公开(公告)号：US07373721B2

公开(公告)日：2008-05-20

申请号：US10540916

申请日：2002-12-30

申请人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Nino Ullrich ,  Paolo Villella

发明人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Nino Ullrich ,  Paolo Villella

IPC分类号： G01B3/56

CPC分类号： A61F2/68 ,  A61B5/1071 ,  A61B5/4528 ,  A61B5/6806 ,  A61B5/6824 ,  A61F2/583 ,  A61F2/586 ,  A61F2002/7625

摘要： A goniometric sensor (1) for measuring the relative rotation of two objects (20,25) comprising a flexible elongated element (2) whose respective ends are connected to the two objects (20, 25) and during whose bending the length variation ΔL is determined of one of the lines (15) not located at the neutral axis (10). This length variation ΔL is directly proportional to the relative rotation (α) between the two bodies (20, 25) multiplied for the eccentricity (e) of the line (15) with respect to the neutral axis (10). Therefore, it is possible to determine easily the relative rotation (α) by knowing the length L and the eccentricity (e) with respect to the neutral axis 10, and measuring the length variation ΔL of the line, for example by measuring the movement of the end of a cable located in a hole that contains the line.

摘要翻译： 一种用于测量两个物体（20,25）的相对旋转的测角传感器（1），其包括柔性细长元件（2），其相应端部连接到两个物体（20,25），并且在弯曲期间，长度变化ΔL为 确定不位于中性轴线（10）的一条线（15）。 该长度变化DeltaL与线（15）相对于中性轴线（10）的偏心率（e）相乘的两个主体（20,25）之间的相对旋转（α）成正比。 因此，可以通过了解长度L和相对于中性轴线10的偏心率（e）来容易地确定相对旋转（α），并且通过测量线的长度变化量ΔL，例如通过测量线 电缆的末端位于包含线的孔中。

公开(公告)号：US07249422B2

公开(公告)日：2007-07-31

申请号：US10540917

申请日：2002-12-30

申请人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Nino Ullrich ,  Paolo Villella

发明人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Nino Ullrich ,  Paolo Villella

IPC分类号： A61B5/103

CPC分类号： A61B5/4528 ,  A61B5/1071 ,  A61B5/6824

摘要： A device (1) for measuring the relative orientation according to at least one degree of freedom for two objects, including a constraint generator (10) suitable for causing a goniometric sensor (40) to move in a plane, having the function of measuring the variation of relative orientation of the two objects in this plane. The goniometric sensor (40) is arranged in a housing (41) that crosses longitudinally the constraint generator (10), which has high flexional stiffness in a first longitudinal plane (β) and a low flexional stiffness in a second longitudinal plane (φ) orthogonal to the first (β). The sensor measures rotations in a plane and the constraint generator induces a rotation in that plane. With the device (1) a data suit (50) can be made for measuring the movement of limbs of an individual. For example, arranging three devices (10a, 10b, 10c) in series, but capable of measuring angles in orthogonal planes, the rotation can be measured of the arm (76) with respect to a shoulder (75) of an individual.

摘要翻译： 一种用于根据至少一个自由度测量两个物体的相对方向的装置（1），包括适于使测角传感器（40）在平面内移动的约束发生器（10），具有测量 该平面中两个物体的相对取向的变化。 测角传感器（40）设置在纵向交叉约束发生器（10）的壳体（41）中，约束发生器（10）在第一纵向平面（β）中具有高挠曲刚度，在第二纵向平面（phi）中具有低的弯曲刚度， 与第一（β）正交。 传感器测量平面中的旋转，约束发生器在该平面中引起旋转。 利用装置（1），可以制作数据套件（50）以测量个人的肢体的运动。 例如，将三个装置（10a，10b，10b）串联布置但能够测量正交平面中的角度，可以相对于个体的肩部（75）测量臂（76）的旋转 。

公开(公告)号：US20060130347A1

公开(公告)日：2006-06-22

申请号：US10540917

申请日：2002-12-30

申请人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Ullrich ,  Paolo Villella

