Экзоскелетон

 

Союз Советских

Соцнааматическик

Респубпин (11) 5 26883.р 1 (61) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено 0411.74 (21) 207177 13 (51) М. Кл. A 61 F 1/00 //

// В 25 6 11/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 15-07.76. Бюллетень И 26 (45) Дата опубликования описания 21.10.76 (53) Д1(615,477:616— 089.28/29 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Васильев и A. И. Калинин (71) Заявитель (54) ЭКЗОСКЕЛЕТОИ Изобретение относится к области манипулято- ) . ростроения и может быть использовано в антропоморфных машинах типа "внешний скелет" на транспорте и в промышленности при погрузочно-разгрузочных работах. 5

Известен экзоскелетон, состоящий из исполнительной конструкции и звеньев задающей кинематической цепи, прикрепляемых к сегментам тела человека и расположенных соосно со звеньями исполнительной конструкции, которые приводятся в движе- I p ние под действием привода, управляемого при помощи сигналов, поступающих сдатчиков, прикрепленных к телу оператора. Устройство снабжено следующей системой для перемещения датчиков под нагрузкой. Однако, известное устройство не обеспечи- 1о вает малого воздействия веса экзоскелетона íà оператора, не предотвращает возможной его травмати зации и имеет большую потребляемую мощность.

Предлагаемый экэоскелетон содержит внешнюю оболочку из отдельных звеньев, каждое из которых 20 . установлено соосно с соответствующим звеном задаю тцей кинемэтической цепи и исполнительной конструк-. ции, два упругих элемента, один из которых соединяет звено исполнительной со звеном задающей ки.-"- 1 нематической цепи, адругой — со звеном внешней обот> почки, и датчики деформаций упругих элементов, соединенные с суммирующими входами приводов, а приводы обладают признаком необратимости передачи движения.

На чертеже приведена кинематико-функциональ; ная схема двух смежных суставов экзоскелетона.

Зкзоскелетон содержит внешнюю оболочку из звеньев 1, 2 каждое иэ которых шарнирно соединено и расположено соосно с соответствующими звеньями 3, 4 э дающей кинематической цепи и звеньями

5, 6, 7 исполнительной конструкции, два других элемента 8, 9, причем элемент 8 соединяет звено 6 исполнительной конструкции со звеном 1(2) внешней оболочки, а элемент 9-звено 6 со звеном 3(4) задающей кинематической цепи, датчики 10, 11 деформаций упругих элементов 8, 9, соединенные с сум мирующими входами 12, 13 приводов 14, 15.

Зкзоскелетон работает следующим образом, При отсутствии нагрузки и воздействий со сто- роны сегментов тела оператора сигналы с датчиков

10 и 11 равны по абсолютной величине и следовательно на приводах 14, 15 отсутствует управляющий сиг- .ал и, благодаря необратимости передачи движения, 520983

3 все звенья находятся в неподвижном состоянии. При, воздействии сегментов тела оператора на звенья 3,, 4 задающей конструкции, деформируются упругие элементы 9. При этом датчики 11 деформации выра-. батывают сигнал необходимой полярности или фазы и приводы 14, 15 поворачивают соответствующие звенья внешней оболочки таким образом, чтобы скомпенсировать сигнал датчиков 11 и упругих элементов 9, и увеличить сигнал датчиков 10 упругих элементов 8,деформируя их. Если сопротивление нагрузки отсутствует, то последние не могут быть .". деформированы и происходит свободное движение звеньев до тех пор, пока оператор не прекратит воздействия на звенья задающей конструкции. Если же к звеньям 1, 2 внешней оболочки приложена нагрузка, то движение прекратится при равенстве абсолютных значений сигналов датчиков 10, 11 упругих элементов 8 н 9, взятых с учетом их коэффициента усиления в приводах. Сегменты внешней оболочки при этом развивают необходимые усилия, прикладываемые к нагрузке, а операторощущает пропорциональные им усилия, уменьшенные до нормальных с помощью масштабирования. Привод даже под воздействием наг. рузки остается в выключенном состоянии.

Формула изобретения

Экзоскелетон, содержащий задающую кинемати. чесхую цепь,исполнительную конструкцию с шарнирно соединенными звеньями, расположенными соосно, и приводы звеньев исполнительной конструкции, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения воздействия веса зкзоскелетона на оператора, предогвра1 щения возможности его травматизации и уменьшения потребляемой мощности, экзоскелетон содержит внешнюю оболочку иэ отдельных звеньев, каждое из которых установлено соосно с соответствующим звеном задающеи кинематической цепи и исполнительной конструкции, два упругих элемента, один иэ которых соединяет звено исполнительной ь онструкции со звеном эадающеи кинематической цепи, другой — со звеном внешнеи оболочки,и датчики деформаций упругих элементов, соединенные с суммирующими входами приводов, а приводы обладают признаком необратимосрти передачи движения.

l 52 1 Тираж 629: Подписное

Филиал ППЛ "11„ц;я г г. Ужгвроа, у я. Провктиая. 4;.