RU192179U1 - Бионическая кисть руки - Google Patents
Бионическая кисть руки Download PDFInfo
- Publication number
- RU192179U1 RU192179U1 RU2018136610U RU2018136610U RU192179U1 RU 192179 U1 RU192179 U1 RU 192179U1 RU 2018136610 U RU2018136610 U RU 2018136610U RU 2018136610 U RU2018136610 U RU 2018136610U RU 192179 U1 RU192179 U1 RU 192179U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bionic
- hand
- control
- microcontroller
- fingers
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J3/00—Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
- B25J9/0024—Wrist motors at rear part of the upper arm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
- B25J9/126—Rotary actuators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1612—Programme controls characterised by the hand, wrist, grip control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Бионическая кисть руки предназначена для обеспечения возможности захвата и совершения манипуляционных действий с объектами окружающей среды.Микроконтроллер управления бионической кистью обрабатывает поступающие радиосигналы управления в соответствии с заданными параметрами алгоритма обработки. Сила и скорость схвата кисти установлены в пропорциональную зависимость от величины уровня поступающего электрического сигнала управления. Сгибание-разгибание каждого пальца производят электроприводы с передачей крутящего момента на соответствующую фалангу с помощью тросов. Каждый палец содержит три фаланги. Управление осуществляется по принципу копирования действий оператора. Оператор управляет бионической кистью с помощью специальной перчатки управления, которая представляет собой совокупность подвижных элементов, связанных между собой датчиками углового положения. Датчики углового положения фиксируют положение пальцев руки и передают показания на микроконтроллер, который обрабатывает данные значения и, конвертируя их в радиосигнал, передает на микроконтроллер бионической кисти руки. Управляющие драйверы управляют электроприводами сгибания пальцев с контролем силы тока.
Description
Настоящая полезная модель относится к области робототехники, а именно к бионике. Предлагаемая бионическая кисть руки предназначена для установки на манипуляторах робототехнических комплексов, с целью облегчения работы и увеличения функциональности,для обеспечения возможности захвата и совершения манипуляционных действий с объектами окружающей среды.
Из существующего уровня техники (патент РФ на полезную модель № 160806, МПКA61F 2/54, опубл. 10.06.2016,бюл. № 16),известен протез кисти руки, который включает механическую кисть, содержащую ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами с каналами, через которые протянуты тросы, концы которых закреплены на верхних фалангах, и каналами, через которые протянуты резинки, пережатые винтами в каждой фаланге, четыре пальца объединеныпопарно посредством системы тросов и двух шкивов, объединенных посредством тросов и третьего шкива, который объединен с большим пальцем посредством тросов и четвертого шкива, соединенного посредством троса с узлом натяжения тросов, в основании большого пальца выполнен выступ, на который установлено основание большого пальца с зубчиками, зафиксированными на выступе посредством пружины и кнопки, расположенными в полости кисти напротив основания большого пальца.
Недостатками известного устройства являются: 1) применение резинок в каналах фаланг пальцев для реализации механизма раскрытия кисти снижает надежность эксплуатации протеза из-за возможной утраты резинками первоначальной целостности и свойств упругости с течением времени, либо под воздействием внешних факторов, таких, как температура окружающего воздуха; 3) отсутствие возможности выполнения видов схвата, при которых пальцы протеза управляются и сгибаются независимо друг от друга, например, схвата для управления компьютерной мышью.
Технической задачей полезной модели является расширение перечня известных устройств в данной области путем усовершенствования конструкции, а так же повышение удобства пользования, а именно возможность удержания предметов сложной формы и различной прочности, возможность обеспечения манипуляционной свободы близкой к человеческой кисти руки.
Поставленная задача решается в бионическойкистируки,включающей кисть руки, содержащую ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами с каналами, через которые протянуты тросы, концы которых закреплены на фалангах.
Отличием от прототипа является то, что бионическая кисть руки включает предплечье с возможностью крепления его к руке манипулятора. На предплечье установлены электроприводы с приводными барабанами, передающими крутящий момент на каждую фалангу пальцев соответственно, причем первые фаланги пальцев шарнирно закреплены на основании ладони с помощью поворотных оснований, при этом система управления бионической кистью руки выполнена в виде микропроцессорной системы и включает в себя микроконтроллер управления бионической кистью руки и соединенные с ним управляющие драйверы электроприводов систем сгибания пяти пальцев, датчики угла сгибания пяти пальцев, радиоприемник и радиопередатчик, устройство электропитания.
