RU2689270C1 - Пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов - Google Patents
Пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689270C1 RU2689270C1 RU2018134411A RU2018134411A RU2689270C1 RU 2689270 C1 RU2689270 C1 RU 2689270C1 RU 2018134411 A RU2018134411 A RU 2018134411A RU 2018134411 A RU2018134411 A RU 2018134411A RU 2689270 C1 RU2689270 C1 RU 2689270C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- additional
- rocker
- rod
- connecting rod
- nut
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 241000269838 Thunnus thynnus Species 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 238000012084 abdominal surgery Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения выходного звена, и может быть использовано, в частности, в медицине при проведении лапароскопических операций. Механизм содержит стойку, кривошип, винтовой шатун, гайку с жестко установленным на ней стержнем и коромысло. Механизм снабжен дополнительными шатуном и коромыслом, образующими между собой вращательную кинематическую пару, и выходным звеном с приспособлением для захвата и удержания объекта, входящим в поступательную кинематическую пару с дополнительным шатуном и в сферическую кинематическую пару со стержнем, жестко установленным на гайке. Причем оси кинематических пар между выходным звеном и дополнительным шатуном, дополнительными коромыслом и шатуном, стойкой и дополнительным коромыслом пересекаются в одной точке. При этом дополнительные шатун и коромысло выполнены сферическими. Кроме этого приспособление для захвата и удержания объектов выполнено в виде схвата. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения выходного звена, и может быть использовано, в частности, в медицине при проведении лапароскопических операций.
Известна роботизированная хирургическая система «da Vinci» [А.В. Федоров, А.Г. Кригер, С.В. Берелавичус, М.Г. Ефанов, Д.С. Горин. Робот-ассистированные операции в абдоминальной хирургии. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова, 2010, №1, С. 16-21]. Данная система применяется при проведении ряда хирургических операций. Ее недостатком является достаточно большой вес (около 500 кг) и наличие множества приводов, что усложняет контроль данного робота и может привести к сбоям в его работе.
Известен также механизм для воспроизведения пространственных кривых [Патент RU №2309051 МПК B43L 11/00, опубл. 27.10.2007], включающий стойку, кривошип, шатун, выполненный в виде винта, гайку с жестко установленным на ней элементом, воспроизводящим пространственную кривую, и коромысло. Кинематические пары между стойкой и кривошипом, кривошипом и шатуном, стойкой и коромыслом выполнены вращательными с параллельными осями, а кинематическая пара между гайкой и коромыслом выполнена вращательной с осью, расположенной в перпендикулярной плоскости к осям остальных вращательных кинематических пар и совпадающей с продольной осью шатуна, образующего винтовую кинематическую пару с гайкой. Механизм обладает одной степенью подвижности, движения всех его звеньев контролируются единственным приводом. Механизм позволяет воспроизводить пространственную винтовую траекторию с криволинейной осью.
Данный механизм является наиболее близким к заявляемому изобретению и принимается за прототип предлагаемого устройства. Недостатком прототипа является то, что выходным звеном в нем является гайка. В связи с тем, что расстояние от вращательной пары кривошип-шатун до гайки в процессе работы механизма является переменным, это требует выполнения элемента, воспроизводящего пространственную кривую, достаточно длинным для того, чтобы исключить пересечение воспроизводимой кривой с шатуном. Вместе с тем, увеличение длины элемента будет способствовать увеличению его веса и может привести к дополнительным инерционным нагрузкам. Недостатком данного механизма также является невозможность его применения при выполнении хирургических операций в связи с винтовым движением выходного звена.
Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является расширение функциональных возможностей прототипа путем введения в его состав дополнительных подвижных звеньев с целью получения требуемого движения выходного звена.
