RU192750U1 - Cargo exoskeleton knee joint - Google Patents
Cargo exoskeleton knee joint Download PDFInfo
- Publication number
- RU192750U1 RU192750U1 RU2019108845U RU2019108845U RU192750U1 RU 192750 U1 RU192750 U1 RU 192750U1 RU 2019108845 U RU2019108845 U RU 2019108845U RU 2019108845 U RU2019108845 U RU 2019108845U RU 192750 U1 RU192750 U1 RU 192750U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drive
- cam
- control system
- exoskeleton
- groove
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Использование: может быть использована в качестве коленных шарниров экзоскелетонов, используемых в туризме, спорте и при проведении спасательных и армейских операций.Задача: расширение функциональных возможностей устройства.Сущность изобретения: На голенном звене 1 неподвижно установлен привод вращательного движения 2 (в качестве которого применяется червячный редуктор), электрически связанный с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе экзоскелетона. Привод 2 кинематически связан с кулачковым механизмом, состоящим из пазового кулачка 3 и толкателя, выполненного в виде рычага 4, на одном конце которого подвижно установлен ролик 5, перемещающийся по пазу кулачка 3, а другой конец подвижно соединен с бедренным звеном 6.Устройство работает следующим образом. Система управления, в соответствии с заданной программой подает питающее напряжение на привод вращательного движения 2, который приводит в качательное движение толкатель 4, сообщающий движение бедренному звену 6, поворачивающемуся на заданный угол. Изменяя с помощью системы управления закон питания привода и меняя форму профиля паза кулачка можно изменять законы движения и соответственно изменять скорость движения экзоскелетона. Положительный эффект: расширение функциональных возможностей устройства по сравнению с прототипом и упрощение его конструкции 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Usage: can be used as knee joints of exoskeletons used in tourism, sports and during rescue and army operations. Task: expanding the functionality of the device. Summary of the invention: Rotary motion drive 2 is fixed on the tibial link 1 (which is used as a worm gear gearbox), electrically connected to the control system and an energy source mounted on the exoskeleton body. The drive 2 is kinematically connected with the cam mechanism, consisting of a groove cam 3 and a pusher made in the form of a lever 4, on one end of which a roller 5 is movably mounted, moving along the groove of the cam 3, and the other end is movably connected to the femur 6. The device operates as follows way. The control system, in accordance with a predetermined program, supplies power to the rotary drive 2, which drives the pusher 4, which communicates the movement of the femoral link 6, which rotates by a predetermined angle. By changing the drive power law with the help of the control system and changing the shape of the cam groove profile, it is possible to change the laws of motion and accordingly change the speed of the exoskeleton. Positive effect: expanding the functionality of the device compared to the prototype and simplifying its design 1 z.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использована в качестве коленных шарниров экзоскелетонов, используемых в туризме, спорте и при проведении спасательных и армейских операций.The utility model relates to the field of satisfying human needs and can be used as knee joints of exoskeletons used in tourism, sports and during rescue and army operations.
Известен коленный шарнир экзоскелетона, содержащий роликовую обгонную муфту с поводковой вилкой, причем обойма обгонной муфты встроена в выполненный в виде втулки конец бедренного звена экзоскелетона, а ступица обгонной муфты смонтирована на выполненном в виде вала конце голенного звена экзоскелетона, причем втулка бедренного звена, вал голенного звена, вал поводковой вилки, обойма и ступица расположены соосно (патент РФ №2075986, опубл. 27.03.1997).An exoskeleton knee hinge is known, comprising a freewheel roller clutch with a lead fork, the freewheel collar being integrated into the exoskeleton femoral end made in the form of a sleeve, and the overrunning clutch hub mounted on the shaft end of the exoskeleton made in the form of a shaft, and the femoral shaft sleeve, the link, the shaft of the driving fork, the cage and the hub are located coaxially (RF patent No. 2075986, publ. 03/27/1997).
Управление режимом работы этого коленного шарнира осуществляется при помощи тросов, что приводит к неудобству в обслуживании и эксплуатации, что снижает надежность работы устройства.The operation mode of this knee joint is controlled by cables, which leads to inconvenience in maintenance and operation, which reduces the reliability of the device.
Известен коленный шарнир пассивного грузового экзоскелетона, содержащий два тормозных диска и зажимную втулку, находящиеся на оси шарнирного соединения бедренного и голенного звеньев экзоскелетона, при этом зажимная втулка одним концом связана с неподвижным тормозным диском, а противоположным концом, выполненным в виде опорного фланца, через буфер с подвижным тормозным диском, связанным с одним из звеньев, по меньшей мере, одним храповым механизмом (патент РФ №2362598, опубл. 27.07.2009).Known hinge of a passive freight exoskeleton containing two brake discs and a clamping sleeve located on the axis of articulation of the femoral and tibial links of the exoskeleton, while the clamping sleeve is connected at one end to a stationary brake disc, and the opposite end, made in the form of a support flange, through a buffer with a movable brake disc associated with one of the links, at least one ratchet mechanism (RF patent No. 2362598, publ. July 27, 2009).