Пальцы бионической кисти руки содержат по три фаланги, шарнирно соединенные между собой и шарнирно соединенные с поворотным основанием, которое в свою очередь шарнирно соединено с ладонью.
Система сгибания первого-пятого пальцев приводится в действие приводными тросами, проходящими через гибкие армированные кожухи для возможности их натяжения.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является применение данного устройства в качестве захватного устройства в различных манипуляторах робототехнических комплексов, обеспечивая тем самым широкий спектр выполняемых задач, требующих функциональность и манипуляционные способности человеческой кисти.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено следующее.
Фиг. 1 - общий вид бионической кисти руки.
Фиг. 2 - структурная схема системы управления бионической кистью руки.
Фиг.3 – фотография конструкции, вид сверху.
Фиг.4 -фотография конструкции, вид снизу.
Предлагаемая полезная модель (Фиг. 1) содержит кисть руки 1, содержащую ладонь 2,искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами 3,4,5 с каналами, через которые протянуты тросы 6, концы которых закреплены на фалангах.
Бионическая кисть руки также включает предплечье 7, которое может крепиться к руке манипулятора. На предплечье 7 установлены электроприводы 8 с приводными барабанами 9, передающими крутящий момент на каждую фалангу пальцев соответственно. Первые фаланги каждого из пальцев шарнирно закреплены на основании ладони 2 с помощью поворотных оснований 10, при этом система управления бионической кистью руки выполнена в виде микропроцессорной системы и включает в себя микроконтроллер управления бионической кистью руки 11 и соединенные с ним управляющие драйверы электроприводов систем сгибания пяти пальцев 12, датчики угла сгибания пяти пальцев 13, радиоприемник 14 и радиопередатчик 15, устройство электропитания 16.
Работает предлагаемое устройство следующим образом.
Бионическая кисть руки крепится к манипулятору, подается питание на электроприводы 8и подключается микроконтроллер к драйверам электроприводов систем сгибания фаланг пальцев.
Оператор управляет бионической кистью с помощью специальной перчатки управления, которая представляет собой совокупность подвижных элементов, связанных между собой датчиками углового положения 13. Датчики углового положения 13 фиксируют положение пальцев руки и передают показания на микроконтроллер 17, который обрабатывает данные значения и, конвертируя их в радиосигнал, передает на микроконтроллер бионической кисти руки 11. Управляющие драйверы 12 управляют электроприводами 8 сгибания пальцев, контролируя силу тока. Конструкция содержит интерфейсы для проводной и беспроводной коммуникации с устройствами управления, представляющие собой радиопередатчик 15 и радиоприемник 14.
Микроконтроллер 11 управления бионической кистью руки обрабатывает поступающие радиосигналы управления в соответствии с заданными параметрами алгоритма обработки. Сила и скорость схвата кисти установлены в пропорциональную зависимость от величины уровня поступающего электрического сигнала управления. Сгибание-разгибание каждого пальца производят электроприводы с передачей крутящего момента на соответствующую фалангу с помощью тросов. Каждый палец содержит три фаланги и поворотное основание. Управление осуществляется по принципу копирования действий оператора.
Статоры датчиков угла сгибания пяти пальцев неподвижно размещены на шарнирах соответствующих фаланг, при этом валы роторов датчиков неподвижно закреплены на смежных фалангах соответствующих пальцев.
Применение предлагаемой конструкции позволит повысить удобство оператора, сократить время выполнения целенаправленных действий в его работе за счет повышения надежности, точности и интуитивности управления и возможность выполнения мелких точных операций.
