Экзоскелет

Изобретение относится к медицине. Экзоскелет содержит одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания. На верхних и нижних звеньях стоек размещены шарниры и упорные подшипники, в них вращаются шейки кривошипов. Шейки кривошипов между собой соединены гибкими валами. Звенья стоек соединены посредством шарниров, снабженных механизмами поворота, которые соединены гибкими валами с помощью пульта управления с мышцами и дополнительным приводом. Траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами. Изобретение обеспечивает возможность снижения нагрузки на суставы и увеличения силы и выносливости, а при нарушении опорно-двигательного аппарата и при отсутствии ног ходить, садиться и вставать. 6 ил.

 

Экзоскелет относится к области жизнеобеспечения человека. Экзоскелет предназначен для реабилитации людей с нарушенным опорно-двигательным аппаратом, и может найти военное применение и применение при ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Известны экзоскелеты, реализующие идею разгрузки человека, содержащие каркас с элементами крепления к туловищу, рычаги, шарнирно соединенные между собой, например патенты РФ №№2116063, 2200529, 2110243, 2362598. Однако они не обеспечивают автономную ходьбу человека с нарушенным опорно-двигательным аппаратом.

Прототипом является экзоскелет инвалида, патент РФ №2493805, содержащий опорные стойки, башмаки, траверсу с шарниром на ее центральной части, в котором вращается ведущий вал, соединенный с мышечной системой, являющейся приводом. Однако его динамические характеристики низки, эксплуатационные возможности ограничены, например экзоскелет не может быть использован человеком, не имеющим ног.

Техническим результатом, на обеспечение которого направлено заявляемое техническое решение, является экзоскелет, позволяющий человеку снизить нагрузку на суставы и увеличить силу и выносливость, а при нарушении опорно-двигательного аппарата и при отсутствии ног ходить, садиться и вставать.

Экзоскелет содержит одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания. На верхних и нижних звеньях стоек размещены шарниры и упорные подшипники, в них вращаются шейки кривошипов, шейки между собой соединены гибкими валами, звенья стоек соединены посредством шарниров, снабженных механизмами поворота, которые соединены гибкими валами с помощью пульта управления с мышцами и дополнительным приводом, траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами.

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 - вид сзади; на фиг. 2 - вид слева, опора на два башмака; на фиг. 3 - вид слева, фаза поднятой ноги; на фиг. 4 - схема храпового механизма при движении вперед; на фиг. 5 - схема храпового механизма при посадке и вставании; на фиг. 6 - схема установки кривошипов.

Обозначения на чертежах: корсет 1, траверса 2, опорная стойка 3, башмак 4, шейка кривошипа 5, цапфа кривошипа 6, гибкий вал кривошипов 7, параллелограммный механизм 8, ведущий вал 9, рычаг 10, упругая муфта с демпфером 11, сустав 12, звено стойки 13, червячный механизм 14, гибкий вал червячного механизма 15, храповой механизм 16, шарнир 17 со стопором, косая шайба 18 со стопором, пульт управления 19, силовой привод 20.

Экзоскелет содержит одетый на человека корсет 1, траверсу 2, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, стойки 3, связанные с траверсой 2 и башмаками 4. На траверсе 2, на стойках 3 и на башмаках 4 установлены шарниры и упорные подшипники. В шарнирах и упорных подшипниках вращаются кривошипы с шейками 5 и цапфами 6. Шейки 5 кривошипов соединены между собой гибким валом 7, а цапфы 6 связаны посредством параллелограммного механизма синхронного поворота 8 с вращающимся в установленном на траверсе шарнире ведущим валом 9. Вал соединен, посредством рычагов 10, с мышечной системой человека. Траверса 2 со стойками 3 и башмаками 4 связана упругими муфтами с демпферами 11. Опорные стойки 3 снабжены суставами 12, включающими звенья 13. Звенья соединены последовательно друг с другом с помощью шарниров и снабжены поворотными механизмами со стопорами, например червячными механизмами 14. Червяки механизмов 14 соединены с помощью гибких валов 15 и храповых механизмов 16 с валом 9. Храповой механизм содержит храповик, жестко соединенный с гибким валом 15, две собачки, установленные встречно, соединенные с поводком, и тягу, связанную с валом 9. Звенья 13 связаны эластичной связью, посредством корсета 1, со стопами, с голенями и с бедрами человека. Длина стоек 3 регулируется и устанавливается в соответствии с необходимой нагрузкой ног при реабилитации. Шейки 5 с цапфами 6 соединены с помощью шарниров и снабжены механизмами поворота со стопорами 17. Шарниры и упорные подшипники на траверсе и башмаках установлены на косых шайбах, снабженных механизмами поворота со стопорами 18. Причем углы α между осями шеек 5 и цапф 6 в кривошипах, а также углы β при размещении шарниров и упорных подшипников на концах траверсы и на башмаках устанавливаются соответствующими комфорту и условиям движения человека. Во время движения эти установки выполняются с помощью поворотных механизмов, связанных гибкими валами с пультом управления 19. В пассивном экзоскелете приводом является мышечная система человека. В активном экзоскелете на траверсе 2 установлен соединенный с ведущим валом силовой привод 20 и блок питания.