Данная проблема решается тем, что, предложен пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов, включающий стойку, кривошип, винтовой шатун, гайку и коромысло, в котором кинематические пары между стойкой и кривошипом, кривошипом и винтовым шатуном, стойкой и коромыслом выполнены вращательными с параллельными осями, а кинематическая пара между гайкой и коромыслом выполнена вращательной с осью, лежащей в перпендикулярной плоскости к этим осям и совпадающей с продольной осью винтового шатуна, образующего с гайкой винтовую кинематическую пару, согласно изобретению, механизм снабжен дополнительными шатуном и коромыслом, образующими между собой вращательную кинематическую пару, и выходным звеном с приспособлением для захвата и удержания объекта, входящим в поступательную кинематическую пару с дополнительным шатуном и в сферическую кинематическую пару со стержнем, жестко установленным на гайке, причем оси кинематических пар между выходным звеном и дополнительным шатуном, дополнительными коромыслом и шатуном, стойкой и дополнительным коромыслом пересекаются в одной точке, при этом дополнительные шатун и коромысло выполнены сферическими. Кроме этого, приспособление для захвата и удержания объектов выполнено в виде схвата.
Технический эффект, получаемый при реализации изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей прототипа путем введения в его состав дополнительных подвижных звеньев, шатуна и коромысла, с целью получения требуемого движения выходного звена. Кроме этого, появляется возможность применения данного механизма при выполнении хирургических операций, так как траектория движения выходного звена не пересекается с траекторией движения подвижных звеньев.
Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежом, где на фигуре 1 показан пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов, а на фигуре 2 - приспособление для захвата и удержания объекта, выполненного в виде схвата.
Механизм для захвата, удержания и перемещения объектов состоит из стойки 1, кривошипа 2, винтового шатуна 3, гайки 4 с жестко установленным на ней стержнем 5, коромысла 6, выходного звена 7, дополнительных шатуна 8 и коромысла 9.
Кинематические пары звеньев 1-2, 2-3 и 5-6 выполнены вращательными с параллельными осями. Кинематическая пара звеньев 4-6 выполнена вращательной с осью, лежащей в перпендикулярной плоскости к осям пар звеньев 1-2, 2-3 и 5-6 и совпадающей с продольной осью шатуна 3, образующего винтовую кинематическую пару звеньев 3-4 с гайкой 4. Кинематическая пара звеньев 5-7 выполнена сферической, пара звеньев 7-8 выполнена поступательной, а пары звеньев 8-9 и 9-1 выполнены вращательными.
На конце выходного звена 7 установлено приспособление для захвата и удержания объектов, выполненное в виде схвата.
Дополнительные шатун 8 и коромысло 9 выполнены сферическими, а оси кинематических пар звеньев 7-8, 8-9 и 9-1 пересекаются в одной точке. Данная конструктивная особенность предлагаемого механизма имеет принципиальное значение и обеспечивает работоспособность механизма.
Принцип работы механизма заключается в следующем. Задавая вращение кривошипу 2, винтовой шатун 3 начнет вкручиваться в гайку 4, тем самым, приводя ее в движение. При этом длина между кинематическими парами 2-3 и 3-4 будет переменной. Стержень 5, жестко соединенный с гайкой 4, передаст движение выходному звену 7 через кинематическую пару звеньев 5-7. Выходное звено 7, ориентируемое в пространстве элементом 5, дополнительным шатуном 8 и дополнительным коромыслом 9, будет направлять приспособление для захвата и удержания объекта по заданной пространственной траектории.
Изобретение может быть использовано при проведении операций по перемещению объектов по заданным траекториям, в том числе применяться при выполнении хирургических операций. При этом выходное звено перемещается по траектории, которая не пересекается другими звеньями механизма в процессе его работы.
Claims (2)
1. Пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов, включающий стойку, кривошип, винтовой шатун, гайку и коромысло, в котором кинематические пары между стойкой и кривошипом, кривошипом и винтовым шатуном, стойкой и коромыслом выполнены вращательными с параллельными осями, а кинематическая пара между гайкой и коромыслом выполнена вращательной с осью, лежащей в перпендикулярной плоскости к этим осям и совпадающей с продольной осью винтового шатуна, образующего с гайкой винтовую кинематическую пару, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными шатуном и коромыслом, образующими между собой вращательную кинематическую пару, и выходным звеном с приспособлением для захвата и удержания объекта, входящим в поступательную кинематическую пару с дополнительным шатуном и в сферическую кинематическую пару со стержнем, жестко установленным на гайке, причем оси кинематических пар между выходным звеном и дополнительным шатуном, дополнительными коромыслом и шатуном, стойкой и дополнительным коромыслом пересекаются в одной точке, при этом дополнительные шатун и коромысло выполнены сферическими.
