Устройство для захвата

 

° ..

ИЗОБРЕТЕНИЯ i 11 743678

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.74 (21) 2088829/28-13 с присоединением заявки ¹ (51) М Кл

А 61F 1, 06 по делам изобретений (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (53) УДК 615.477.21:

:616-089.28 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (72) Авторы изобретения

Э. М, Колощук и А. С. Ткалич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА

1ооУдаротвеииый KOMHTBT (23) П

23 Приоритет

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам верхних конечностей.

Известно устройство для захвата, которое содержит элемент крепления, опорное звено, с которым шарнирно соединены искусственные фаланги в виде пяти разомкнутых кинематических цепей, заключенные в эластичную оболочку и элементы привода (1).

Однако это устройство не позволяет надежно фиксировать предметы сложной формы, что снижает функциональную эффективность протеза верхней конечности.

Целью изобретения является обеспечение надежной фиксации предметов сложной формы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве опорное звено выполнено в виде подвижной пластины, соединенной с элементом крепления посредством двухстепенного шарнира, и имеет пястные звенья и поперечные гибкие связи, причем гибкие связи расположены между дистальными концами пястных звеньев, проксимальные концы их шарнирно соединены с пластиной, а шарнирные соединения опорного звена с фалангами выполнены двухстепенными.

Кроме того, одна из кинематических цепей соединена с пластиной при помощи трехстепенного шарнира, а поперечные связи выполнены в виде тросов.

Кроме того, пластина выполнена из пластмассы, а свободное внутреннее про5 странство эластичной оболочки заполнено пористой резиной.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для захвата, общий вид; на фпг.

2 — кинематическая схема пятипальцевого

10 захвата; на фиг. 3 — кинематпческая схема двухпальцевого захвата; на фиг. 4 — кинематическая схема опорного звена, выполненного из отдельных шарнирно соединенных звеньев; на фпг. 5 — схема опорного

15 звена, выполненного из упругого или жесткого материала; на фиг. 6 — схема пальца с тягами от автономных приводов, приводящих шарнирные звенья пальца.

Устройство состоит пз пяти пальцев 1 — 5

20 в виде искусственных фаланг: пястья 6 и опорного звена 7 в виде подвижной пластины, которое шарнирно соединено с элементом 8 крепления с помощью двухстепенного шарнира.

Первый палец 1 состоит из шарнирного двухзвенника с одноподвижпым вращательным шарниром 9 между концевым звеном

10 и корневым звеном 11 и соединен двухстепенным шарниром 12 с концевой частью первого пястного звена 13 пястья 6, обра743678

3 зованного пятью звеньями 13 — 17 ладонной части захвата. Звено 13 в свою очередь с помощью трехстепенного шарнира 18 в своей корневой части соединяется с опорным звеном 7, которое является запястьем. 5

Каждый из пальцев 2 — 5 состоит из плоского шарнирного трехзвенника, образованного из концевого звена 19, среднего звена

20 и корневого звена 21, соединенных между собой с помощью одностепенных шарни- 10 ров 22 и 23.

Каждое корневое звено 21 пальцев 2 — 5 с помощью двухстепенного вращательного шарнира 24 соединено с соответствующей концевой частью пястных звеньев 13 — 17 15 пястья 6. Корневая часть пястных звеньев

13 — 17 соединена одностепенпым шарниром

25 с опорным пястным звеном 7.

Пальцы 1 — 5 соответствуют размерам пальцев оператора или выполнены в опре- 20 деленном масштабе к ним.

Опорное звено 7 представляет собой пластмассовую пластину, соединяющую пястье 6 с внешним элементом 8 крепления с помощью двухстепенного шарнира 26, ус- 25 тановленного в поршневой части звена 7.

Концевые части звеньев 13 — 17 пястья 6 соединены между собой посредством попсречных гибких связей 27 — 30, например тросовых, образуя гибко связанное пястье 6 д0 (ладонь) из пяти расположенных рядом шарнирных звеньев 13 — 17.

Для придания возможности каждому шарнирному сочленению двигаться по любому неооходимому закону движения прп з выполнении самых разнообразных операций все степени свободы шарнирных звеньев соединены с автономными приводами.

Лвтономные приводы имеют двойное выполнение — вынесенные за пределы устрой- 40 ства в последующую за ним часть протеза или при малых габаритах вставляются непосредственно в элементы устройства.

