Titelaufnahme

Titel
Entwicklung und Konstruktion einer Antriebseinheit für Kinderhandprothesen
Weitere Titel
Development and construction of a drive unit for children’s hand prostheses
VerfasserGlück, Kevin
Betreuer / BetreuerinMatzner, Andreas
Erschienen2017
Datum der AbgabeJuni 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Antriebseinheit / Creo® Parametrics 4.0 / Kinderhandprothese / Kleinstmotoren / Myoelektrische Ansteuerung / Muskelkontraktion / Obere Extremitäten / Otto Bock Healthcare Products GmbH / Prothesentechnik / Wolfromgetriebe
Schlagwörter (EN)drive unit / Creo® Parametrics 4.0 / children's hand prosthesis / micromotors / myoelectric control / muscle contraction / upper Extremities / Otto Bock Healthcare Products Ltd / prosthetic technology / wolfrom transmission
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Konstruktion einer neuen Antriebseinheit, bestehend aus Motor und Getriebe, für die gesamte Produktgruppe der Kinderhandprothese „Kinderhand 2000“ der Firma Otto Bock Healthcare Products GmbH.

Für die Konzeptentwicklung wurde zunächst das Optimierungspotential der aktuellen Kinderhandprothese ermittelt und die Anforderungen an die neue Antriebseinheit festgelegt. Nachfolgend konnten 3 verschiedene Lösungskonzepte für den Getriebeaufbau einer neuen Antriebseinheit entwickelt werden, welche die Verwendung von sowohl einem Motor als auch von zwei Motoren in Betracht ziehen. Diese wurden unter der Anwendung verschiedener in Frage kommender Elektromotoren in den Punkten Griffkraft, Schließzeit und Energiebedarf berechnet. Anschließend wurden die Berechnungsergebnisse der besten Motor-Getriebe-Kombination jeder Lösungsvariante, sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen Antriebskonzepte gegenübergestellt und bewertet.

Anhand der Gegenüberstellung und Bewertung der einzelnen Lösungsvarianten konnte eine 2-Motorenlösung als neues Antriebskonzept gefunden werden, welches die vorher festgelegten Anforderungen erfüllt, mit dem derzeitigen Akkusystem betrieben und für alle Handgrößen dieser Produktgruppe verwendet werden kann. Zusätzlich konnte der Kundenwunsch nach einer höheren Griffkraft mit dieser Lösung umgesetzt, sowie der Energiebedarf trotz höherer Griffkraft gesenkt werden. Abschließend wurde außerdem eine Festigkeitsberechnung der Getriebeendstufen durchgeführt, ein Prototyp gefertigt und erste Tests durchgeführt.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the development and construction of a new drive unit, consisting of motor and transmission, for the entire product group of the children’s hand prosthesis "Kinderhand 2000" of the company Otto Bock Healthcare Products Ltd.

For the concept development, in a first step the optimization potential of the current children’s hand prosthesis was identified and the requirements for the new drive unit were defined. Consequently three different solutions for the transmission design of a new drive unit were developed, including 1-motor solutions as well as 2-motor solutions. All potential electric motors were applied to each concept, which was then calculated regarding gripping force, closing time and energy consumption. Subsequently, the calculation results as well as the advantages and disadvantages of the best motor-transmission combination of each individual concept were compared and evaluated.

Based on the comparison and evaluation of the individual solutions, the 2-motor driven concept fulfills the predefined requirements best and additionally can be operated with the current battery system and be used for all children’s hand sizes. In addition, the customer demand of a higher gripping force could be implemented with this solution, as well as the reduction of the energy consumption despite the higher gripping force. Finally, a strength calculation of the transmission output stages was carried out, a prototype was manufactured and initial tests were carried out.