along the glove fingers. As an alternative, sewn channels can be used.

Det är nödvändigt att de artiﬁciella senoma 1a - 1c ges möjlighet att böjas, åtminstone mellan nämnda kanaler och att de artiﬁciella senornas längd utefter handskﬁngret kan för- kortas. Vid användning av rör eller motsvarande är materialet lämpligen karakteriserat av låg friktion, t.ex. PTFE. It is necessary that the articular tendons 1a - 1c are given the opportunity to bend, at least between said channels, and that the length of the articular tendons along the glove can be shortened. When using pipes or the like, the material is suitably characterized by low friction, e.g. PTFE.

[0030] De artificiella senorna 1a - 1c utförs lämpligen i ett lätt böjligt material med låg frik- tion. Som exempel är materialet till senoma 1a - 1c något ur gruppen: nylon, stål, Dynema, belagd Kevlar. The artificial tendons 1a - 1c are suitably made of a slightly flexible material with low friction. As an example, the material for the tendons 1a - 1c is something from the group: nylon, steel, Dynema, coated Kevlar.

[0031] För àstadkommande av en griprörelse med ett ﬁnger instoppat i ett handskfinger beskrivs funktionen nedan. Referenserna avser ﬁgur 4, där en återkopplingsloop 11 visas med fem fingrar utrustade med kraftförstärkning, trots att funktionen för enbart tre aktiverade ﬁngrar beskrivs i den föreliggande texten. l exemplet enligt figuren framgår att sensorer från samtliga fem handskfingrar är anslutna i återkopplingsloopen. To effect a gripping movement with a finger inserted in a glove finger, the function is described below. The references refer to Figure 4, where a feedback loop 11 is shown with five fingers equipped with power amplification, although the function of only three activated speakers is described in the present text. In the example according to the figure, it can be seen that sensors from all five glove fingers are connected in the feedback loop.

[0032] Linorna som utgör de artiﬁciella senoma 1a - 1c är dragna till ett ställdon 10a - 10c för varje par av senor, t.ex. ett ställdon 10b för griprörelse med pekﬁngret. Ställdonen 10a - 10c för resp. ﬁnger är anslutna till och styrs via återkopplingsloopen 11. The ropes constituting the artificial tendons 1a - 1c are pulled to an actuator 10a - 10c for each pair of tendons, e.g. an actuator 10b for gripping movement with the pointer. Actuators 10a - 10c for resp. . nger are connected to and controlled via the feedback loop 11.

[0033] En kraftavkännande sensor 12a - 12c är placerad på handskﬁngrets 4a - 4c insida vid dess ﬁngertopp. Nämnda sensor 12a - 12c mäter hela den kraft eller delar av den kraft som uppkommer mellan fingertoppen och ett objekt som omgrips av det i handskﬁngret inne- slutna ﬁngret. A force sensing sensor 12a - 12c is located on the inside of the glove 4a - 4c at its tip. Said sensor 12a - 12c measures all the force or parts of the force which arises between the fingertip and an object which is gripped by the finger enclosed in the glove box.

