RU213759U1 - Двухканальное устройство тактильного воздействия - Google Patents
Двухканальное устройство тактильного воздействия Download PDFInfo
- Publication number
- RU213759U1 RU213759U1 RU2022110575U RU2022110575U RU213759U1 RU 213759 U1 RU213759 U1 RU 213759U1 RU 2022110575 U RU2022110575 U RU 2022110575U RU 2022110575 U RU2022110575 U RU 2022110575U RU 213759 U1 RU213759 U1 RU 213759U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- prosthesis
- electromechanical
- nut
- skin
- Prior art date
Links
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 claims abstract description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 210000003141 Lower Extremity Anatomy 0.000 abstract description 2
- 210000001364 Upper Extremity Anatomy 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001953 sensory Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 abstract 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к медицине, а именно к протезированию, и может быть использована совместно с протезами верхних или нижних конечностей, оснащённых сенсорными устройствами.
Технический результат - повышение быстродействия устройства для осуществления тактильного воздействия, полученного с иного устройства (далее протеза) по двум информационным каналам, соответствующим усилию взаимодействия протеза с объектом и угловому/линейному перемещению элементов конструкции протеза, соответствующему его функциональным операциям.
Указанный результат достигается тем, что двухканальное устройство тактильного воздействия содержит два электромеханических привода вращения, оснащённые датчиками углового отклонения, при этом первый электромеханический привод вращения посредством шатунного механизма (четырехзвенника) перемещает второй электромеханический привод вращения. Перемещаемый электромеханический привод вращения соединен кинематически с винтом, образующим вращательно-поступательную пару с гайкой. Гайка оснащена выступом, позволяющим образовать ось вращения с роликом. Таким образом, совместная работа двух электромеханических приводов приводит к перемещению ролика по двум осям. При этом тактильное восприятие пользователем происходит при непосредственном контакте кожи с материалом ролика. Информация об угловом/линейном перемещении функциональных элементов протеза может быть воспроизведена в виде линейного перемещения ролика по поверхности кожи, а информация об усилии взаимодействия функциональных элементов протеза с объектами может быть воспроизведена управляемым надавливанием ролика на кожу пользователя. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к медицине, а именно к протезированию, и может быть использована совместно с протезами верхних или нижних конечностей, оснащенных сенсорными устройствами.
Известно устройство тактильного восприятия (WO 2015193856 A1 [2]), содержащее устройство обратной связи, информационный интерфейс и датчик усилия. Приводится метод управления устройством обратной связи, основанный на применении алгоритма порогового восприятия, при котором устройство обратной связи активируется при превышении полученным от датчика усилия сигналом уровня границы зоны нечувствительности. При этом информационный интерфейс описывается различными модификациями как проводной, так и беспроводной передачи.
Основным недостатком данного устройства является сложность настройки околопорогового восприятия, при котором могут возникать автоколебательные процессы в устройстве обратной связи.
Известно устройство позиционного очувствления (RU, патент на ИЗ 2712306, МПК A61F 2/54, A61F 2/17), содержащее основание с продольными пазами, в которые вставлены с возможностью продольного перемещения подпружиненные контактные элементы двух активаторов, соединенные кинематически с приводной системой, отличающееся тем, что механизм перемещения активаторов выполнен в виде тросовой передачи, содержащей первый гибкий трос, закрепленный с одной стороны в канавке малого передающего шкива двойного блока шкивов, шарнирно закрепленного на основании, а с другой - соединен с приводным звеном рычажного пальцевого механизма активной искусственной кисти, оснащенной электромеханическим или механическим приводным устройством, при этом первый гибкий трос размещен в гибкой упругой направляющей, закрепленной с одной стороны на корпусе кисти, а с другой на основании устройства позиционного очувствления, а также второй гибкий трос, закрепленный в канавке шкива большего диаметра и соединенный кинематически с распределительным шкивом, шарнирно установленным на основании, образуя две ветви тросовой передачи разнонаправленного поступательного движения и прикрепленный к концу возвратной пружины растяжения, второй конец которой неподвижно соединен с основанием, причем один активатор прикреплен к одной из ветвей передачи поступательного движения, а второй к ветви противоположного направления движения.