2. Пространственный механизм по п. 1, отличающийся тем, что приспособление для захвата и удержания объектов выполнено в виде схвата.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134411A RU2689270C1 (ru) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134411A RU2689270C1 (ru) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2689270C1 true RU2689270C1 (ru) | 2019-05-24 |
Family
ID=66636713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018134411A RU2689270C1 (ru) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2689270C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198063U1 (ru) * | 2019-08-07 | 2020-06-16 | Денис Дмитриевич Цымбал | Устройство для позиционирования хирургического инструмента в пространстве |
RU208913U1 (ru) * | 2021-09-23 | 2022-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Хирургический робот-манипулятор |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2052861B2 (de) * | 1970-02-14 | 1979-03-08 | Miron 1000 Berlin Padowicz | Malvorrichtung |
RU2309051C2 (ru) * | 2005-12-30 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ | Механизм для воспроизведения пространственных кривых |
RU2673118C1 (ru) * | 2018-06-20 | 2018-11-22 | Публичное акционерное общество "Институт электронных управляющих машин им. И.С. Брука" | Захватное устройство |
-
2018
- 2018-09-27 RU RU2018134411A patent/RU2689270C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2052861B2 (de) * | 1970-02-14 | 1979-03-08 | Miron 1000 Berlin Padowicz | Malvorrichtung |
RU2309051C2 (ru) * | 2005-12-30 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ | Механизм для воспроизведения пространственных кривых |
RU2673118C1 (ru) * | 2018-06-20 | 2018-11-22 | Публичное акционерное общество "Институт электронных управляющих машин им. И.С. Брука" | Захватное устройство |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198063U1 (ru) * | 2019-08-07 | 2020-06-16 | Денис Дмитриевич Цымбал | Устройство для позиционирования хирургического инструмента в пространстве |
RU208913U1 (ru) * | 2021-09-23 | 2022-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Хирургический робот-манипулятор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2689270C1 (ru) | Пространственный механизм для захвата, удержания и перемещения объектов | |
US20170113356A1 (en) | Five-degree-of-freedom hybrid robot with rotational supports | |
CN104786212B (zh) | 一种可实现空间远心点运动的并联机构 | |
US20100089878A1 (en) | Cutting device | |
CN109877813B (zh) | 一种大转角2t2r四自由度并联机构 | |
CN113799175B (zh) | 一种研发用机械手多向固定装置 | |
CN103548496A (zh) | 类圆果蔬采摘末端执行器、方法及机器人 | |
CN102601791A (zh) | 一种三维平动一维整周转动的并联焊接机器人 | |
JP2012056045A (ja) | 5軸を有する力覚提示マニピュレータ | |
KR20210134955A (ko) | 운동학적 잉여 작동을 갖는 병렬 메커니즘 | |
CN106859768B (zh) | 用于腹腔微创手术的解耦四自由度远心机构 | |
CN101121265A (zh) | 用于三维运动的单自由度空间机构 | |
CN108858247A (zh) | 机械臂及具有其的乒乓球机器人 | |
KR101383878B1 (ko) | 병렬로봇 기구부에서 회전운동 전달메커니즘 | |
RU2674370C1 (ru) | Устройство для пространственной ориентации объектов | |
CN206825405U (zh) | 各向同性空间二自由度转动并联机器人 | |
CN108544532A (zh) | 一种仿人机械臂 | |
RU179567U1 (ru) | Пространственный механизм с круговой направляющей | |
CN107877492B (zh) | 一种用于微创手术的并联机械手 | |
CN100391699C (zh) | 用于并联运动装备的二自由度空间并联机构 | |
CN109848970B (zh) | 一种用于虚轴机床和机器人的三转动自由度空间解耦机构 | |
RU164091U1 (ru) | Пространственный механизм с шестью степенями свободы | |
CN106826767B (zh) | 一种基于抓取并联结构的六自由度并联机构 | |
CN206578816U (zh) | 一种基于抓取并联结构的六自由度并联机构 | |
CN209954664U (zh) | 一种五轴联动并联机构 |