Устройство для шагового перемещения

 

Использование: в медицине и спорте. Сущность: рычаги связаны попарно шарнирными соединениями со стопорными механизмами. Планки шарнирно связаны с наружными тазобедренными рычагами и несут на свободных концах подмышечные опорные элементы. Опорные штанги связаны с подмышечными элементами шарнирными соединениями со стопорными механизмами. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицине и спорту.

Известно устройство для шагового перемещения, содержащее пары рычагов с элементами крепления на наружных боковых сторонах бедер, голени и тазобедренной части, рычаги которых соединены между собой посредством шарнирных узлов со стопорными механизмами, каждый из которых включает сегмент с наклонными зубьями и смонтированные на рычагах голеней собачку и средство для управления последней.

Известное устройство не предохраняет пользователя от падения при внезапной потере координации движения либо сознания, что снижает область его применения.

Целью изобретения является расширение возможности использования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено шарнирно соединенными с рычагами для бедер планками, несущими подмышечные опорные элементы на свободных концах, опорными штангами, попарно связанными с подмышечными элементами шарнирными соединениями со стопорными механизмами, и расположенными с внутренних сторон ног дополнительными парами рычагов, связанных между собой шарнирными соединениями со стопорными механизмами, при этом рычаги для бедер внутренних пар соединены между собой шарнирно, внутренние и наружные рычаги для голеней жестко связаны в области ступней, а шарнирные соединения опорных штанг расположены симметрично относительно планок.

На свободных концах опорных штанг установлены резиновые наконечники.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, закрепленное на теле пользователя, в момент его падения, вид сбоку; на фиг. 2 устройство с элементами крепления, в момент шагового перемещения, вид сзади; на фиг. 3 - фрагмент подмышечного опорного элемента, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, вид снизу; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4.

Устройство содержит наружные голеностопные рычаги 1, наружные тазобедренные рычаги 2, внутренние голеностопные рычаги 3, внутренние тазобедренные рычаги 4, опорное седло 5, планки 6, подмышечные опорные элементы 7, две пары опорных штанг 8, тазобедренное шарнирное соединение 9, коленное шарнирное соединение 10 с храповым механизмом, резиновые наконечники 11, паховые щитки 12, защитные щитки 13, поддерживающие ремни 14. Зубчатый фиксатор опорных штанг и храповый механизм коленного шарнира содержат зубчатый сегмент 15 с прямыми либо наклонными зубьями, собачку 16, расположенную в верхней части опорной штанги, имеющую продольное окно 17 с ограничительным винтом 18, цилиндрической пружиной 19, крышками корпуса 20, с пазом для передвижения собачки 21, ось зубчатого колеса 22, тоннель 23 в корпусе подмышечного опорного элемента.

Работает устройство следующим образом.

Тело пользователя подвешивается в тазобедренной области на седле 5 и подмышечной области на опорных элементах 7. При этом опорные элементы 7 через планки 6 упираются в тазобедренный шарнир 9, на котором на ремнях 14 и паховых планках 12 крепится седло 5. Основание шарнира расположено в верхней части рычага 2, которая шарнирным соединением 10 связана с нижним рычагом 1. Для повышения надежности функционирования нижние и верхние рычаги 1 и 2 через соединительные щитки соединены с внутренними рычагами 3 и 4, которые также образуют шарнирное соединение 10 коленного сустава. Нижние рычаги 1 и 3 в нижней части образуют стремя и сами являются подвижными относительно шарнирного соединения 10. Нижние конечности пользователя фиксируются неподвижно относительно рычагов 1, 3 и 2, 4 при продевании ноги в стремя и удерживаются соединительными щитками и поддерживающими ремнями 14. Неподвижность шарнирного соединения на уровне коленного сустава обеспечивается взаимодействием собачки 16 и зубьев сегмента 15 за счет воздействия на нее массы тела через рычаги 1 и 3. При этом собачка перемещается в тоннеле 21 крышек корпуса 20, а крышки соединяются осью 22 и винтом 18. Верхняя часть туловища пользователя на подмышечных опорных элементах 7 удерживается мышцами спины и живота в вертикальном положении относительно тазобедренного шарнирного соединения 9. При этом под действием гравитационной составляющей штанги 8 свободно подвешиваются в тоннелях 23 опорных элементов 7 на осях 22, а соответственно верхний конец штанги 8 представляет собой собачку 16, которая выходит из зацепления с зубьями сегмента 15, закрепленного в корпусе элемента 7. Для предотвращения заклинивания собачки в сегменте на него дополнительно воздействует пружина 19, отодвигая штангу 8 с собачкой 16 от зубьев сегмента.

Таким образом, в статическом положении масса пользователя подвешивается в тазобедренной и подмышечной зонах на жестком каркасе, образованном рычагами 1, 3, 2 и 4 и планками 6. При этом с помощью соответствующих групп мышц опираемую массу можно перераспределять по опорным точкам каркаса в соответствии с медицинскими показаниями либо условиями перемещения. Соответственно штанги 8 свободно свисают в подмышечной области по обе стороны руки, не мешая ее естественному перемещению.

