Handprothese selbst bauen

[AlbrechtM]

Ich Suche Leute, die Lust haben, eine dritte Hand zu bauen. Sie soll ähnlich einer tatsächlichen Handprothese gebaut werden und ggf. später nach entsprechende Zulassung als Medizinprodukt in den Fällen eingesetzt werden, in denen eine Versorgung mit den auf dem Markt befindlichen myoelektrischen Prothesen ausscheidet. Sie kosten zwischen 7000 und 30 000 Euro. Die Baupläne, C++ Programmierung und CAD Dateien (3D Druck) sollten als Open Source Code zur Verfügung gestellt werden. Zu Beginn kann die Entwicklung mit dem Arduino stehen. In GB gibt es ein Startup (Open bionic), das bereits eine solche "Prothese" zur Verfügung stellt und in Amerika sorgt eine Gesellschaft für die Versorgung von Kindern mit Handprothesen. Allerdings dürfte fraglich sein, ob diese Systeme schon ausgereift sind. Wer hat Lust auf ein sinnvolles Hobby? Ich Suche derzeit Unterstützung für eine erste mechanische Konstruktion. Wer verfügt diesbezüglich über gute physikalische Kenntnisse, und möchte diese in ein solches Projekt einbringen?

[i_make_it]

Schau Dir doch mal "InMoov" an, das wurde ja ursprünglich mal als Handprothese entwickelt und ist open Source.
Damit kann man sich schon mal ansehen wie einige Details funktionieren (Beuge- Strecksehnen).
Und wie man es nicht macht (InMoov hat keinen opponierenden Daumen).
https://de.wikipedia.org/wiki/Daumen
Beschränk Dich am besten erst mal auf die dritte Welt.
Sonst sehen die Kosten bei Dir genauso aus.
Nur die Gebühr beträgt 2.500 bis 10.300€
Gebührenverordnung zum Medizinproduktegesetz - https://www.gesetze-im-internet.de/b...mpg/gesamt.pdf
Die eigentlichen Prüfungen: EMV etc. durch zugelassene Prüfstellen kosten auch noch mal etwas.

Als erstes muß man festlegen was die Hand können soll.
Da kann man dann auch mal sehen was es denn schon so gibt.
Bsp.: http://www.ke-next.de/specials/mediz...hetik-119.html
http://www.kem.de/konstruktion/-/art...9594/40263827/
http://www.golem.de/news/easton-lach...06-114489.html

Dann solltest Du Dich mit der Steuerung und den Myosensoren auseinadersetzen.
Bsp.: http://www.uni-kassel.de/eecs/filead...lom2_Weitz.pdf
http://www.iai.fzk.de/www-extern/fil...at0206_279.pdf

[HaWe]

Und wie man es nicht macht (InMoov hat keinen opponierenden Daumen).

Wo hast du das denn jetzt schon wieder her?
Bild hier  
http://inmoov.blogspot.de/

[i_make_it]

Gestern auf der Make Rhein Main ausprobiert.

Die InMoov Hand kann keinen Zylindergriff.

Der Daumen passiert die Handfläche wie bei einer Faust.
Aber eine Flasche oder ein Glas greifen funktioniert nicht.

Im Unterarm sind fünf Servos für die Finger und einer fürs Handgelenk.

Das ist der InMoov der Hochschule Darmstadt im Bauzustand von gestern.

[AlbrechtM]

Bisher habe ich solche Projekte noch nicht in der Hand gehabt. Aber was ich bei den Herstellervideos gesehen habe, das überzeugt mich mechanisch nicht.
Bisher habe ich den Eindruck, als dass mit einem CAD Programm eine Hand kopiert wurde und anschließend an den jeweiligen zutreffenden Stellen ein
Gelenk angebracht wurde, das dann mit Stahldraht gesteuert wird (oder man benutzt 3 D gedruckte Zahnräder). M.E. kann es das nicht sein. Das DE
Raumfahrtinstitut hat Millionen für eine Robterhand benötigt.