发明人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Ullrich ,  Paolo Villella

IPC分类号： A61B5/103

CPC分类号： A61B5/4528 ,  A61B5/1071 ,  A61B5/6824

摘要： A device (1) for measuring the relative orientation according to at least one degree of freedom for two objects, including a constraint generator (10) suitable for causing a goniometric sensor (40) to move in a plane, having the function of measuring the variation of relative orientation of the two objects in this plane. The goniometric sensor (40) is arranged in a housing (41) that crosses longitudinally the constraint generator (10), which has high flexional stiffness in a first longitudinal plane (β) and a low flexional stiffness in a second longitudinal plane (φ) orthogonal to the first (β) . The sensor measures rotations in a plane and the constraint generator induces a rotation in that plane. With the device (1) a data suit (50) can be made for measuring the movement of limbs of an individual. For example, arranging three devices (10a, 10b, 10c) in series, but capable of measuring angles in orthogonal planes, the rotation can be measured of the arm (76) with respect to a shoulder (75) of an individual.

摘要翻译： 一种用于根据至少一个自由度测量两个物体的相对方向的装置（1），包括适于使测角传感器（40）在平面内移动的约束发生器（10），具有测量 该平面中两个物体的相对取向的变化。 测角传感器（40）设置在纵向交叉约束发生器（10）的壳体（41）中，约束发生器（10）在第一纵向平面（β）中具有高挠曲刚度，在第二纵向平面（phi）中具有低的弯曲刚度， 与第一（β）正交。 传感器测量平面中的旋转，约束发生器在该平面中引起旋转。 利用装置（1），可以制作数据套件（50）以测量个人的肢体的运动。 例如，将三个装置（10a，10b，10b）串联布置但能够测量正交平面中的角度，可以相对于个体的肩部（75）测量臂（76）的旋转 。

公开(公告)号：US20060015191A1

公开(公告)日：2006-01-19

申请号：US10540916

申请日：2002-12-30

申请人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Ullrich ,  Paolo Villela

发明人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Guenther Ullrich ,  Paolo Villela

IPC分类号： A61F2/58 ,  A61F2/64 ,  A61F2/48

CPC分类号： A61F2/68 ,  A61B5/1071 ,  A61B5/4528 ,  A61B5/6806 ,  A61B5/6824 ,  A61F2/583 ,  A61F2/586 ,  A61F2002/7625

摘要： A goniometric sensor (1) for measuring the relative rotation of two objects (20, 25) includes a flexible elongated element (2) whose respective ends are connected to the two objects (20, 25) and during whose bending the length variation ΔL is determined of one of the fibers (15) not located at the neutral axis (10). This length variation ΔL is directly proportional to the relative rotation (α) between the two bodies (20, 25) multiplied for the eccentricity (e) of the fiber (15) with respect to the neutral axis (10). Therefore, it is possible to determine easily the relative rotation (α) by knowing the length of rest L and the eccentricity (e) with respect to the neutral axis (10) and to measure the length variation ΔL of fiber (15), for example measuring the movement of an end of a cable located in a hole that contains fiber (15).

摘要翻译： 用于测量两个物体（20,25）的相对旋转的测角传感器（1）包括柔性细长元件（2），其相应的端部连接到两个物体（20,25），并且在弯曲期间，长度变化ΔL为 确定不位于中性轴线（10）处的纤维（15）之一。 该长度变化ΔL与纤维（15）相对于中性轴线（10）的偏心率（e）相乘的两个主体（20,25）之间的相对旋转（α）成正比。 因此，可以通过了解静止长度L和相对于中性轴线（10）的偏心率（e）来容易地确定相对旋转（α），并测量纤维（15）的长度变化量ΔL，对于 测量位于包含纤维（15）的孔中的电缆的端部的运动的示例。