В фазе опоры на оба башмака 4 сила тяжести, посредством траверсы 2, распределяется на составленные из соединенных с помощью шарниров звеньев 13 опорные стойки 3 и ноги человека. Звенья в шарнирах спрямлены и зафиксированы червячными механизмами 14 в положении, подобном положению голеностопного, коленного и тазобедренного суставов человека. Общий центр тяжести направлен вертикально между площадями опорных башмаков 4, горизонтальная составляющая сил при этом равна нулю. Пружины 11 занимают нейтральное положение. Положение человека устойчиво, и он с расслабленным состоянием мышц может стоять длительное время.

Фаза шага в пассивном экзоскелете начинается при появлении внутренней силы мышц туловища и плеч на рычагах 10. В активной форме экзоскелета включается дополнительный силовой привод 20, соединенный с ведущим валом 9. Вал 9 поворачивается в шарнире, установленном в центре траверсы 2. Цапфы 6 кривошипов посредством механизмов 8 синхронно с валом 9 вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, установленных на концах траверсы 2 и башмаках 4. Шейки 5 кривошипов, соединенные гибким валом 7, вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, установленных на концах стоек 3. Стойки описывают конические поверхности и, как образующие, при повороте меняют в пространстве направление угла наклона к опорной поверхности и башмакам 4. Изменяется положение опирающейся на стойки траверсы и связанной с ней тазобедренной части. При ходьбе человек поворачивает туловище и плечо, например левое, вперед. Траверса 2 наклоняется и поднимает правую стойку 3 вместе с башмаком 4 над опорой, а левый башмак остается на ней опорным. Вместе с траверсой изменяет положение тазобедренная часть, а корпус инвалида изгибается в сторону поворота плеча. Общий центр силы тяжести смещается влево и вперед, в площадь опоры левого башмака. При этом момент силы привода 20 в активном режиме понуждает мышцы сокращаться подобно сокращению мышц у здорового человека. Одновременно с поворотом вала 9 реверсивно вращаются гибкие валы 15, с установленными на них храповыми механизмами 16. Механизмы 16 снабжены храповиками, соединенными жестко валами 15, и двумя собачками на поводках, связанными с ведущим валом 9 посредством тяг. Собачки передают момент вращения храповикам и валам 15. Связанные с валами 15 червяки механизмов 14 вращаются, поворачивают звенья 13 в шарнирах и стопорят их. Связанный с правой стойкой башмак 4 поворачивается, отталкивается от опорной поверхности передней кромкой и способствует перемещению центра тяжести в площадь опоры левого башмака. В момент потери контакта передней кромки правого башмака с опорой экзоскелет опирается стойкой только на шарнир и упорный подшипник левого башмака. Система приобретает неустойчивость и под действием момента горизонтальной составляющей силы тяжести и внутренних сил, подобно циркулю, поворачивается в шарнире и упорном подшипнике относительно левого опорного башмака, преодолевая силы трения. Пружины 11, связывающие башмаки со стойками и траверсой, во время поворота закручиваются, но малая величина их жесткости не оказывает существенного противодействия процессу поворота экзоскелета. Они лишь ориентируют башмаки относительно направления движения при поднятом их положении. Правый башмак поднимается над опорой, смещается вперед и затем опускается на нее, удерживаясь в нейтральном положении муфтами и демпферами 11. Вновь экзоскелет, опираясь на оба башмака 4, переходит в фазу устойчивого состояния. Начинается новая фаза шага левой ногой. Динамические характеристики меняются по желанию человека. Для этого изменяется взаимное положение косых шайб с помощью механизмов со стопорами 18, и взаимное положение шеек 5 и цапф 6 кривошипов с помощью механизмов со стопорами 17. Такие действия приводят к изменению углов α и β. Изменяя установочные углы α и β, а также амплитуду поворота мышечной системы, соответствующую амплитуде углов поворота кривошипов, и амплитуду поворота в суставах 12 звеньев 13, изменяя частоту привода, человек меняет походку.