M.E. muss ich zuerst eine Mechanik entwickeln, die tragfähig ist und vermutlich erst einmal wenig mit der Menschlichen Hand (mit Ausnahme von fünf
"Greifern") zu tun hat. Immerhin reden wir über eine kleine Fläche, die mit verhältnismäßig großen Lasten belastet wird.

Die gezeigten Hände habe ich mir im Netz angesehen. Die hohen Kosten für die Anerkennung als Medizinprodukt sind mir bekannt, es sei denn, es
könnte eine Kooperation mit OT Technikern geben. Aber für die wird es vielleicht lächerlich wirken, wenn Hobbybastler eine Myoprothese bauen wollen,
immerhin haben die sechs Jahre gelernt.

Ja, mein Fokus sind die sogenannten Entwicklungsländer. Das wollte ich aus PC Gründen nicht so genau schreiben. Aber auch in DE bekommen solche
Prothesen nur Menschen, die sie für die Arbeit benötigen. Ansonsten ist eine Genehmigung durch die Krankenkassen eher nicht zu erwarten.

Die Menschen in der sogenannten 3. Welt haben es aber verdient, mit vernünftigen Produkten ausgestattet zu werden und daher wird es auch darum
gehen, von Anfang an die richtigen Materialien zu nehmen. Es gibt bereits ein medizinisch zugelassenes Filament.

Ich denke an Kugelgelänke, die an streben geschraubt werden und per Perlonkabel gezogen werden. Wie gesagt, es geht mir erst einmal nur um die Mechanik,
an eine menschenähnliche Hand denke ich da erst einmal nicht. Ich glaube, dass die Mechanik Ausgangspunkt sein könnte und nicht die Form der
menschlichen Hand.

[i_make_it]

Nun hier muß die Funktion dem Design folgen (Auch wenn ich selbst meist andersrum arbeite).
Es bringt nichts eine Konstruktion zu haben, die sich dann aber nicht in der richtigen Größe realisieren lasst.
Die Greif- und Haltekraft muß nicht unbedingt so groß sein, denn die Kräfte die die Hand am Armstumpf halten, müssen ja größer sein als die Kraft die es an irgend was anderem hält.
Eine Prothese die einen Klimmzug machen kann nutzt nichts wenn sie nicht mit dem Körper des Trägers verbunden bleibt.
Mann muß also sehen bei welchen Amputationen welche Haltekräfte realisierbar sind ohne das es dem Träger unangenehm oder gar schmerzhaft ist.
Dann muß man festlegen was die Prothese alles können soll.
(Pinzettengriff, Lateralgriff, Sphärischer Griff, Zylindergriff, Drehen/Beugen des Handgelenks, Zeigen, Finger Spreizen)
Dann die Myosensorik und Steuerung sowie Ergonomie und Tragekomfort beim Nutzer.
Schließlich die Energieeffizienz, denn wenn man alle 10 Minuten für 30 Minuten Akkus laden muß bringt das auch nichts.
Bei meiner eigenen Roboterhand bin ich von Kugellagern weg zu Gleitlagern gewechselt, da diese kleiner bauen, kostengünstiger sind und Kugellager bei den Kräften und Bewegungswinkeln (max. 115°) meines erachtens keinen Vorteil gegenüber Gleitlagern haben.
Auch in Anbetracht von Verschmutzung und der notwendigen Wartung.

Bei den Kräften der Finger bin ich von den Kräften ausgegangen, die ich auch bei Berührungsschutzprüfungen von Gehäusen elektrischer Anlagen nehme.

Erst wenn man ein recht umfangreiches Pflichtenheft erstellt hat, kann man sich mit der eigentlichen Konstruktion befassen.
Nochmal komplizierter wird das ganze wenn man an Prothesen von Kindern und heranwachsenden denkt.

[AlbrechtM]

Du hast Erfahrung. Ich habe mich seit 10 Jahren mit dem Prothesentraining mit Kindern befasst, über die Jahre einiges aus der Orthopädietechnik gelesen und an die 50 Prothesen gesammelt. Dabei stammt die älteste aus dem Jahr 1890, die neueste ist der Dynamic Arm von Otto Bock. Außerdem habe ich zwei Hände nach Sauerbruch mit Küfnerhand.

