Оптимізований протез Kinetic Hand

Abstract

У цій роботі проведено комплексну оптимізацію конструкції тягового протеза кисті Kinetic Hand, призначеного для користувачів із частковою ампутацією кінцівки. Враховуючи поширеність випадків, коли біонічні протези є непридатними через збереження частини кисті, удосконалення простіших тягових рішень є надзвичайно актуальним. Оптимізацію здійснено у трьох напрямках: конструкційному, технологічному та функціональному. Запропоновано зміну способу фіксації протеза – замість ремінців використано шарнірну кришку із замком і пружинною кнопкою, що забезпечує зручне самостійне надягання та зняття протеза, навіть у разі ампутації обох рук. Для скорочення часу друку, зменшення ваги та підвищення міцності рекомендовано використання ABS+ замість PLA. Реалізовано базову систему тактильного зв’язку: у пальці протеза інтегровані тензорезистори. Моделювання в Multisim дозволило оцінити роботу моста Уітстона.

This thesis presents a comprehensive optimization of the Kinetic Hand, a body-powered prosthetic hand intended for users with partial upper limb amputation. Given the frequent cases where bionic prostheses are not applicable due to partial hand preservation, improving simpler body-powered alternatives becomes highly relevant. Optimization was carried out in three directions: structural, technological, and functional. A new fixation method is proposed — instead of straps, a hinged locking cover with a spring-loaded button is used, which enables convenient self-application and removal of the prosthesis, even for bilateral amputees. To reduce printing time, weight, and increase durability, the use of ABS+ filament is recommended instead of PLA. A basic tactile feedback system was also implemented by integrating strain gauges into the prosthetic fingers. Simulation in Multisim was used to assess the functionality of the Wheatstone bridge circuit