[0034] Den kraftavkännande sensorn 12a -12c ingår i äterkopplingsloopen 11, som även innefattar en elektronikkrets 13, vilken i sin tur innefattar en processor 14 programmerad med en överföringsfunktion. Kraften som mäts medelst sensom 12a - 12c för ett visst ﬁnger, t.ex. 12b för pekﬁngret, skalas och omvandlas till en referenskraft för sagda fingers ställdon 10b. Den kraft som ställdonet 10b då åstadkommer, genom att ställdonet styrs av processom 14 att påverka de artificiella senorna, i detta fall senoma 1b, med en dragkraft, så att sagda 10 15 20 25 30 35 530 253 ﬁnger böjs inåt, resulterar i ökad kraft på sensorn 12b - så kallad positiv återkoppling. En anpassad skalfaktor resulterar i en kraftförstärkning. Skalfaktom kan varieras med hjälp av en variator 15, t.ex. en potentiometer, ansluten till elektronikkretsen 13. Den beskrivna åter- kopplingen kan exempelvis utföras med hjälp av en mikrostyrenhet. Återkoppling enligt ovan utgör exempel på känd teknik och beskrivs ej ytterligare här. Vidare skall nämnas att antalet kraftavkännande sensorer per handskﬁnger kan vara en eller ﬂera längs handskﬂngrets insida. Begreppet en sensor kan således tolkas som att sensom kan bestå av ﬂera enheter.The force sensing sensor 12a -12c is included in the feedback loop 11, which also comprises an electronics circuit 13, which in turn comprises a processor 14 programmed with a transfer function. The force measured by means of sensors 12a - 12c for a certain switch, e.g. 12b for the pointer, is scaled and converted into a reference force for said actuator 10b. The force which the actuator 10b then produces, by the actuator being controlled by the processor 14 to actuate the artificial tendons, in this case the tendons 1b, with a tensile force, so that said 10 15 20 25 30 35 530 253 bends inwards, results in increased force on the sensor 12b - so-called positive feedback. An adjusted scale factor results in a power boost. The scale factor can be varied by means of a variator 15, e.g. a potentiometer, connected to the electronics circuit 13. The described feedback can be performed, for example, by means of a microcontroller. Feedback as above is an example of the prior art and is not further described here. It should also be mentioned that the number of force-sensing sensors per glove can be one or more along the inside of the glove. The term a sensor can thus be interpreted as meaning that the sensor can consist of enheter your units.

Ytterligare skall nämnas att kraften som mäts av en sensor är hela eller del av den kraft som ett ﬁnger ansätter mot ett underlag, där underlaget kan vara ett objekt som skall gripas av handen, men underlaget kan likväl utgöras av insidan av en bygel vid fingerhandskens topp, när denna bygel har en vägg som befinner sig mellan fingret och sensorn 12a - 12b. It should also be mentioned that the force measured by a sensor is all or part of the force that an ansger applies to a surface, where the surface can be an object to be gripped by the hand, but the surface can still consist of the inside of a jumper at the top of the finger glove. , when this stirrup has a wall located between the finger and the sensor 12a - 12b.

[0035] När bygeln 6a - 6c utgörs av ett hölje som omsluter en ﬁngertopp på alla sidor utfor- mas återkopplingsloopen på ett altemativt sätt. Kraftsensom 12a - 12c detekterar som nämnts då den kraft som handskbärarens finger aktivt påverkar bygeln med och inte något av den kraft som ställdonet 10b utövar på bygeln. Denna detekterade kraft kan då efter ﬁltre- ring och skalning användas som referenskraft av ställdonen. Därmed kringgås i detta fall de olägenheter som kan uppstå vid positiv återkoppling. When the stirrup 6a - 6c consists of a casing which encloses a opp nger top on all sides, the feedback loop is designed in an alternative manner. The force sensor 12a - 12c detects as mentioned when the force with which the glove wearer's finger actively acts on the stirrup and not any of the force that the actuator 10b exerts on the stirrup. This detected force can then, after filtration and scaling, be used as a reference force by the actuators. Thus, in this case, the inconveniences that can arise with positive feedback are circumvented.

[0036] Enligt ett utförande kan ett ställdon 10a - 10c vara kopplat till de artiﬁciella senoma (1a - 1c) anslutna till mer än ett handskﬁnger 4a -4c. Enligt ett ytterligare utförande kan flera ställdon vara anslutna till de artiﬁciella senorna vid ett och samma handskﬁnger, varigenom styrningen av handskfingret kan förﬁnas. According to one embodiment, an actuator 10a - 10c may be connected to the articular tendons (1a - 1c) connected to more than one glove 4a -4c. According to a further embodiment, several actuators can be connected to the artificial tendons at one and the same glove, whereby the control of the glove finger can be moved.

[0037] Reglerenheten 19 kan vara inrättad att styra ställdonen 10a -10c att utöva en dragkraft på endast ett handskﬁngers 4a - 4c artiﬁciella senor 1a - 1c, exempelvis kan reglerenheten styra ett ställdon för att böja exempelvis ett pekﬁnger infört i handskens mot- svarighet till ett pekfinger. Ävenså kan reglerenheten vara inrättad att styra ett ställdon för att böja mer än ett handskﬁnger inneslutande ﬁngrar. The control unit 19 may be arranged to control the actuators 10a -10c to exert a traction force on only the tendons 1a - 1c of a glove 4a - 4c, for example the control unit may control an actuator to bend, for example, a pointer inserted in the glove equivalent to one index finger. The control unit can also be arranged to control an actuator for bending more than one glove enclosing the hinges.