Данный шарнир конструктивно сложен, не позволяет осуществлять фиксацию относительного положения бедренного и голенного звеньев при произвольном угле фиксации, что снижает функциональные возможности его применения.This hinge is structurally complex, it does not allow fixing the relative position of the femoral and tibial links at an arbitrary angle of fixation, which reduces the functionality of its use.
Задача полезной модели – расширение функциональных возможностей.The purpose of the utility model is to expand the functionality.
Поставленная задача достигается тем, что коленный шарнир грузового экзоскелетона, состоящий из привода вращательного движения, электрически связанного с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе, причем привод выполнен в виде червячного редуктора и посредством кулачкового механизма кинематически связан с бедренным звеном, при этом привод вращательного движения неподвижно установлен на голенном звене, а толкатель кулачкового механизма выполнен в виде рычага, на одном конце которого подвижно установлен ролик, а второй конец подвижно соединен с бедренным звеном, причем ролик перемещается по пазу кулачка.The problem is achieved in that the knee hinge of the freight exoskeleton, consisting of a rotary drive electrically connected to a control system and an energy source mounted on the housing, the drive being made in the form of a worm gear and through a cam mechanism kinematically connected to the femur, while the drive rotational motion is fixedly mounted on the tibial link, and the cam follower is made in the form of a lever, at one end of which the roles are movably mounted k, and the second end is movably connected to the femur, and the roller moves along the groove of the cam.
Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что коленный шарнир грузового экзоскелетона, состоящий из привода вращательного движения, электрически связанного с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе, причем привод выполнен в виде червячного редуктора и посредством кулачкового механизма кинематически связан с бедренным звеном, при этом привод вращательного движения неподвижно установлен на голенном звене, а толкатель кулачкового механизма выполнен в виде рычага, на одном конце которого подвижно установлен ролик, а второй конец подвижно соединен с бедренным звеном, причем ролик перемещается по пазу кулачка.The claimed technical solution differs from the prototype in that the knee hinge of the freight exoskeleton, consisting of a rotary drive electrically connected to a control system and an energy source mounted on the housing, the drive being made in the form of a worm gear and kinematically connected to the femur by means of a cam mechanism, while the rotary motion drive is fixedly mounted on the tibial link, and the cam follower is made in the form of a lever, at one end of which IG Petritskaya mounted roller and a second end movably connected to the femoral element, wherein the roller moves along the cam groove.
Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.Distinctive features in the claimed technical solution were not identified when studying this and related areas of technology.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства.The combination of the claimed features ensures the achievement of the task of the utility model is the expansion of the functionality of the device.
На фиг. 1 показана общая схема коленного шарнира, на фиг. 2 – вид сбоку кулачкового механизма.In FIG. 1 shows a general diagram of a knee joint; FIG. 2 is a side view of a cam mechanism.
На голенном звене 1 неподвижно установлен привод вращательного движения 2 (в качестве которого применяется червячный редуктор), электрически связанный с системой управления и источником энергии, установленными на корпусе экзоскелетона (на фигуре система управления и источник энергии не показаны). Привод 2 кинематически связан с кулачковым механизмом, состоящим из пазового кулачка 3 и толкателя, выполненного в виде рычага 4, на одном конце которого подвижно установлен ролик 5, перемещающийся по пазу кулачка 3, а другой конец подвижно соединен с бедренным звеном 6. На бедренном звене 6 закреплен датчик углового положения (на фиг. не показан).At the
Устройство работает следующим образом. Система управления, в соответствии с заданной программой подает питающее напряжение на привод вращательного движения 2, который приводит в качательное движение толкатель 4, сообщающий движение бедренному звену 6, поворачивающемуся на заданный угол. Изменяя с помощью системы управления закон питания привода и меняя форму профиля паза кулачка можно изменять законы движения и соответственно изменять скорость движения экзоскелетона. Использование кулачкового механизма с геометрическим замыканием позволит снизить нагрузки на коленный шарнир по сравнению со схемами с силовым замыканием.The device operates as follows. The control system, in accordance with a predetermined program, supplies power to the
Применение в качестве привода червячного редуктора, у которого ведущим является червяк, позволит добиться эффекта самоторможения механизма (самоторможение – свойство механизма, заключающееся в том, что механизм можно привести в движение лишь со стороны входного звена – червяка, а со стороны выходного звена – червячного колеса передача движения невозможна). Таким образом, можно добиваться остановки движения устройства не применяя специальных тормозных устройств.The use of a worm gear drive, in which the worm is the leading one, will make it possible to achieve the self-braking effect of the mechanism (self-braking is a property of the mechanism, which means that the mechanism can be set in motion only from the input link - the worm, and from the output link - the worm wheel motion transmission is not possible). Thus, it is possible to achieve a stop of the movement of the device without applying special braking devices.
