Несущая конструкция антропоморфного шагающего механизма Советский патент 1977 года по МПК A61F1/00 

1

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно, к антропоморфным шагающим механизмам.

Известна несущая конструкция антропоморфного шагающего механизма, содержащая корпус, соединенный со звеньями механизма и опорой с помощью шарнирнов отведения, ротации и сгибания, управляемых сервоприводами 1.

Однако известное устройство не обеспечивает большого диапазона естественных движений человека, малых энергозатрат, а также возможности самоторможения ротационных движений и малых габаритов конструкции.

Цель изобретения - расширение диапазона естественных движений человека, уменьшение энергозатрат, возможность самоторможения ротационных движений и уменьшения габаритов конструкции.

Указанная цель достигается тем, что корпус через шарнир отведения соединен с погоном шарнира ротации, который, в свою очередь, соединен через шарнир сгибания с опорой, причем шарнир ротации выполнен в виде двойного сегментного погона из трех звеньев, последовательно соединенных между собой элементами качения, между звеньями погона шарнира ротации установлен ролик, ось которого связана со средним звеном, а наруж:ная поверхность ролика взаимодействует с двумя другими звеньями, погона, а сервопривод шарнира ротации вынолнен в виде гидроцилиндра, взаимодействующего через двухзвенпик с звеньями погона.

На фиг. 1 и 2 изображена несущая конструкция антропоморфного шагающего механизма, виды сбоку и спереди; на фиг. 3 - то же, вид сверху на уровне оси шарнира сгибания; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.

Устройство содержит корпус 1, соединенный через шарнир 2 отведения с погоном шарнира 3 ротации, выполненного в виде двойного сегментного погона из трех звеньев 4, 5 и 6, последовательно соединенных между собой элементами 7 качания, а шарнир 3 ротации соединен через шарнир 8 сгибания с опорой 9. Между звеньями 4, 5 и 6 погона шарнира 3 ротации установлен ролик 10, ось которого

связана со звеном 5, а наружная поверхность взаимодействует со звеньями , причем привод шарнира 3 ротации выполнен в виде гидроцилиндра 11, взаимодействующего через двухзвенник 12 с звеньями 4, 5 и 6 погона.

стройство работает следующим образом.

При работе механизма движения тела оператора воспринимаются датчиками системы управления, укрепленными на теле оператора (на чертеже не показаны). Оси датчиков, также как и оси щарниров несущей конструкции,

3

находятсй в зонах расположения соответствующих условных осей суставов человека. Сигналы датчиков приводят в действие сервоприводы соответствующих шарниров АШМ.

Таким образом, относительное положение звеньев механизма и скорость их перемещения соответствует положению и скорости перемещения частей тела оператора в каждый момент времени. При ротации, траектория движения шарнира 8 сгибания и опоры 9 в целом формируется сегментным погоном, который воспринимает при этом нагрузки от опоры, действующие в горизонтальной плоскости. Перемещение нижнего звена 4 погона относительно верхнего звена 6 производится посредством гидроцилиндра 11, усилие от которого передается через звенья и двухзвенник 12 на верхнее и нижнее звенья погона, при этом двухзвенник воспринимает нагрузки от опоры, действующие в вертикальной плоскости, и крутящие моменты. Положение промежуточного звена 5 согласуется в каждый момент времени с положением нижнего звена 4 относительно верхнего звена 6 благодаря связи всех звеньев через ролик 10. Одно из крайних положений нижнего звена и корпуса шарнира 8 показано на фиг. 3 пунктиром. Компоновка насосных станций 13 продиктована условием получения наименьших габаритов и необходимостью центровки, т. е. вывода центра масс несущей конструкции в зону расположения центра масс оператора для наилучшего взаимодействия оператора с устройством и обеспечения большей устойчивости системы механизм-оператор.

Предлагаемая конструкция позволяет при малых габаритах и необходимых прочностных характеристиках обеспечить свободный вход и выход оператора из устройства и накладывает меньше ограничений при воспроизведении естественных движений человека.

Формула изобретения

1. Несущая конструкция антропоморфного шагающего механизма, содержащая корпус, опоры, шарниры отведения, ротации и сгибания с сервоприводами, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона естественных движений человека и уменьшения энергозатрат, корпус через шарнир отведения соединен с погоном шарнира ротации, который в свою очередь соединен через шарнир сгибания с опорой, причем шарнир ротации выполнен в виде двойного сегментного погона из трех звеньев, последовательно соединенных между собой элементами качения.

2. Конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности самоторможения ротационных движений между звеньями погона шарнира ротации установлен ролик, ось которого связана со средним звеном, а наружная поверхность ролика взаимодействует с двумя другими звеньями погона.

3. Конструкция по пн. 1и2, отличаюшаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов конструкции, сервопривод шарнира ротации выполнен в виде гидроцилиндра, взаимодействующего через двухзвенник со звеньями погона. Источники информации, принятые во впимание при экспертизе:

1. Патент США № 3449769 кл. 3-1.2 от 5.10.69.

XJ

12