Kinderpolsprothese voor flexie en rotatie (passief)

TECHNISCHE H O G E S C H O O L DELFT

LABORATORIUM VOOR

WERKTUIGKUNDIGE MEET- EN REGELTECHNIEK

0. Z w a r t K i n d e r p o l s p r o t h e s e v o o r f l e x i e en r o t a t i e ( p a s s i e f )

247

I ^

2 5 j u n i 1 9 7 8 Samenvatting: O n d e r z o c h t w o r d t e e n e e n v o u d i g p r i n c i p e o n t w e r p v o o r e e n k i n d e r p o l s p r o t h e s e , g e -s c h i k t v o o r r o t a t i e z o w e l a l -s f l e x i e , w a a r b i j de b e l a n g r i j k s t e ' o n t w e r p k r i t e r i a z i j n de e e n v o u d v a n b e d i e n i n g en de f a -b r i k a g e k o s t e n . \

Totaal aantal pagina's: Q

+ 'TESKEhi/iC/Fti

Schrijver: Titel:

Rapport nr: Datum:

1

-.OPDRACHT.

T e n behoeve v a n de i n h e t l a b o r a t o r i u m o n t w i k k e l d e p r o t h e s e h a n d i s h e t g e w e n s t de b e s c h i k k i n g t e hebben o v e r een i n s t e l b a a r p o l s g e w r i c h t v o o r k i n d e r e n v a n o n g e v e e r 2 t o t 6 j a a r .

Het moet m o g e l i j k z i j n de hand t e n o p z i c h t e v a n de o n d e r a r m b i n n e n b e p a a l d e g r e n z e n t e p o s i t i o n e r e n en t e f i x e r e n i n e e n a a n t a l t u s s e n s t a n d e n .

G e v r a a g d w o r d t een' d e r g e l i j k p o l s s c h a r n i e r t e k o n s t r u e r e n met de v o l g e n d e s p e c i f i c a t i e s :

Max. hoek A a n t a l s t a n d e n Houdkoppel

8 Nm R o t a t i e P ^ o ^ ^ t i e ^^o ^ s u p i n a t i e F l e x i e 30° 3 ^ d o r s a a l 30 Max. l e n g t e : 25 a 30 mm. Max. d o o r s n e d e : 40 mm.

De v e r g r e n d e l i n g moet b i j v o o r k e u r m e c h a n i s c h opgeheven worden. V e r d e r • d i e n t de k o n s t r u k t i e zo l i c h t m o g e l i j k t e worden u i t g e v o e r d en moet,

i n vérband met de k o s t e n v a n f a b r i k a g e , h e t a a n t a l o n d e r d e l e n zo k l e i n m o g e l i j k gehouden worden.

2 -U l t w e r k i n g ; a l t e r n a t i e v e o p l o s s i n g e n v o o r r o t a t i e , Overwoge o p l o s s i n g e n v o o r 2 r e c h t k r u i s e n d e a s r i j s t e z i j n h e t k r De k o g e l s t a a t mee g e w e n s t i s , w e l k e k o n s t r u k t i e s w e l t den t o t a l l e e n de a l s n e l d a t de k e u c i p e i n h o o f d z a a k v e r g r e n d e l i n g s m e c h v e r s c h i l l e n d e a l t e n z i j n d i v e r s e p r i r o t a t i e s om e l k a a s e n , w a a r v a n de be u i s s c h a r n i e r en de r v r i j h e i d s g r a d e n e c h t e r door a a n g r e e r u g g e b r a c h t kunne 2 r o t a t i e s . E c h t e r ze v o o r h e t r o t a t i b e p a a l d w o r d t door a n i s m e . H i e r v o o r z r n a t i e v e n overwoge n c i p e r l o o d l a n g -k o g e l . t o e dan nzende n wor-b l i j k t e p r i n -h e t x j n ] — n.