Недостатком данного устройства можно назвать отсутствие реализации дозированного управляемого надавливания на кожу человека, что говорит о неспособности передать ощущение упругости объекта через информационный канал.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности можно считать устройство (RU, патент на ПМ 192741, МПК A61F 2/68), которое содержит два электромеханических привода вращения, оснащенные датчиками углового отклонения, соединенных каждый непосредственно или через механическую передачу с винтами, расположенными параллельно друг другу и образующими вращательно-поступательные пары с индивидуальными гайками. Каждая упомянутая гайка оснащена выступом или отверстием, позволяющим образовать ось вращения с отдельным шатуном. Оба шатуна кинематически связаны вращательной парой с роликом и замыкаются на нем. Таким образом, совместная работа двух электромеханических приводов приводит к перемещению вышеупомянутого ролика по двум взаимно перпендикулярным осям. При этом тактильное восприятие пользователем происходит при непосредственном контакте кожи с материалом ролика.
Недостатком данной конструкции можно назвать необходимость синхронизации вращения электромеханических приводов, что предполагает использование специальных технических средств и алгоритмов, усложняющих систему и приводящих к снижению отказоустойчивости и надежности.
Задачей полезной модели является повышение быстродействия использования устройства тактильного воздействия при очувствлении малых перемещений функциональных элементов протеза.
Поставленная задача достигается тем, в двухканальном устройстве тактильного воздействия, содержащем два электромеханических привода вращения с датчиками углового отклонения, передачу винт-гайка и ролик, причем гайка имеет выступ, благодаря которому она образует ось вращения с роликом, первый электромеханический привод выполнен с возможностью приведения в движение винта через шатунный механизм таким образом, что совместное перемещение второго электромеханического привода, винта, гайки и ролика организовано перпендикулярно коже, а вращательно-поступательная пара винта с гайкой предназначена для перемещения ролика по поверхности кожи.
Сущность заявляемого устройства поясняется примером его реализации и чертежами, на которых схематично представлено устройство.
На фиг. 1 показана кинематическая схема двухканального устройства тактильного воздействия.
На фиг. 2 показана одна из возможных технических реализаций двухканального устройства тактильного воздействия.
Двухканальное устройство тактильного воздействия, содержит два электромеханических привода вращения 1 и 2, оснащенные датчиками углового отклонения 3 и 4, соответственно, при этом электромеханический привод вращения 1 посредством шатунного механизма 5 перемещает электромеханический привод вращения 2. Перемещаемый электромеханический привод вращения 2 соединен кинематически с винтом 6, образующим вращательно-поступательную пару с гайкой 7. Гайка 7 оснащена выступом 8, позволяющим образовать ось вращения с роликом 9. Таким образом, совместная работа двух электромеханических приводов 1 и 2 приводит к перемещению ролика 9 по двум перпендикулярным осям.
Устройство работает следующим образом.
Двухканальное устройство тактильного воздействия закрепляется на коже человека. Дозированное на основе показаний датчика углового отклонения 3 вращение вала электромеханического привода 1 приводит в движение винт 6 через шатунный механизм 5. Винт 6 образует с гайкой 7 поступательную передачу. Ролик 9 имеет общую ось вращения с гайкой 7 благодаря выступу 8. Благодаря шатунному механизму 5 совместное перемещение электромеханического привода 2, винта 6, гайки 7 и ролика 9 организовано перпендикулярно коже. Ролик 9, при этом, осуществляет передачу тактильной информации на кожу путем касания и надавливания на нее. Вал электромеханического привода вращения 2 соединен непосредственно с винтом 6. Дозированное благодаря информации с датчика 4 вращение винта 6 позволяет перемещать вдоль винта гайку 7 с закрепленным на ней через выступ 8 роликом 9. Таким образом, ролик может управляемо перемещаться по поверхности кожи, передавая тактильную информацию о геометрии объекта, удерживаемого, например, протезом.
Восприятие формы предмета, его рельефа осуществляется путем осязания, в котором принимает участие кожный и двигательный анализаторы. На основании этих особенностей осязания в качестве параметров обратной связи пользователю необходимо передавать одновременно две величины - усилие и величину раскрытия функциональных элементов протеза. Для достижения интуитивной тактильной обратной связи необходимо удовлетворять условию соответствия модальности (раздражителя). Для соответствия модальностей сила сжатия протеза передается путем надавливания ролика на кожу в предлагаемом устройстве, а расстояние между функциональными элементами протеза путем перемещения точки надавливания по коже.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются
снабжение механизма передачи движения от электродвигателя к ролику рычажным (шатунным) механизмом, кинематически связанным с электродвигателем вращения.
Снабжение механизма передачи движения от электродвигателя к ролику передачей винт-гайка позволяет увеличить зону восприятия пользователем углового или линейного перемещения функциональных элементов протеза, что повышает эффективность использования устройства тактильного воздействия при очувствлении малых перемещений функциональных элементов протеза. Также снабжение механизма передачи движения от электродвигателя к ролику передачей винт-гайка позволяет реализовать самоторможение движения ролика для повышения быстродействия и для снижения энергозатрат при передаче информации об усилии взаимодействия с объектом в статике (например, при удержании инструмента протезом).