公开(公告)号：US20110174097A1

公开(公告)日：2011-07-21

申请号：US12989095

申请日：2009-04-29

申请人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Nicola Lucchesi

发明人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Nicola Lucchesi

IPC分类号： F16H19/02

CPC分类号： F16H37/124 ,  F16H19/0622 ,  Y10T74/18848

摘要： A high torque limited angle compact and lightweight actuator that comprises a driven pulley (11), a flexible tie-member (6), which is wound about the driven pulley (11), a linear actuator (7) and an inversion mechanism (8). In particular, the linear actuator (7), which is located with respect to the driven pulley (11) such that the direction is substantially tangent to it, comprises a movable element (10) that carries out a linear movement along a line according to two opposite directions (10′), (10″). The inversion mechanism is such that when an input portion (8′) moves along a line (first straight line), tangential to the driven pulley, of a certain an amount a output portion (8″) moves along another line (second straight line), which is also tangential to the driven pulley, for a same movement amount, such that the total length of the tie-member (6) is unchanged. (FIG. 2)

摘要翻译： 一种高转矩限制角度紧凑且重量轻的致动器，包括从动带轮（11），围绕从动带轮（11）缠绕的柔性连接件（6），线性致动器（7）和反转机构（8） ）。 特别地，相对于从动带轮（11）定位成使得该方向基本上与其相切的线性致动器（7）包括可移动元件（10），该可移动元件（10）沿着线 两个相反方向（10'），（10“）。 反转机构使得当输入部分（8'）沿着与从动滑轮相切的线（第一直线）移动时，输出部分（8“）沿着另一条线（第二直线）移动一定量 ），其也与从动皮带轮相切，具有相同的移动量，使得连接构件（6）的总长度不变。 （图2）

公开(公告)号：US20110185835A1

公开(公告)日：2011-08-04

申请号：US13059589

申请日：2009-08-31

申请人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Marco Fontana

发明人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Marco Fontana

IPC分类号： B25J13/02

CPC分类号： C12M23/10 ,  B01L3/508 ,  G01N2001/284 ,  Y10T74/20012

摘要： A method for actuating a mechanism imposing a prefixed relative movement between a first and a second rigid link and a hand exoskeleton obtained by utilizing the method. The mechanism includes revolute joints and may be a parallelogram mechanism, a pantograph remote center of rotation mechanism, or a multiple-degrees-of-freedom mechanism. The method provides coaxially arranging at one or more selected revolute joints a number of idle pulleys which are greater than the number of degrees of freedom of the mechanism, the first of the selected revolute joints preferably having its rotation axis fixed with respect to the rigid link; the method also provides arranging an inextensible cable between a traction point and a terminal point on the mechanism or on the second rigid link. By pulling the inextensible cable at the traction point, a multiplied torque is produced which is the sum of singular torques produced by the inextensible cable at each idle pulley, the multiplied torque causing a relative movement between the links.

摘要翻译： 一种用于致动在第一和第二刚性连杆之间施加前置相对运动并通过利用该方法获得的手外骨骼的机构的方法。 该机构包括旋转接头，可以是平行四边形机构，受电弓远程旋转机构中心或多自由度机构。 该方法提供在一个或多个选定的旋转接头处同轴布置多个空转滑轮，其大于机构的自由度的数量，所选择的旋转接头中的第一个优选地具有相对于刚性连杆固定的旋转轴线 ; 该方法还提供在牵引点和机构上的终点处或第二刚性连杆之间布置不可延伸的电缆。 通过在牵引点处拉动不可伸展的电缆，产生倍增的扭矩，其是在每个空转滑轮处由不可伸展的电缆产生的单个扭矩的总和，乘法扭矩导致连杆之间的相对运动。

公开(公告)号：US20080196533A1

公开(公告)日：2008-08-21

申请号：US10579475

申请日：2004-11-15

申请人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Stefano Spinelli ,  Marco Fontana

发明人： Massimo Bergamasco ,  Fabio Salsedo ,  Stefano Spinelli ,  Marco Fontana

IPC分类号： B25J17/02 ,  A61B19/00

CPC分类号： B25J9/0078 ,  A61B34/30 ,  A61B34/70 ,  A61B34/71 ,  A61B2034/304 ,  A61B2034/305 ,  B25J9/0072 ,  B25J17/0266 ,  Y10T74/20335