Die Verschmutzung der Gelenke könntest Du verhindern, in dem Du einen ausreichend großen Plastikschlauch ihnen überziehst. Eventuell durch tiefziehen oder 3D - Druck mit flexiblem Filament, könntest Du den Arm vollkommen einkleiden.

Das Ziel meiner Ersten ist ehrgeizig: Ich will in ca. 2 Jahren mit dem linken dritten Arm essen können.

Die Prothese mit den Faulhabermotoen ist einfach nur genial. Aber alleine der Materialwert dürfte bei 1000 Euro liegen. Wenn wir so viel Geld hätten dafür, bauen wir vielleicht noch etwas besseres.

Bisher denke ich, dass außer einer 360 Grad Drehung der Hand, mechanisch unser Arm nicht mehr können muß als die menschliche Hand auch. Oder?

Ich denke da eher an zusätzliche Scherze, wie die Anzeige neuer Emails durch eine Leuchtdiode, eine leistungsstarke Kamera am kleinen Finger und/oder MP3 Player. Aber das ist alles was für die 3. oder 4. Version in fünf Jahren.

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Hier sieht man drei Konstruktionsweisen:

1. Inmoove
2. Meine erste Idee
3. Die professionelle Hand

Ich werde heute in den Baumarkt gehen und mal sehen, wie man die professionelle Lösung vereinfacht umsetzten kann.
Du hast Recht, dass meine Konstruktion nicht hilfreich ist, weil ich den Platz für die Motoren und Elektronikbauteile brauche.

Die Roten Striche stellen die Metallbauteile da. Die Verbindung zum Schaft bei dem Inmoove ist anders als in der Zeichnung von mir auch aus Plastik.

[i_make_it]

Bisher denke ich, dass außer einer 360 Grad Drehung der Hand, mechanisch unser Arm nicht mehr können muß als die menschliche Hand auch. Oder?

Es geht gar nicht um mehr, sondern darum wie viel von dem was was eine natürliche Hand kann.

für 5 Finger braucht es mindestens 5 Antriebe.
Wenn man zwichen Zylindergriff und Lateralgriff wechseln können will, braucht man 6 Antriebe.
Will man die Finger auch noch spreizen, dann ist man schon bei 10 Antrieben.
Die Frage ist halt, will man mit der Prothese wie Mr. Spock grüßen können oder Klavierspielen?
Oder ist man mit weniger zufrieden?

[Unregistriert]

Wird das Thema noch diskutiert?

Ich würde mich als Einhänder gerne einbringen.

Nur mal so zum Anfang: alles was mir bisher als Hand-Prothese angeboten wurde war ein schlechter Witz (in DDR und BRD), so dass ich seit fast 30 Jahren (bin jetzt Mitte 40) ohne Prothese agiere. Allerdings, und deshalb bin ich bei der Internetrecherche über diy-Prothesen auf dieser Seite gelandet, fehlt eben ab und zu doch die Haltefunktion der zweiten Hand und ich wollte mir dieses Jahr gern was "zusammenschustern".

Also, falls hier noch weitergearbeitet wird, würde ich ein bisschen aus den Nähkästchen plaudern.

mfg

Götz

[Pali64]

Hallo Götz,

Ich nehme an dass das Projekt noch läuft,
Aber unabhängig davon, ist unsere Firma an einer künstlichen Hand.
Wir habe dazu spezielle Mikroservos entwickelt die eine Hand zu 95% nachvollziehbar machen (Fast jeder Finger ist exakt so aufgebaut wie eine echte Hand)
Da wir zwar in Mechanik, Mikromechanik, über Hard- und Software, bis hin zur Nanotechnologie, führende Entwicklungen machen,
fehlen uns aber leider noch Erfahrung und Fachkräfte in Myosensorik. Unsere Firma baut für die Industrie (Auch Medizin).
Al die anderen Komponenten baut unsere Firma bereits bis hin zu Mikroroboterarme.
Falls Interesse an dem Thema besteht würde ich dich weiter Informieren.
Bin aber jetzt erst mal für 2 Wochen unterwegs (in anderen Projekten), werde aber trotzdem ab und an mal hier lesen.

Gruß Pali64