[0038] Enligt ett alternativt utförande är ett ställdon 10a - 10c anslutet medelst artiﬁciella senor 1a - 1c till endast ett handskfinger 4a - 4c. According to an alternative embodiment, an actuator 10a - 10c is connected by means of artificial tendons 1a - 1c to only one glove finger 4a - 4c.

[0039] Enligt ett ytterligare utförande är reglerenheten 19 inrättad att styra ett ställdon 10a - 10c att utöva en dragkraft endast på de artiﬁciella senor la - 1c anslutna till det handsk- ﬁnger 4a - 4c på vars insida den kraftavkännande sensor 12a - 12c som detekterar sagda kraft är belägen. 10 15 20 25 30 35 530 293 According to a further embodiment, the control unit 19 is arranged to control an actuator 10a - 10c to exert a traction force only on the articular tendons 1a - 1c connected to the gloves 4a - 4c on the inside of which the force sensing sensor 12a - 12c which detects said force is located. 10 15 20 25 30 35 530 293

[0040] Ställdonen kan utgöras av en elektrisk motor med en växel kopplad till en upplind- ningsanordning, som exempelvis kan utgöras av en lintrumma 16a -16c, på vilken den artiﬁciella senan rullas upp. En sensor 17b placerad i ställdonet 10b detekterar dragkraften i de artificiella senor 1b som är kopplade till aktuellt ﬁnger. Denna detekterade kraft används för att sluta den interna àterkopplingsloopen som styrs mot ett inställt börvärde, dvs styrt av den inställda skalfaktorn. l figur 4 är fem ställdon visade. Detta skall inte tolkas som att respektive ställdon är anslutet medelst de artiﬁciella senorna 1a - 1c till korresponderande handskﬁngrar 4a - 4c. Anslutningen av ställdon till handskfingrar kan ske pà ﬂera alternativa sätt, så som omnämns nedan. The actuators can be constituted by an electric motor with a gear connected to a winding device, which can for instance be constituted by a rope drum 16a -16c, on which the article tendon is wound. A sensor 17b located in the actuator 10b detects the traction in the artificial tendons 1b connected to the current.. This detected force is used to close the internal feedback loop which is controlled against a set setpoint, ie controlled by the set scale factor. Figure 4 shows five actuators. This should not be construed as connecting the respective actuators by means of the articulated tendons 1a - 1c to corresponding glove rails 4a - 4c. The connection of actuators to glove fingers can be done in your alternative ways, as mentioned below.

[0041] Batterier 18 förser ställdon 10a - 10c och elektronikkrets 13 med energi. Nämnda komponenter, elektronikkrets 13, processor 14, potentiometer 15, innesluts företrädesvis i en för dessa avsedd box, som här kallas för reglerenhet 19 och lämpligen placeras på under- armen. De artiﬁciella senoma kan härvid på lämpligt sätt arrangeras dolda mellan handsken och reglerenheten 19. l fígurema 1 och 2 visas inte den ledning som överför signaler från den kraftavkännande sensorn 12a - 12c till reglerenheten. l ﬁgur 3 är nämnda ledning av- bildad som referens 20. Batteries 18 supply power to actuators 10a - 10c and electronics circuit 13. Said components, electronic circuit 13, processor 14, potentiometer 15, are preferably enclosed in a box intended for them, which is here referred to as control unit 19 and is suitably placed on the forearm. The artificial sensors can in this case be arranged in a suitable manner hidden between the glove and the control unit 19. Figures 1 and 2 do not show the line which transmits signals from the force sensing sensor 12a - 12c to the control unit. In Fig. 3, said line is depicted as reference 20.

[0042] Vid användning av bygeln 6 i form av en hätta eller ett hölje kan senoma löpa runt hela bygeln 6 varvid infästningspunkter e] är aktuella, varvid krafterna fördelas bättre och tillåter sidledes rörelse av fingret. When using the stirrup 6 in the form of a cap or a casing, the tendons can run around the entire stirrup 6, attachment points e] being relevant, the forces being better distributed and allowing lateral movement of the finger.