Работа устройства в динамике отличается тем, что перемещение нижних конечностей пользователя обеспечивается путем перенесения центра тяжести на одну из ног и освобождения за счет этого зубчатого зацепления храпового механизма шарнирного соединения 10 . При этом собачка 16 под действием возвратной пружины 19 и массы рычагов 1 и 3 отдаляется от зубчатого сегмента 15 с наклонными зубьями, перемещаясь в тоннеле 21 крышек 20. В результате освобождается шарнирное соединение, расположенное в области коленного сустава неопорной ноги. т.е. могут взаимно перемещаться на оси 22 рычаги 1, 3 и 2, 4. В результате конечность пользователя приобретает в коленном суставе требуемую подвижность, не мешая естественному движению конечности при шаговом перемещении. Одновременно тело пользователя наклоняется вперед, центр тяжести смещается на переднюю часть стопы опорной ноги и соответственно происходит горизонтальное смещение (наклон) стопы относительно нижней части рычагов 1 и 3. При этом масса тела пользователя и переносимого им груза (штанг 8) по-прежнему поддерживается рычагами 1, 3 и 2, 4 опорной ноги, так как продолжается фиксация неподвижности шарнирного соединения 10 опорной конечности, а значит через подмышечные опорные элементы 6, паховые щитки 12, ремни 14, рычаги 1, 3 и 2, 4 седло 5 опорной конечности тело пользователя по-прежнему остается в подвешенном состоянии. При дальнейшем перенесении центра тяжести на выдвигаемую ногу происходит перемещение собачки 16 в тоннеле 17 крышек 20 и соответственно фиксируется неподвижность шарнирного соединения 10 теперь уже этой опорной конечности. В дальнейшем работа устройства не отличается от приведенной.

При движении пользователя по пересеченной местности, в том числе по лестнице, работа устройства отличается тем, что опорная нога может быть согнута в коленном суставе в момент восприятия конечностью массы тела и груза. В данном случае шарнирное соединение опорной ноги стопорится от перемещения в сторону дальнейшего сгибания и взаимного перемещения рычагов 1, 3 и 2, 4 собачкой 16 за счет наклона зубьев сегмента 15 и собачки, но остается возможность свободного распределения конечности в коленном суставе (в сторону совпадения продольных осей рычагов 1, 3 и 2, 4) опорной ноги. Тем самым мышцы опорной ноги частично освобождаются от удержания массы тела и груза, но используются для инерционного движения шагового перемещения и расправления конечности. В процессе шагового перемещения и в статике обеспечивается относительная свобода наклона туловища, в любую сторону, ограниченная длиной опорных штанг 8. Наклон туловища позволяет производить шарнирное соединение 9, которое выполнено карданного типа. Если, в статике либо на любом этапе шагового перемещения пользователь внезапно теряет координацию движения либо сознание, то он может резко сместить центр тяжести относительно опорного каркаса. При этом возможны две ситуации. Первая, когда тело пользователя смещается в сторону относительно обеих опорных ног, тогда человек падает вперед либо назад, следовательно, соответствующие штанги 8 спереди либо сзади под действием гравитационной составляющей перемещаются навстречу падению и наконечник 11 упирается в грунт. В результате штанга 8 перемещается вверх и собачка 16 входит в зацепление с прямым зубом зубчатого сегмента 15 и заклинивает рычаг относительно опорного элемента 7. Тело пользователя подвешено на рычагах 1, 3 и 2, 4 и падение приостанавливается, пользователь остается подвешенным на каркасе из рычагов 1, 3 и 2, 4, а также штанг 8. Вторая, когда масса тела смещается в сторону от одной из опорных ног, например в момент осуществления шагового перемещения, тогда пользователь падает в сторону, следовательно, соответствующие штанги 8 со стороны левого или правого бока туловища перемещаются навстречу падению и наконечники их упираются в грунт. В результате штанга 8 перемещается вверх и стопорится относительно подмышечного опорного элемента 7, т.е. все происходит, как и в предыдущем случае.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет увеличить количество опорных элементов каркаса и предохраняет тело пользователя от травматизма в момент падения, чем достигается расширение области применения известных технических решений.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШАГОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащее пары рычагов с элементами крепления на внешних боковых сторонах бедер, голеней и тазобедренной части, соединенные между собой посредством шарнирных узлов со стопорными механизмами, каждый из которых включает сегмент с наклонными зубьями, и смонтированные на рычагах голеней собачку и средство для управления последней, отличающееся тем, что, с целью расширения возможностей использования, оно снабжено шарнирно соединенными с рычагами для бедер планками, несущими подмышечные опорные элементы на свободных концах, опорными штангами, попарно связанными с подмышечными элементами шарнирными соединениями со стопорными механизмами, и расположенными с внутренних сторон ног дополнительными парами рычагов, связанных между собой шарнирными соединениями со стопорными механизмами, при этом верхние части рычагов для бедер внутренних пар соединены между собой шарнирно, внутренние и наружные рычаги для голеней жестко связаны в области ступней, а шарнирные соединения опорных штанг расположены симметрично относительно планок.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на свободных концах опорных штанг установлены резиновые наконечники.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5