I

I

I

KRU J SSCHARNIFR

3 -V e r g r e n d e l i n g s m e c h a n i s m e n . De b e l a n g r i j k s e p r i n c i p e s , w a a r v a n de m o g e l i j k h e i d t o t e e n v o u d i g e v e r g r e n d e l i n g beschouwd z i j n , b e t r e f f e n I ) K o g e l s c h a r n i e r , I I ) K e g e l w i e l e n , I I I ) V a r i a n t op k r u i s s c h a r n i e r . V o o r o p g e s t e l d d i e n t t e worden d a t a l l e e n v o r m g e s l o t e n k o n s t r u k t i e s o v e r -wogen z i j n , a a n g e z i e n de e r v a r i n g l e e r t d a t b i j d e z e k l e i n e a f m e t i n g e n en g r o t e k r a c h t e n k r a c h t g e s l o t e n k o n s t r u k t i e s f a l e n . ad I . K o g e l s c h a r n i e r . D i t p r i n c i p e l e e k hoopgevend vanwege de b e t r e k k e l i j k e e e n v o u d van k o n s t r u k t i e , e c h t e r b l i j k t d a t v e r g r e n d e l i n g a l l e e n t o t s t a n d kan komen door e e n pen i n h e t b u i t e n h u i s , v a l l e n d i n een van de 6 g a t e n i n de k o g e l . Twee f u n d a m e n t e l e b e z w a r e n hebben g e l e i d t o t v e r w e r p i n g van d e z e o p l o s s i n g , t.w. h e t f e i t d a t de f a b r i k a g e v a n een z u i v e r r o n d e k o g e l en een z u i v e r b o l v o r m i g g a t i n de b u i t e n b u s , g e c o m b i n e e r d met de e i s v a n n a u w k e u r i g e p a s s i n g , l e i d t t o t hoge f a b r i k a g e k o s t e n . Het tweede b e z w a a r b e t r e f t de methode van o n t g r e n d e l i n g . Deze moet n l . g e s c h i e d e n door h e t t r e k k e n a a n e e n o n t g r e n d e l k n o p , w e l k e b e w e g i n g w a a r -s c h i j n l i j k v o o r k i n d e r e n v a n d e z e l e e f t i j d i n v e r b a n d met nog n i e t v o l l e d i g o n t w i k k e l d m o t o r i s c h vermogen t o t p r o b l e m e n zou kunnen l e i d e n . D i t i s e c h t e r n i e t z e k e r en zou a l l e e n i n de p r a k t i j k kunnen b l i j k e n . E r i s w e l e r v a r i n g met een o n t g r e n d e l i n g d o o r i n d r u k k e n v a n een knop en d a t g a a t z e e r goed ( t o e g e p a s t i n e e n p o l s g e w r i c h t met a l l e e n r o t a t i e ) .

D e r h a l v e w o r d t v o o r l o p i g de v o o r k e u r gegeven aan een o n t g r e n -d e l i n g -door m i -d -d e l v a n i n -d r u k k e n . Dat zou i n -d i t a l t e r n a t i e f l e i d e n t o t a a n z i e n l i j k e k o n s t r u k t i e v e p r o b l e m e n , d i e de k o n s t r u k t i e t e d u u r zouden m a k e n . ( G e d a c h t moet worden a a n m a x i -male f a b r i k a g e k o s t e n van + ƒ 4 0 0 , — e x c l u s i e f B.T.W.). ad I I . K e g e l w i e l e n . D i t i d e e , a l e e r d e r g e p r o -b e e r d t e r e a l i s e r e n d o o r o.a.P.A.H.Köllmann ( v e r -s l a g n r . I 1 5 5 ) . i -s v a n o o r s p r o n g g e g e n e r e e r d v a n -u i t de T.H. H i e r v i n d t v e r g r e n d e l i n g i n b e i d e r i c h t i n g e n g e l i j k t i j d i g p l a a t s door h e t i n -s c h u i v e n v a n h e t d e r d e k e g e l w i e l . A a n g e z i e n de r o t a t i e o v e r 90° moet ge-b e u r e n en de f l e x i e o v e r + en - 30°^ kan b e r e k e n d worden d a t s t r a l e n van de k e g e l w i e l e n z i c h moeten v e r h o u d e n a l s 2 : 3 . I n v e r b a n d met de k o r t e u i t e i n d e l i j k e l e n g t e v a n de k o n s t r u k t i e

4

-(max. 30 irnn.) moet h e t g a t v o o r de p r o t h e s e h a a k w e l b i n n e n de k e g e l v 7 i e l e n g e p l a a t s t worden"waardoor d e z e m i n i m a a l 15 mm. u i t e l k a a r komen t e l i g g e n . De t a n d k r a c h t l i g t dan nog v r i j hoog t . g . v . b e t g r o t e h o u d k o p p e l van 8 Nm, h e t g e e n l e i d t t o t g r o t e t a n d h o o g t e en - b r e e d t e .

D i t a l l e s l e i d d e t o t t e g r o t e k o n s t r u k t i e v e p r o b l e m e n om t e kunnen v o l d o e n aan de e i s e n met b e t r e k k i n g t o t de m a x i m a l e a f m e t i n g e n ,

ad I I I . V a r i a n t op k r u i s s c h a r n i e r ( z i e f i g ) .