摘要： Remotely actuated robotic wrist for applications in the field of teleoperation, for example for mininvasive surgical operations, comprising a distal element (3) mounted on a support (2) capable instantaneously to rotate with respect to a fixed member (5), for example by a ball joint (10) that allows three rotational degrees of freedom. In particular, the support (2) can be oriented with respect to the fixed member (5) with a redundant actuating system by arranging four forces in eccentric points, for example by means of tendons (8), and causing the rotation of the support (2) about the central post (5) by the ball joint (10). Alternatively, the support (2) can be oriented with respect to the fixed member (5) by a mechanism that reproduces the rolling of a mobile sphere, which belongs to the support, on a fixed sphere, integral to the fixed member.

摘要翻译： 用于远程操作领域的远程操作机器手腕，例如用于微创手术操作，包括安装在能够相对于固定构件（5）瞬时旋转的支撑件（2）上的远侧元件（3），例如通过 允许三个旋转自由度的球形接头（10）。 特别地，支撑件（2）可以通过在偏心点中布置四个力（例如通过腱（8））而使冗余的致动系统相对于固定构件（5）定向，并且使得支撑件 （2）通过球窝接头（10）围绕中心柱（5）。 或者，支撑件（2）可以通过将属于支撑件的移动球体的滚动再现到与固定构件成一体的固定球体上而相对于固定构件（5）定向。

公开(公告)号：US5912658A

公开(公告)日：1999-06-15

申请号：US628657

申请日：1996-06-10

申请人： Massimo Bergamasco ,  Sandro Scattareggia Marchese ,  Fabio Salsedo ,  Luca Ferretti

发明人： Massimo Bergamasco ,  Sandro Scattareggia Marchese ,  Fabio Salsedo ,  Luca Ferretti

IPC分类号： B25J9/00 ,  B25J13/02 ,  G09G5/00

CPC分类号： B25J9/0006 ,  A61H1/0288 ,  B25J13/02 ,  A61H2201/165

摘要： A device operable to supply a force feedback to a physiological unit to besed as an advanced interface for machines and computers, including an exoskeleton which includes kinematic elements articulated about articulation axes arranged coincident with or in close proximity to the physiological axes of the physiological unit such as, for example, the flexion-extension axes of the phalanges of the fingers of a hand of an operator. A series of electrical actuators controls the degree of tension on traction cables applying a force feedback to the kinematic elements and consequently to the physiological unit, so as to simulate an interaction between the operator and a virtual object. The device includes position sensors for detecting the configuration of the physiological unit and force sensors for measuring the strength of the force locally applied thereto by the actuators controlled by a processing system.

摘要翻译： PCT No.PCT / EP94 / 03311 Sec。 371日期1996年6月10日 102（e）日期1996年6月10日PCT 1994年10月6日PCT PCT。 公开号WO95 / 10396 日期1995年04月20日一种可操作以将力反馈提供给生理单元以用作机器和计算机的高级接口的装置，包括外骨骼，其包括关于与生理相关或紧密相邻排列的关节运动轴的运动元件 生理单元的轴，例如操作者的手的手指的趾骨的屈伸伸展轴。 一系列电气致动器控制牵引电缆的张力，其将力反馈施加到运动学元件并因此对生理单元施加力，以便模拟操作者与虚拟物体之间的相互作用。 该装置包括用于检测生理单元的构造的位置传感器和用于测量由处理系统控制的致动器局部施加到其上的力的强度的力传感器。

公开(公告)号：US5715834A

公开(公告)日：1998-02-10

申请号：US428217

申请日：1995-08-07

申请人： Massimo Bergamasco ,  Sandro Scattareggia Marchese ,  Fabio Salsedo ,  Gianluca Parrini

发明人： Massimo Bergamasco ,  Sandro Scattareggia Marchese ,  Fabio Salsedo ,  Gianluca Parrini