[0043] Här uppräknas ytterligare ett antal varianter av utföranden: Kanalema 3a - 3c är utförda av ett sådant material att de kan tillåtas löpa hela vägen längs handskﬁngrarna utan avbrott. Kanalema 3a - 3c kan i detta fall även ha en bälgliknande struktur, så att vissa avsnitt kan ändra längd. I detta senaste fall kan även kanalerna tillåtas löpa ända från hylsorna 2a - 2c på handﬂatsstöden 5 fram till byglarna 6 på respektive ﬁngen Kanalerna 3a - 3c kan sys in i handsken.A further number of variants of embodiments are listed here: The channels 3a - 3c are made of such a material that they can be allowed to run all the way along the gloves without interruption. The channels 3a - 3c can in this case also have a bellows-like structure, so that certain sections can change length. In this latter case, the channels can also be allowed to run all the way from the sleeves 2a - 2c on the hand rests 5 to the stirrups 6 on the respective channels. The channels 3a - 3c can also be sewn into the glove.

Kraftförstärkning kan utföras för minst ett ﬁngeri handsken. Om t.ex. tummen på den natur- liga handen gjorts ﬁx, t.ex. genom att den är gipsad, kan ett tillräcklig gott hjälpmedel för att kunna utföra griprörelser under en rehabiliteringsperiod utgöras av en handske där endast pekfingrets muskler kraftförstärks. 10 15 530 2533 10 För att minska friktion mellan senor 1a - 1c och handflatsstöd 5 kan anhållen 9a - 9c bytas ut mot rullager.Power amplification can be performed for at least one hand ngeri glove. If e.g. the thumb of the natural hand is made ﬁ x, e.g. because it is plastered, a sufficiently good aid to be able to perform gripping movements during a rehabilitation period can consist of a glove where only the muscles of the index finger are strongly strengthened. 10 15 530 2533 10 To reduce friction between tendons 1a - 1c and palm rest 5, stops 9a - 9c can be replaced with roller bearings.

Vilket som helst par av, eller samtliga, artificiella senor, t.ex. 1b för pekﬁngret, kan bytas ut mot en sådan sena, som vid stödet 5 är uppsplittrad i tvâ parter, som leds vidare enligt tidi- gare visade exempel.Any pair of, or all, artificial tendons, e.g. 1b for the pointer, can be replaced by such a tendon, which at the support 5 is split into two parts, which is passed on according to previously shown examples.

Ställdonen 10 kan placeras i själva handflatan.The actuators 10 can be placed in the palm itself.

DEFlNlTlONER Med ﬁnger avses samtliga handens ﬁngrar, tummen inbegripen.DEFINITIONS By avger refers to all the hands of the hand, including the thumb.

Ett ﬁnger deﬁnieras här som att innefatta fyra sidor, ovansidan är den sida som vid utsträckt hand har en riktning lika som handens ovansida (ryggsida), innersidan som den sida av fing- ret som kan krökas in mot handﬂatan och sidorna lateralt benämns enkelt med fingrets sidor.One is defined here as comprising four sides, the upper side is the side which in the case of an extended hand has a direction equal to the upper side (back side) of the hand, the inner side as the side of the finger which can be curved towards the hand and the sides laterally referred to as the finger pages.

Begreppet hylsa skall även innefatta begreppet ögla.The term sleeve shall also include the term loop.