Прп вынесенных за пределы устройства приводах соединение их с приводными эле- 45 ментами и звеньями захвата производится с помощью нерастяжимых тяг 31 — 36, например тросов, лент и т. п., прикрепленных к звеньям пальцев, пястным звеньям 13 — 17 и запястному опорному. звену 7 по обе сто- 50 роны от осей вращения и соединенных с автономными приводами 37, например электрогидравлическими.

Каждое шарнирное звено устройства снабжено парами сгибающих и разгибаюьцих автономных гибких тяг, равных по числу степеням свободы данного звена.

Гибкие тяги со смазкой проведены внутри каналов в звеньях или внутри гибких антифрикционных оболочек, прикрепленных к GO шарнирным звеньям устройства.

Тяги, помещенные в гибкие оболочки, проверены внутри устройства и выведены из него через запястье в элемент 8 крепления к их автономным приводам. 65

С целью более мягкого взаимодействия с предметами труда и надежного пх удерживания, более полного их oxB3 ;ûâàíèÿ, защиты механизмов устройства от повреждений и надежного удержания смазки между трущимися деталями захват покрыт снаружи плотной герметичной легко изгибающейся эластичной оболочкой 38, свободное внутреннее пространство которой заполнено пористой резиной.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала управления привод 37 сгибателя (фиг. 6) с ладонной стороны захвата втягивает тягу 31, прикрепленную к шарнирному звену 19 пальца, а с тыльной стороны пальца привод 37 разгибателя отпускает тягу 32 и при этом происходит сгибание (поворот) звена 19 вокруг шарнира 22.

При действии приводсв в обратном порядке происходит разгибание звена 19, так как тяга 32 выбирается, а тяга 31 отпускается приводами.

Лналогичный процесс происходит на всех остальных звеньях захвата, в том числе пястья и запястья. Приведение корневого звена 21 пальца вокруг шарнира 24 происходит под действием приводов 37 и тяг 35 и 36 в плоскости сгибания, а под действием тяги 36 и ее тяги — антагониста производятся наклоны пальца в полости перпендикулярной к плоскости сгибания, т. е. — сведение и разведение пальцев в стороны.

Таким же образом или с помощью приводов, непосредственно размещенных на шарнирных звеньях, происходит приведение и отведение звеньев 13 — 17 пястья, запястья и звеньев 10. 11 и 13 первого пальца.

Благодаря тому, что пястье 6 состоит из отдельных шарнирно-рычажных звеньев

13 — 17, а все пальцы 1 — 5 соединены со звеньями 13 — 17 с помощью двухстепенных шарниров 12, 24 и запястье сочленено с звеньями 13 — 17 пястья 6 шарнирами 18, 25, а с элементом 8 крепления — двухстепенным шарниром 26, устройство приобретает очень большую подвижность и способность охватывать своими шарнирными звеньямп предметы самых разнообразных форм и размеров.

Устройство, выполненное кинематически по типу кисти руки человека, позволяет расширить область применения протезов или манипуляторов и их функциональные возможности, а также значительно упростить управление и программирование манипуляторов оператором.

Внедрение устройства позволит широко использовать роботы-манипуляторы в различных областях народного хозяйства, заменяя ручной труд машинным с помощью единого универсального средства, способного производить механические работы на уровне возможностей человека или близко к ним.

2Z

Ф ор мул а изобретения

1. Устройство для захвата, содержащее элемент крепления, опорное звено, с которым шарнирно соединены искусственные фаланги в виде пяти разомкнутых кинематических цепей, заключенные в эластичную оболочку, и элементы привода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью надежной фиксации предметов сложной формы, опорное звено выполнено в виде подвижной пластины, соединенной с элементом крепления посредством двухстепенного шарнира, и имеет пястные звенья и поперечные гибкие связи, причем гибкие связи расположены между дистальными концами пястных звеньев, проксимальные концы их шарнирно соединены с пластиной, а шарнирные соединения опорного звена с фалангами выполнены двухстепенными.

2. Устройство для захвата по п. 1, о т л пч а ю щ е е с я тем, что одна из кииематпческпх цепей соединена с пластиной при помощи трехстепенного шарнира. а поперечные связи выполнены в впле тросов.

3. Устройство для захвата по п. 1 и 2, о т10 л и ч а ю щ е е с я тем, что пластина выполнена из пластмассы. а свободное внутреннее пространство эластичной оболочки заполнено пористой рсзиной.

Исто ники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторскос свидетельство СССР № 339078, кл. А 61F 1/00, 1972 (прототип).

З7

Составитель Л. Соловьев

Редактор Г. Прусова Техред Л Куклина Корректоры. Л. Слепая и О. Иоанесян

Заказ 1454/1 Изд. № 393 Тираж 673 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 3