IPC分类号： A61B5/11 ,  B25J9/00 ,  G06F3/00 ,  G06F3/01 ,  G10H1/00 ,  A61B5/10

CPC分类号： G06F3/014 ,  A61B5/1125 ,  A61B5/4528 ,  B25J9/0006 ,  G10H1/00 ,  G10H2220/371

摘要： A device for monitoring the configuration of a distal physiological unit prises first position sensors for detecting quantities relating to the relative positions of a digit of an extremity of a limb and to the adduction-abduction of the digit. The device also comprises second position sensors for detecting quantities relating to the pronation-supination position of a distal portion of the limb, to the flexion-extension position of the wrist and to the adduction-abduction position of the wrist. The device comprises a glove structure bearing the fist sensors and an exoskeleton structure bearing the second sensors.

摘要翻译： PCT No.PCT / EP93 / 03238 Sec。 371日期：1995年8月7日 102（e）日期1995年8月7日PCT 1995年5月16日PCT PCT。 出版物WO94 / 12925 日期1994年6月9日用于监测远端生理单元的构造的装置包括第一位置传感器，用于检测与肢体的肢体的数字的相对位置相关的量以及数字的内收外展。 该装置还包括第二位置传感器，用于检测与肢体的远端部分的旋前仰位置相关的手腕的屈曲伸展位置和手腕的内收 - 外展位置。 该装置包括承载第一传感器的手套结构和承载第二传感器的外骨骼结构。

公开(公告)号：US20060150753A1

公开(公告)日：2006-07-13

申请号：US10540918

申请日：2002-12-31

申请人： Bergamasco Massimo ,  Fabio Salsedo ,  Andrea Dettori ,  Marco Franceschini ,  Antonio Frisoli ,  Fabrizio Rocchi

发明人： Bergamasco Massimo ,  Fabio Salsedo ,  Andrea Dettori ,  Marco Franceschini ,  Antonio Frisoli ,  Fabrizio Rocchi

IPC分类号： A61B5/103 ,  A61B5/11

CPC分类号： G06F3/016 ,  B25J9/0006 ,  G06F3/011 ,  Y10T74/20213 ,  Y10T74/20341 ,  Y10T74/20366

摘要： An exoskeleton interface apparatus includes five rigid links (2-6) arranged in series, capable of rotating reciprocally at the respective ends for monitoring angular movements of the arm, of the forearm and the wrist of an user (60) and having at the tip an handgrip (30) for engaging with the user (60) by reflecting a force feedback. The rigid links (2-6) can rotate at their ends about rotational joints (11-14) having rotational axes (31-34) incident in the intersection point of the physiological axes of the shoulder. The rotational joints (11-14) are brought into rotation about the respective rotational axes (31-34) by means of respective motors (21-24), for example servo-motor such as torque motors. All the motors (21-24) are mounted on the fixed base link (2) in order to minimize the mass of the parts in movement and the inertia reflected on the user (60). A plurality of idle pulleys (50) is provided, spatially arranged for orienting the tendons (41-44), which brake the free movement of the relative rotational joint, responsive to signals corresponding to constraints on the slave in case of teleoperation or to constraints created by virtual reality systems.

摘要翻译： 外骨骼界面装置包括串联布置的五个刚性连杆（2-6），能够在相应端部处往复运动，用于监测臂，前臂和使用者手腕（60）的角运动，并且具有尖端 用于通过反映力反馈与用户（60）接合的手柄（30）。 刚性连杆（2-6）可在其端部围绕具有入射在肩部的生理轴线的交点处的旋转轴线（31-34）的旋转接头（11-14）旋转。 旋转接头（11-14）通过相应的电动机（21-24）围绕各自的旋转轴线（31-34）旋转，例如诸如扭矩电动机的伺服电动机。 所有的电动机（21-24）都安装在固定的基座连杆（2）上，以便最小化运动中的部件的质量和反映在用户（60）上的惯性。 多个怠速滑轮（50）被设置为空间布置，用于定向腱（41-44），其响应于在远程操作或约束的情况下对应于从属机上的约束的信号来制动相对旋转接头的自由运动 由虚拟现实系统创建。