B i j d i t i d e e i s g e b r u i k gemaakt v a n een a s d r a a i b a a r opgehangen i n e e n r o t a t i e b u s , w e l k e r o t e e r t i n een b u i t e n b u s . De v e r g r e n d e l i n g komt h i e r t o t s t a n d door s p i e b a n e n a a n de v o o r z i j d e v a n de as i n k o m b i n a t i e met 2 s p l e e n i n de v o o r p l a a t . O n t g r e n d e l i n g . g e s c h i e d t door h e t a x i a a l i n d r u k k e n v a n de p r o t h e s e , w a a r n a e e n

n i e u w e s t a n d ' g e k o z e n k a n worden. Dat h i e r de o n t g r e n d e l i n g t o t s t a n d komt door e e n a x i a a l i n d r u k k e n van'de p r o t h e s e l i j k t i n t e g e n s p r a a k met h e t h i e r b o v e n g e s t e l d e met b e t r e k k i n g t o t de o n t g r e n d e l i n g , maar w o r d t t o c h nog n i e t a l s b e z w a a r l i j k o n d e r -vonden. Ook h i e r moet w e e r g e s t e l d worden d a t e r nog t o t a a l g e e n p r a k t i j k e r v a r i n g b e s t a a t t e n a a n z i e n v a n e e n d e r g e l i j k e o n t g r e n d e l i n g .'.zodat de k e u z e o v e r een d e r g e l i j k p r i n c i p e h e t n i v o v a n r a a d - e n gokwerk n i e t t e boven k a n g a a n . K e u z e . A l s we e r v a n u i t g a a n d a t de h i e r b o v e n beschouwde a l t e r n a t i e v e n e e n goede g r e e p z i j n u i t de b e l a n g r i j k s t e p r i n c i p e o p l o s s i n g e n , z a l n a a r a a n l e i d i n g v a n h e t h i e r v o o r g e s t e l d e d u i d e l i j k z i j n d a t g e k o z e n moet w o r d e n v o o r p r i n c i p e I I I . \ \

U i t w e r k i n g d e r d e a l t e r n a t i e f .

V e e l a a n d a c h t i s nu nog b e s t e e d aan de m i n i m a l i s a t i e v a n de a f m e t i n g e n , h e t w e l k u i t e i n d e l i j k r e s u l t e e r d e i n e e n k o n s t r u k t i e z o a l s d i e t e v i n d e n i s i n de b i j g e v o e g d e t e k e n i n g e n . A a n d a c h t moet nog worden b e s t e e d aan e n k e l e p u n t e n . 1.. B i j n a d e r e b e s c h o u w i n g b l i j k t r o t a t i e a l l e e n g e w e n s t i n de m i d d e l s t e . s t a n d v a n f l e x i e en a n d e r z i j d s f l e x i e o n g e w e n s t a l s de p r o t h e s e s t a a t i n de s t a n d d i e v a n u i t h e t k i n d g e z i e n o m s c h r e v e n z o u kunnen worden a l s " l i n k s o m g e d r a a i d " . D i t i s g e r e a l i s e e r d d o o r de v o r m g e v i n g v a n de v o o r p l a a t . 2. De b e p e r k i n g v a n de r o t a t i e g e b e u r t d o o r e e n a s j e i n de a c h t e r w a n d van de b u i t e n b u s w a a r de b l a d v e e r b e u r t e l i n g s met e e n v a n z i j n z i j d e s t e g e n a a n k o m t . D i t l i j k t de s i m p e l s t e o p l o s s i n g , i n de p r a k t i j k z a l moeten b l i j k e n o f d i t ook v o l d o e n d e b e t r o u w b a a r i s . 3. De s l e u f i n de a f d e k p l a a t i s (nog) n i e t b e s c h e r m d t e g e n i n d r i n g e n d v u i l . De v o o r n a a m s t e r e d e n h i e r v o o r i s , d a t men e e r s t d e z e k o n s t r u k t i e w i l t e s t e n op z i j n b r u i k b a a r h e i d en de a f d i c h t i n g nog n i e t a l s e e n e s s e n t i e e l o n t w e r p p r o b l e e m z i e t . 4. E e n meer f u n d a m e n t e e l p r o b l e e m i s d a t b e t p o l s g e w r i c h t d o o r a a n s t o t e n o . i . d . o n g e w i l d zou kunnen o n t g r e n d e l e n . H i e r t e g e n moet h e t v e r g r e n -d e l -d ^ k u n n e n wor-den. A a n g e z i e n -de h i e r v o o r a a n g e -d r a g e n o p l o s s i n g e n e l k öf de k o n s t r u k t i e s t e r k a a n t a s t e n öf wat o n h a n d i g w a r e n met de bedxenxng, i s d i t p r o b l e e m v o o r l o p i g t e r z i j d e g e s c h o v e n met d e z e l f d e r e d e n a l s o n d e r n r . 3. I n h e t v o l g e n d e z u l l e n e c h t e r w e l e n k e l e

p r x n c i p i e l e o p l o s s i n g e n b e s p r o k e n worden.