Использование предлагаемой конструкции коленного шарнира экзоскелетона позволяет расширить функциональные возможности его применения по сравнению с прототипом и упростить его конструкцию.Using the proposed design of the knee joint of exoskeleton allows you to expand the functionality of its application in comparison with the prototype and simplify its design.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108845U RU192750U1 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Cargo exoskeleton knee joint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108845U RU192750U1 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Cargo exoskeleton knee joint |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU192750U1 true RU192750U1 (en) | 2019-09-30 |
Family
ID=68162407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019108845U RU192750U1 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Cargo exoskeleton knee joint |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU192750U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5728172A (en) * | 1992-09-29 | 1998-03-17 | Otto Bock Orthopadische Industrie Besitz-Und Verwaltungs Kg | Hinge joint in orthopaedic prostheses and ortheses |
| RU2567589C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Вячеслав Геннадьевич Иванов | Exoskeleton |
| US9545353B2 (en) * | 2011-07-29 | 2017-01-17 | Leonis Medical Corporation | Methods of operating an exoskeleton for gait assistance and rehabilitation |
| US9687377B2 (en) * | 2011-01-21 | 2017-06-27 | Bionx Medical Technologies, Inc. | Terrain adaptive powered joint orthosis |
| US20180280163A1 (en) * | 2015-08-24 | 2018-10-04 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Artificial joint |
-
2019
- 2019-03-27 RU RU2019108845U patent/RU192750U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5728172A (en) * | 1992-09-29 | 1998-03-17 | Otto Bock Orthopadische Industrie Besitz-Und Verwaltungs Kg | Hinge joint in orthopaedic prostheses and ortheses |
| US9687377B2 (en) * | 2011-01-21 | 2017-06-27 | Bionx Medical Technologies, Inc. | Terrain adaptive powered joint orthosis |
| US9545353B2 (en) * | 2011-07-29 | 2017-01-17 | Leonis Medical Corporation | Methods of operating an exoskeleton for gait assistance and rehabilitation |
| RU2567589C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Вячеслав Геннадьевич Иванов | Exoskeleton |
| US20180280163A1 (en) * | 2015-08-24 | 2018-10-04 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Artificial joint |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7624656B2 (en) | Continuously variable transmission | |
| IT201600120646A1 (en) | UNUSED ROBOTIC HAND | |
| JP6584384B2 (en) | Operation assistance device | |
| Häufle et al. | A clutched parallel elastic actuator concept: Towards energy efficient powered legs in prosthetics and robotics | |
| CN110217311A (en) | A kind of quick quadruped robot based on coaxial parallel-connection mechanism | |
| DE602007011091D1 (en) | MOVEMENT WITH CONSTANT TORQUE TRANSMISSION BETWEEN THE ENERGY SOURCE AND THE MECHANICAL OSCILLATOR | |
| US11173092B2 (en) | Joint exoskeleton auxiliary driving mechanism | |
| CN102959265A (en) | Clutch operation device | |
| RU192750U1 (en) | Cargo exoskeleton knee joint | |
| CN106379433A (en) | Single-leg jump mechanism based on eccentric non-circular gear drive | |
| CN106272350A (en) | A kind of RRR parallel institution driving joint variable props up chain apparatus | |
| CN110315519A (en) | Link mechanism | |
| RU192098U1 (en) | Underwater bionic robot | |
| CN108425702A (en) | Cylinder straight reciprocating motion is transformed to the mechanism and working method of cycle movement | |
| KR101408415B1 (en) | Joint actuator for wearable robot | |
| US9573681B2 (en) | Wing-drive mechanism with unidirectional drive | |
| US20210078672A1 (en) | Stride Emulator Device | |
| CA2773115C (en) | Treadle-drive eccentric wheel transmission wheel series with periodically varied speed ratio | |
| CN106184448A (en) | A kind of mechanism that leaps on one leg driven based on Pascal curve non-circular gear | |
| CN106184447A (en) | A kind of mechanism that leaps on one leg driven based on oval non-circular gear | |
| CN110962116A (en) | Exoskeleton robot with lower limb assistance function | |
| CN110733028A (en) | old people walking-aid robot based on flexible joint driver | |
| CN106379432A (en) | Single-leg jump mechanism based on Fourier non-circular gear drive | |
| CN207621239U (en) | Unidirectional rack damper | |
| CN209022104U (en) | A kind of joint for upper limb exoskeleton robot circumnutation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190913 |