Claims

1. 0 15 20 25 30 35 5313 293 11 PATENT REQUIREMENTS 1. Force-reinforcing glove for amplifying force during gripping movement with one or two fingers of a human hand enclosed in the glove, comprising a glove with glove bars (4a - 4c) and a palm, characterized in that it comprises: - artificial tendons (1a - 1c) extending along the inside of the glove and where at least one glove finger is arranged to contain on each side of said gloves an artificial tendon (1a - 1c),. - a shackle (6a - 6c) is arranged in the top of the glove (4a - 4c) and is intended to enclose the top of an enclosed finger, - the artificial tendons (1a - 1c) of a glove (4a - 4c) are connected to said shackle (6a - 6c), - a force sensing sensor (12a - 12c) is placed on the inside of the glove box (4a - 4c) and arranged to detect a force between a pair enclosed in the glove box (4a - 4c) and a surface fitted to said finger, - the the articular tendons (1a - 1c) for a glove finger (4a - 4c) are connected to at least one actuator (10a - 10c), - a control unit (19) is arranged to control said at least one actuator (10a - 10c) to exercise a traction force on at least one glove's artificial tendons (1a - 1c) in dependence on a force detected in the force sensing sensor (12a - 12c), wherein one inne enclosed in said at least one glove hand (4a - 4c) is caused to bend, because the enclosed finger balances compressive forces that arise along the force from the traction force in said artificial tendons. The force-amplifying glove according to claim 1, wherein the control unit (19) is arranged to control an actuator (10a - 10c) to exert a tensile force on at least one glove (4a - 4c) artificial tendons (1a - 1c). The force-reinforcing glove according to claim 1, wherein the control unit (19) is arranged to control at least one actuator (10a - 10c) to exert a pulling force on only artificial gloves (1a - 1c) of a glove finger (4a - 4c). The force-reinforcing glove according to claim 1, wherein the control unit (19) is arranged to control an actuator (10a - 10c) to exert a tensile force only on the articular tendons (1a - 1c) connected to the glove (4a - 4c) on the inside of which the force sensing sensor (12a - 12c) which detects said force is located. The force amplifying glove according to claim 1, wherein said force sensing sensor (12a - 12c), said actuator (10a - 10c) and the control unit (19) are included in a feedback loop. 11, wherein the control unit (19) in turn comprises an electronics circuit (13) with a processor 14 programmed with a transfer function F. The force amplifying glove according to any one of the preceding claims, wherein said force sensing sensor (12a - 12c) measures all, or part of the force which arises between said finger and said substrate. The force amplifying glove according to claim 5, wherein the detected force is scaled by a scale factor in the transfer function F and converted into a reference force for said controlled actuators (10a - 10c). The power amplifying glove according to claim 7, wherein a variator (15) connected to the electronics circuit (13) is used for setting the scale factor. The force-amplifying glove according to any one of claims 5, 7, 8, where the transfer function F controls the setting of traction to the respective gloves (4a - 4c) via the actuators (10a - 10c). The force-amplifying glove according to any one of the preceding claims, wherein an actuator (10a - 10c) consists of an electric motor (16a - 16c) connected to a winding device for the artificial tendons (1a - 1c). The force-reinforcing glove according to claim 1, wherein it comprises: - a rigid support (5) at the palm and - for at least one glove (4a - 4c) at least one sleeve (2a - 2c) attached to said support (5) and said artificial tendons for the at least one glove (1a - 1c) run through said sleeve (2a - 2c). The force-reinforcing glove according to claim 11, wherein said artificial tendons (1a - 1c) arranged at a specific glove sheath (4a - 4c) run through channels (3a - 3c) ﬁ xered at the sides of said glove finger, The force-reinforcing glove according to claim 12, wherein said bracket (6a - 6c) is designed to accommodate a human gersnger's top and consists of a component of the group: a cap for the gnger top, a casing enclosing the oppen top and at least 10 15 14. 15. 16. 17. 530 293 13 two sides of the finger lobes, a flattened part of said artificial tendon (1a - 1c) itself. The force-reinforcing glove according to claim 13, wherein said artificial tendon (1a - 1c) attachment points to the shackle (Ga - 6c), when constituted by a cap or casing, are located at the sides of the glove finger (4a - 4c) and adjacent the inside of the glove. The force-reinforcing glove according to claim 12, wherein, wherein said artificial tendons (1a - 1c). sleeves (2a - 2c) and channels (3a - 3c) are located either on the inside of the glove or between an outer and an inner layer of the glove. The force-reinforcing glove according to claim 11, wherein said handle support (5) constitutes a support plane for said sleeves (2a - 2c) and wherein a sleeve (2a - 2c) for guiding the artificial tendons (1a - 1c) to a glove holder (4a - 4c) is fixed next to the base of each glove (4a - 4c) equipped with artificial tendons (1a - 1c). The force-reinforcing glove according to claim 11, wherein the artificial tendons (1a - 1c) are surrounded by a wire casing (7a - 7c) provided with an end sleeve (8a - 8c) fixed to the wrist rest (5).