5. Ten g e r i e v e van eenvoud van b e d i e n i n g i s gekozen voor een v e r g r e n d e

-l i n g i n 2 p o s i t i e s wat b e t r e f t de r o t a t i e ( v e r s c h i -l 90 g r . ) en d r i e

p o s i t i e s wat b e t r e f t de f l e x i e ( - 3 0 , 0 » + 3 0 ) .

_6_. V e r g r e n d e l i n g t e g e n I n d r u k k e n ; a a n w i j z i g i n g e n h i e r v o o r ,

G e p r o b e e r d i s , t e komen t o t een v e r g r e n d e l m e c h a n i s m e t e g e n i n d r u k k e n . A l s e i s e n h i e r v o o r kunnen g e f o r m u l e e r d worden d a t de o n t g r e n d e l i n g l i c h t moet kunnen g e b e u r e n , d a t b i j v o o r k e u r o n t g r e n d e l d v/ordt d o o r i n d r u k k e n v a n een knop en d a t de k o n s t r u k t i e u i t e r a a r d zo s i m p e l m o g e l i j k gehouden w o r d t . E e n m o g e l i j k h e i d i s h e t t o e p a s s e n v a n e e n nok aan een b l a d v e e r t j e , d i e

i n een g r o e f v a n de r o t a t i e b u s h e t ^indrukken tegengaat|. B e z w a a r h i e r v a n i s d a t e r dan een k n o p j e '~' aan de v o o r k a n t komt t e z i t t e n d a t z i j d e l i n g s weg-g e d r u k t moet worden o v e r e e n r e l a t i e f g r o t e a f s t a n d o f a n d e r s aan de z i j k a n t e e n t r e k k n o p komt t e z i t -t e n me-t de bekende p r o b l e m e n -t . a . v . b e d i e n i n g . E v e n -t u e e l v a l -t . e e n d e r g e l i j k n o k j e ook t e b e s t u r e n door een r i n g a a n de b u i t e n b u s , , met een e x c e n t r i s c h e b i n n e n k a n t , w a a r d o o r o n t g r e n -d e l e n -d o o r v e r -d r a a i i e n t o t s t a n d komt. G r o o t v o o r d e e l h i e r v a n i s , d a t de p o l s i n o n t g r e n d e l d e s t a n d b l i j f t s t a a n z o l a n g de r i n g n i e t t e r u g g e d r a a i d i s , z o d a t h e t o n t g r e n d e l e n en h e t i n d r u k k e n v a n de p r o t h e s e n i e t g e l i j k t i j d i g h o e v e n t e g e b e u r e n . Z o n d e r de a l t e r n a t i e v e n d i e op d i t p u n t v e r d e r nog b e k e k e n z i j n a l l e t e w i l l e n noemen, a a n g e z i e n d e z e geen v a n a l l e v o l d o e n d e hoopgevend w a r e n , l i j k t h e t g e r e c h t v a a r d i g d t e s t e l l e n d a t een d e r g e l i j k e r i n g k o n s t r u k t i e w a a r s c h i j n l i j k de m e e s t e p e r s p e k t i e v e n b i e d t .

A l s b i j h e t u i t t e s t e n van de p r i n c i p e - k o n s t r u k t i e z o a l s g e t e k e n d zou b l i j K e n d a t v e r d e r e o n t w i k k e l i n g z i n v o l i s , dan kan w a a r s c h i j n l i j k d e z e r i n g h e t b e s t e t o e g e p a s t worden.