Claims (1)
- Бионическая кисть руки для установки на манипуляторах, характеризующаяся тем, что включает кисть руки, содержащую ладонь, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными фалангами с каналами, через которые протянуты тросы, концы которых закреплены на фалангах, отличающаяся тем, что включает предплечье с возможностью крепления его к руке манипулятора с установленными на нем электроприводами с приводными барабанами, передающими крутящий момент на каждую фалангу пальцев соответственно, причем первые фаланги пальцев шарнирно закреплены на основании ладони с помощью поворотных оснований, при этом система управления бионической кистью руки выполнена в виде микропроцессорной системы и включает в себя микроконтроллер управления бионической кистью руки и соединенные с ним управляющие драйверы электроприводов систем сгибания пяти пальцев, датчики угла сгибания пяти пальцев, радиоприемник и радиопередатчик, устройство электропитания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136610U RU192179U1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Бионическая кисть руки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136610U RU192179U1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Бионическая кисть руки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU192179U1 true RU192179U1 (ru) | 2019-09-05 |
Family
ID=67852269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018136610U RU192179U1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Бионическая кисть руки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU192179U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754125C1 (ru) * | 2020-06-16 | 2021-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Управляемый протез кисти руки |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU488696A1 (ru) * | 1973-07-19 | 1975-10-25 | Захват манипул тора | |
US7296835B2 (en) * | 2005-08-11 | 2007-11-20 | Anybots, Inc. | Robotic hand and arm apparatus |
RU117107U1 (ru) * | 2011-09-21 | 2012-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Манипулятор |
RU151487U1 (ru) * | 2012-10-30 | 2015-04-10 | Виталий Эдуардович Прукс | Манипулятор антропоморфного робота |
US20170129110A1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Irobot Corporation | Robotic fingers and end effectors including same |
US20170296280A1 (en) * | 2015-01-06 | 2017-10-19 | Olympus Corporation | Operation input device and medical manipulator system |
-
2018
- 2018-10-17 RU RU2018136610U patent/RU192179U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU488696A1 (ru) * | 1973-07-19 | 1975-10-25 | Захват манипул тора | |
US7296835B2 (en) * | 2005-08-11 | 2007-11-20 | Anybots, Inc. | Robotic hand and arm apparatus |
RU117107U1 (ru) * | 2011-09-21 | 2012-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Манипулятор |
RU151487U1 (ru) * | 2012-10-30 | 2015-04-10 | Виталий Эдуардович Прукс | Манипулятор антропоморфного робота |
US20170296280A1 (en) * | 2015-01-06 | 2017-10-19 | Olympus Corporation | Operation input device and medical manipulator system |
US20170129110A1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Irobot Corporation | Robotic fingers and end effectors including same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754125C1 (ru) * | 2020-06-16 | 2021-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Управляемый протез кисти руки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Popov et al. | Portable exoskeleton glove with soft structure for hand assistance in activities of daily living | |
US9730825B2 (en) | Wearable exoskeleton device for hand rehabilitation | |
US11154407B2 (en) | Device for enhancing a subject's grasping capability | |
CN106726027B (zh) | 一种欠驱动假肢手 | |
CN102499857A (zh) | 外骨骼可穿戴式上肢康复机器人 | |
JP2013237152A (ja) | ロボット親指アセンブリ | |
JP3759916B2 (ja) | 電動義手 | |
CN110625591A (zh) | 一种基于外骨骼数据手套和遥操纵杆的遥操作系统与方法 | |
CN211362244U (zh) | 一种基于外骨骼数据手套和肌电手环的遥操作系统 | |
CN113509298B (zh) | 一种基于振动的假肢手力位信息反馈系统及方法 | |
US10561507B1 (en) | Wearable grippers for hemiplegic patients | |
WO2019116172A1 (en) | Driving assembly for moving body part | |
RU192179U1 (ru) | Бионическая кисть руки | |
CN107186743B (zh) | 一种基于网状联动结构的仿生机械手掌 | |
CN114129392A (zh) | 可调控末端指尖力的自适应冗余驱动外骨骼康复机器人 | |
Fu et al. | Development of a multi-DOF exoskeleton based machine for injured fingers | |
CN209933083U (zh) | 穿戴式弹性刚性复合杆件假肢手指 | |
RU192333U1 (ru) | Модульный бионический протез руки | |
Latif et al. | Design and development of muscle and flex sensor controlled robotic hand for disabled persons | |
Semasinghe et al. | HyPro: a multi-DoF hybrid-powered transradial robotic prosthesis | |
RU176303U1 (ru) | Бионический протез кисти руки | |
CN113101020B (zh) | 一种刚柔耦合灵巧假肢手 | |
CN211362243U (zh) | 一种基于外骨骼数据手套和遥操纵杆的遥操作系统 | |
He et al. | Mechatronic design of an upper limb prosthesis with a hand | |
CN211044788U (zh) | 演示系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191007 |