Снабжение двухканального устройства тактильного воздействия роликом позволяет улучшить восприятие усилия при одновременном движении функциональных элементов протеза, снизив трение о кожу пользователя. Таким образом, достигается возможность очувствления упругих объектов, изменяющих свою форму при внешнем силовом воздействии.
Claims (1)
- Двухканальное устройство тактильного воздействия, содержащее два электромеханических привода вращения с датчиками углового отклонения, передачу винт-гайка и ролик, а гайка имеет выступ, благодаря которому она образует ось вращения с роликом, отличающееся тем, что первый электромеханический привод выполнен с возможностью приведения в движение винта через шатунный механизм таким образом, что совместное перемещение второго электромеханического привода, винта, гайки и ролика организовано перпендикулярно коже, а вращательно-поступательная пара винта с гайкой предназначена для перемещения ролика по поверхности кожи.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU213759U1 true RU213759U1 (ru) | 2022-09-28 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080200994A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-21 | Colgate J Edward | Detector and Stimulator for Feedback in a Prosthesis |
WO2015193856A1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | Scuola Superiore S.Anna | A haptic feedback device |
RU2653820C2 (ru) * | 2016-05-25 | 2018-05-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (ФГБУ "СПбПЦЭНР им. Альбрехта Минтруда России") | Система управления биоэлектрическим протезом |
RU192741U1 (ru) * | 2019-04-02 | 2019-09-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Миолимб" (ООО "Миолимб") | Двухканальное устройство тактильного воздействия |
RU2702304C1 (ru) * | 2018-11-02 | 2019-10-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти |
RU2712306C1 (ru) * | 2019-03-12 | 2020-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080200994A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-21 | Colgate J Edward | Detector and Stimulator for Feedback in a Prosthesis |
WO2015193856A1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | Scuola Superiore S.Anna | A haptic feedback device |
RU2653820C2 (ru) * | 2016-05-25 | 2018-05-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МЕДИКО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ, ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (ФГБУ "СПбПЦЭНР им. Альбрехта Минтруда России") | Система управления биоэлектрическим протезом |
RU2702304C1 (ru) * | 2018-11-02 | 2019-10-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти |
RU2712306C1 (ru) * | 2019-03-12 | 2020-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Устройство позиционного очувствления подвижности пальцев искусственной кисти |
RU192741U1 (ru) * | 2019-04-02 | 2019-09-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Миолимб" (ООО "Миолимб") | Двухканальное устройство тактильного воздействия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106618813B (zh) | 假肢手 | |
Wege et al. | Development and control of a hand exoskeleton for rehabilitation of hand injuries | |
CN106455928B (zh) | 医疗用机械手系统 | |
CN106943277A (zh) | 自适应穿戴式柔顺外骨骼康复机械手 | |
CN104586608B (zh) | 基于肌电控制的可穿戴式助力手指及其控制方法 | |
CN105997426B (zh) | 左右手通用的康复训练手部装置 | |
CN101721290B (zh) | 外骨骼式手指运动功能康复机器人 | |
CN1292719C (zh) | 欠驱动自适应假手装置 | |
CN109199784B (zh) | 一种柔性驱动的手部康复设备及其反馈控制电路 | |
SE542072C2 (en) | A device for pivoting a body member around a joint | |
CN203749793U (zh) | 一种中风手指康复器 | |
CN208726201U (zh) | 一种可穿戴主动式手功能康复机械手 | |
CN209392346U (zh) | 按摩机 | |
CN102499857A (zh) | 外骨骼可穿戴式上肢康复机器人 | |
Phan et al. | HFAM: Soft hydraulic filament artificial muscles for flexible robotic applications | |
RU2717046C1 (ru) | Перчатка-экзоскелет с линейными актуаторами | |
CN102363302A (zh) | 一种单电机驱动的仿人灵巧手装置 | |
CN202292775U (zh) | 单电机驱动的仿人灵巧手装置 | |
CN101816603B (zh) | 带有康复机械臂的电动轮椅装置 | |
CN201389169Y (zh) | 一种按摩椅上的按摩机芯 | |
RU2653820C2 (ru) | Система управления биоэлектрическим протезом | |
CN111479543A (zh) | 一种按摩设备 | |
RU213759U1 (ru) | Двухканальное устройство тактильного воздействия | |
US3822418A (en) | Electrically driven artificial hand for upper extremity prosthesis | |
CN201840552U (zh) | 一种用直线电动缸驱动的人体外骨骼负重行走助力装置 |