7 -V e e r b e r e k e n i n g . G e v r a a g d w o r d t e e n b l a d v e e r t e o n t w e r p e n d i e v o l d o e t a a n de v o l g e n d e s p e c i f i k a t i e s : l e n g t e : + 26 mm. i n z a k k i n g l^mm b i j F= 4 N i n z a k k i n g X A ' 5^mm b i j F=10 N b e n h v r i j t e k i e z e n . A a n g e z i e n d e z e e i s e n n o g a l w i l l e k e u r i g z i j n i s de m o g e l i j k h e i d opengehou den de v e e r op .eenvoudige w i j z e t e v e r v a n g e n door e e n i e t s z w a a r d e r e o f l i c h t e r e u i t v o e r i n g . Omdat de b e r e k e n i n g v a n e e n b l a d v e e r v a n d e r g e l i j k k l e i n e a f m e t i n g e n een b e t w i s t e z a a k i s v o o r wat b e t r e f t de n a u w k e u r i g h e i d e r v a n , w o r d t v o l s t a a n met e e n v e r e e n v o u d i g d e b e r e k e n i n g s m e t h o d e d i e u i t g a a t v a n e e n v r i j o p g e l e g d e , p l a t t e b l a d v e e r . B e r e k e n i n g . scHSMArtxefMNe: \ „ Nu moet e e n k r a c h t s t o e n a m e v a n 6 N r e s u l t e r e n i n e e n e x t r a z a k k i n g v a n 4 mm. E I = 2697,6 kgfmm'*. met v e r e n s t a a i met E = 2,1.10 kgf/mm2 w o r d t I = bh = 0,1276 mm . \ . • • K i e s b i.v.m. p l a a t s i n g v a n a s j e voor. r o t a t i e b e g r e n z i n g g e l i j k a a n 10 mm dan moet h = 0 , 5 3 mm, doch d i t mag bok O,50mm z i j n .

S p i e b e r e k e n i n g .

Houdkoppel 8 Nm met a l s "arm" 7 mm; d r a g e n d opp. = 4 mm2. dus F= I . ö~fö7 = 5'^^ N " 58,25 k g f .

5 8 25 2

dus <T*= — — = 14,6 kgf/mm rüimschoots t o e l a a t b a a r ( t r e k s t e r k t e : 110 kgf/mm2).

TECHNISCHE HOGESCHOOL Laboratorium v. Werktuigkundige Meet-en Regeltechniek Mekelv^vog 2 • Delft

10 1

RVS 303 ' y J f ^ X 3 RVS 303 a ^ ïe^KAfiTBotir MZy-^ A / s

7-

1 AFPEK PLAAT

Al

6 2

AS L£NCrTf f £ R V S 3 0 3

S 1

RVS 3C3

4^ 1

/RVS 303

3 1

2 1

Vj^HFrYSTAAL

1 1

BU/r£'A/Bl^S A/ N§

K INDERPDLSPFIDmfSF

Get.: 0 . 2 1 < / A P , 1 Dat.: é 3 U L y Schaal: -O ö -1 Gecor\tr.: Mat. Nr

NB. i O //Y^ iifi&^ -T/Y d TECHNISCHE HOGESCHOOL Laboratorium v. Werktuigkundige Meet- en Regeltechniek Mekelweg 2 - Delft G e t . ; 0 . "ÏVARlil S c h a a l : . ^ o Gocontr.

1 + O.Ó05 - 0 . 0 0 5

DOOp^SNE'DE' /\-A

(V

:—^

Y" (V

:—^

Y"

:—^

Y"

:—^

Y" A cs.P.EfPTP /o.O TECHNISCHE HOGESCHOOL Laboralorium v. Werktuigkundige Mest- on Regeltechniek

Mekelweg 2 - Delft

ROTATI EP U 5

±.^^^E:B. Get.: C . H W A R T Dat.: C lUiy^i-e S c h a a l : ^ o j Gecontr. Nr : O n

X

OOORSNFPe' A-A

9-0 A i TECHNISCHE HOGESCHOOL Laboratorium v. Werktuigkundige Meet- en Regeltechniek Mekelweg 2 • Delft

Get.:

O.

^U/ART Gecontr.

Dat.: 6 JuLy^P

S c h a a l j ^ ö ^

•Mat.:

RV5 3Ö. 3

r

/Bi Q-AT é 17.. O PAS BOREfy

/s/A iNLUMFri L^a ; / Y A TECHNISCHE HOGESCHOOL Laboratorium v. Werktuigkundige Meet- en Regeltechniek Mekelweg 2 - Delft

PINNENPUS

( 5/4 AiE-N 5 T£'L L.lf-fQ) Get.: O . Z w ^ A R Dat.: 6 3 u t y * ^ < ^ Schaal: ^ ° ^ r G e c o n t r . : Mat.: l^iys 3 03 Nr :

_z.

/

7

TECHNISCHE HOGESCHOOL Laboratorium v. Werktuigkundigo

Meet- cn Regeltechniek

Mekelweg 2 • Delft

AFDEKPLM

G e t . : 0 , ^ W ' A R T Gecontr,: Dat.: 6 dUL^'7&

Schaal: ^ «> '

Mat,: / \ |