Подъем по ступеням лестницы происходит следующим образом. В пассивном и активном экзоскелете, как и при ходьбе, под влиянием сил мышц и привода 20 поворачивается вал 9 и связанные с ним посредством параллелограммного механизма 8 и гибкого вала 7 цапфы 6 кривошипов. Углы наклона опорных стоек к поверхностям башмаков, и траверсы изменяются и один из башмаков поднимается над опорной ступенью. Одновременно поворачиваются связанные с валом 9 посредством храповых механизмов 16 гибкие валы 15 и червяки механизмов 14, что приводит к повороту звеньев 13 в шарнирах экзосуставов 12. Суммарное воздействие складывающихся в экзосуставах звеньев 13 и поворачивающихся кривошипов с шейками 5 и цапфами 6 доводит башмак до уровня ступени. После чего начинается циркульный поворот экзоскелета и проскальзывание башмака по поверхности ступени верхнего уровня. Теперь башмаки 4 располагаются на ступенях разных уровней, а положение экзоскелета соответствует фазе устойчивой опоры башмаков на две ступени и готовности к подъему другого башмака на следующую ступень. С этой целью человек новым сокращением мышц и приводом 20 выполняет реверс вала 9.

Спуск происходит подобным образом. Находясь обеими башмаками 3 на верхней ступени, человек усилием мышц и привода 20 приподнимает один из них. Как при ходьбе по ровной поверхности башмак сдвигается к краю ступени и теряет с ней контакт. После этого происходит реверс поворота плеч и туловища и привода 20, при котором мышечная система удерживает экзоскелет от неуправляемого движения вперед. Одновременно поворачиваются гибкие валы 15. Суммарное воздействие поворачивающихся стоек и складывающихся в суставах звеньев доводит башмак до уровня нижней ступени. Экзоскелет приобретает устойчивость и готовность к дальнейшему спуску.

Путем изменения длины составных опорных стоек 2 человек имеет возможность садиться и вставать. Для этого одну из собачек храпового механизма выводят из зацепления, в результате чего храповик приобретает возможность одностороннего ступенчатого поворота. Человек реверсивное усилие мышц и привода 20 направляет на складывание или спрямление звеньев 13 в экзосуставах 12. Человек садится или встает.

Пассивный и активный экзоскелет дает возможность человеку с нарушенным опорно-двигательным аппаратом, используя внутренние силы мышц туловища и плеч, а также дополнительного привода реверсивного вращения ходить по улице, спускаться и подниматься по лестнице, садиться и вставать. Причем сокращение мышц похоже на сокращение мышц при ходьбе здорового человека. Включение дополнительного привода создает условия, при которых происходит принудительное сокращение мышц, способствующее реабилитации.

Экзоскелет, содержащий одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания, отличающийся тем, что на верхних и нижних звеньях стоек размещены шарниры и упорные подшипники, в них вращаются шейки кривошипов, шейки между собой соединены гибкими валами, звенья стоек соединены посредством шарниров, снабженных механизмами поворота, которые соединены гибкими валами с помощью пульта управления с мышцами и дополнительным приводом, траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к экзоскелетам, и может быть использовано для осуществления ходьбы и реабилитации людей с нарушениями опорно-двигательного аппарата, а также в качестве универсальной транспортной платформы.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для улучшения способности ходить. Терапевтический тренажер содержит ограничивающее крепление для тела, верхнюю дугу, нижнюю дугу, по меньшей мере один опорный стержень и несколько роликов.

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использовано в туризме, спорте, при проведении спасательных и армейских операций, и направлено на увеличение коэффициента отношения массы переносимого груза к собственной массе экзоскелета при улучшенной эргономичности конструкции.

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для восстановления утраченных по каким-либо причинам или неразвитых навыков ходьбы, то есть для реабилитации пациентов с нарушением двигательных функций.

Изобретение относится к медицине. Тазобедренный сустав экзоскелета содержит поясничный ремень для крепления тазобедренного сустава к поясу человека, прикрепленный к поясничной пластине, с которой соединен кронштейн, имеющей форму лодочки, скрепленный болтами с вилкой.
Изобретение относится к медицине, неврологии, реабилитации и может быть использовано для коррекции нарушений позы и ходьбы у больных ДЦП. Проводят пневмомеханическую стимуляцию опорных зон стоп правой и левой ног, которую осуществляют механическим давлением в импульсном режиме на пяточную и плюсневую опорные зоны.

Изобретение относится к медицине. Коленный шарнир экзоскелетона содержит роликовую обгонную муфту 1 с поводковой вилкой 2, электродвигатель 10, нормально замкнутый управляемый выключатель 12, выключатель 13, установленный на валу 7 голенного звена 8 датчик момента 29, управляемый переключатель 14, резистор 15, первый 22, второй 23, третий 28 и четвертый 31 пороговые элементы, датчик 24 угла относительного поворота бедренного 5 и голенного 8 звеньев экзоскелетона, элемент «И» 30, задатчик 26 требуемого угла фиксации коленного шарнира, элемент сравнения 27.
Изобретение относится к лечебно-восстановительной медицине, неврологии. Выполняют вестибулокоррегирующие упражнения с нагрузкой на координаторные структуры пациента за счет дозированного выведения центра тяжести пациента за пределы площади опоры с удержанием предмета с сохранением при этом равновесия.

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и может быть использовано для осуществления ходьбы и реабилитации инвалида с нарушенным опорно-двигательным аппаратом.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для реабилитации инвалидов и в быту. .

Изобретение относится к области машиностроения, экзоскелетонов и медицинской техники. Оно может быть использовано в системах защиты от крутильных колебаний в различных механизмах. Упругий шарнир с заданной силовой характеристикой включает в себя наружный корпус с направляющими (5) заданной формы и подвижный относительно него вал, связанный с корпусом посредством упругих элементов (4), которые контактируют с направляющими (5), причем форма направляющих такова, что реакции, возникающие при контакте упругих элементов (4) с направляющими (5), создают заданный восстанавливающий момент. Технический результат: создание упругого шарнира, создающего заданный восстанавливающий момент сил. 4 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам задания желаемых траекторий движения экзоскелета и способам управления устройствами в заранее определенных режимах. Способ задания желаемых траекторий движения экзоскелета для передвижения пользователя с нарушением функций опорно-двигательного аппарата, устройство содействия ходьбе этого пользователя и способ управления этим устройством обеспечивают возможность ходьбы в заранее определенных режимах движения пользователей с ограниченной подвижностью или полной неподвижностью нижних конечностей при нормальном функционировании верхних конечностей и верхней части корпуса. Изобретения обеспечивают возможность передвижения пользователей с паттерном ходьбы, близким к паттерну ходьбы человека без нарушения функций опорно-двигательного аппарата, при этом предоставляя пользователю с пульта управления самостоятельно изменять режим движения и такие параметры ходьбы, как длина шага, высота подъема ноги и темп ходьбы. Устройство содержит носимую пользователем часть, включающую моторизованный экзоскелет нижних конечностей, оснащенный устройством управления, реализованным в бортовом контроллере экзоскелета, и не носимую часть, включающую внешний компьютер ассистента-специалиста и систему определения параметров желаемых траекторий движения экзоскелета в декартовой системе координат. При этом управляющие сигналы на приводы экзоскелета формируются с учетом масс-инерционных характеристик сегментов тела пользователя и элементов экзоскелета и требований к качеству управления. Использование изобретений позволяет расширить функциональные возможности управления экзоскелетом. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к аппаратам помощи при ходьбе пользователю с нарушением опорно-двигательных функций, не имеющему возможности к самостоятельному передвижению, с ограниченной подвижностью или полной неподвижностью нижних конечностей при нормальном функционировании верхних конечностей и верхней части корпуса. Аппарат обеспечивает возможность самостоятельного передвижения человека по ровной и неровной горизонтальной и наклонной опорной поверхности, а также по лестничным маршам и переход через препятствия. Аппарат помощи при ходьбе содержит левую и правую ручные опоры и экзоскелет нижних конечностей. Экзоскелет содержит тазовое звено, левую и правую ножные опоры, каждая из которых, в свою очередь, содержит бедренное звено, голенное звено и нижнее звено в виде стопы, и тазобедренные, коленные и голеностопные шарнирные соединения, предназначенные для соединения между собой соответствующих смежных звеньев аппарата. При этом тазобедренные и коленные шарнирные соединения обеспечивают возможность вращения соответствующих звеньев в сагиттальной плоскости, а каждое из голеностопных шарнирных соединений выполнено с возможностью вращения стопы вокруг трех осей координат. Аппарат также содержит: элементы крепления к частям тела пользователя, установленные на каждом из звеньев; датчики угла поворота каждого из шарнирных соединений, обеспечивающие информацию об относительных поворотах звеньев аппарата; датчики угла наклона торса; датчики силы реакции стопы каждой ножной опоры в вертикальном и продольном направлениях; блок управления аппаратом с пультом задания режимов работы; и систему питания. Датчик угла наклона торса обеспечивает информацию о наклоне торса пользователя относительно вертикальной оси, посредством измерения угла наклона в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Блок управления аппаратом с пультом задания режимов работы предназначен для сбора измеренных сигналов со всех упомянутых выше датчиков и формирования сигналов управления для выполнения движения, выбранного пользователем из набора заранее предопределенных действий с пульта задания режимов работы аппарата. При этом блок управления аппаратом выполнен с возможностью сбора измеренных сигналов и формирования сигналов управления для выполнения движения на основе полученных данных с датчиков об угле наклона торса во фронтальной плоскости и силе реакции стопы каждой ножной опоры в продольном направлении, а также формирования сигналов управления для выполнения движения с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелета. