Устройство для захвата

и 1,743678 Свез Советских Социалистических Республик3 Опубликовано 30.06.80. БюллетеньДата опубликования описания 30.06.80 УДК 615.477.2) Авторы изобретения Ткал ич Э,олощ к(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВ медицинскойм верхних кое ечные св Изобретение относится ктехнике, а именно к протезанечностей.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 11.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 поп р Язи выполнены в виде тросов,Кроме того, пластина выполнена изпластмассы, а свободное внутреннее про 5 странство эластичной оболочки заполненопористой резиной,На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для захвата, общий вид; на фпг,2 - кинематическая схема пятипальцевого0 захвата; на фиг. 3 - кинематпческая схемадвухпальцевого захвата; на фиг. 4 - кинематнческая схема опорного звена, выполненного из отдельных шарнирно соединенных звеньев; на фпг. 5 - схема опорного5 звена, выполненного из упругого или жесткого материала; на фиг. 6 - схема пальцас тягами от автономных приводов, приводящих шарнирные звенья пальца.Устройство состоит пз пяти пальцев 1 - 5о в виде искусственных фаланг: пястья 6 иопорного звена 7 в виде подвижной пластины, которое шарнирно соединено с элементом 8 крепления с помощью двухстепенного шарнира.Первый палец 1 состоит из шарнирногодвухзвенника с одноподвижпым вращательным шарниром 9 между концевым звеном10 и корневым звеном 11 и соединен двухстепенным шарниром 12 с концевой частью0 первого пястного звена 13 пястья 6, обра 7436783зованного пятью звеньями 13 - 17 ладоннойчасти захвата. Звено 13 в свою очередь спомощью трехстепенного шарнира 18 в своей корневой части соединяется с опорнымзвеном 7, которое является запястьем. 5Каждый из пальцев 2 - 6 состоит из плоского шарнирного трехзвенника, образованного из концевого звена 19, среднего звена20 и корневого звена 21, соединенных между собой с помощью одностепенных шарниров 22 и 23,Каждое корневое звено 21 пальцев 2 - 5с помощью двухстепенного вращательногошарнира 24 соединено с соответствующейконцевой частью пястных звеньев 13 - 17 15пястья 6. Корневая часть пястных звеньев13 - 17 соединена одностепенпым шарниром25 с опорным пястным звеном 7.Пальцы 1 - 5 соответствуют размерампальцев оператора или выполнены в определенном масштабе к ним,Опорное звено 7 представляет собойпластмассовую пластину, соединяющуюпястье 6 с внешним элементом 8 крепленияс помощью двухстепенного шарнира 26, установленного в поршневой части звена 7.Концевые части звеньев 13 - 17 пястья 6соединены между собой посредством попсречных гибких связей 27 - 30, например тросовых, образуя гибко связанное пястье 6 З 0(ладонь) из пяти расположенных рядомшарнирных звеньев 13 - 17,Для придания возможности каждомушарнирному сочленению двигаться по любому неооходимому закону движения прп З 5выполнении самых разнообразных операций все степени свободы шарнирных звеньев соединены с автономными приводами.Лвтономные приводы имеют двойное выполнение - вынесенные за пределы устройства в последующую за ним часть протезаили при малых габаритах вставляются непосредственно в элементы устройства.Прп вынесенных за пределы устройстваприводах соединение их с приводными элементами и звеньями захвата производитсяс помощью нерастяжимых тяг 31 - 36, например тросов, лент и т. п прикрепленныхк звеньям пальцев, пястным звеньям 13 - 17и запястному опорному звену 7 по обе стороны от осей вращения и соединенных с автономными приводами 37, например электрогидравлическими.Каждое шарнирное звено устройстваснабжено парами сгибающих и разгибаюьцих автономных гибких тяг, равных почислу степеням свободы данного звена.Гибкие тяги со смазкой проведены внутри каналов в звеньях или внутри гибких антифрикционных оболочек, прикрепленных к 60шарнирным звеньям устройства.Тяги, помещенные в гибкие оболочки,проверены внутри устройства и выведеныиз него через запястье в элемент 8 крепления к их автономным приводам. 65 4С целью более мягкого взаимодействия с предметами труда и надежного пх удерживания, более полного их охва;ывания, защиты механизмов устройства от повреждений и надежного удержания смазки мекду 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 разгнбателя 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 - 6 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, Ф о р м ул 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 пластинои при помощи трехстепенного шарнира, а поперечные связи выполнены в впле тросов.3. Устройство для захвата по п. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что пластина выполнена из пластмассы, а свободное внутреннее пространство эластичной оболочки заполнено пористой рсзиной.Источники информации,15принятые во внимание при экспертизе 1. Лвторскос свидетельство СССРМе 339078, кл. А 61 Р 1/00, 1972 (прототип).едакто усова оставитель Л. Соловьев Техред Л. Куклинаказ 1454/1 Изд.393 Тираж 673 Подписное ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 3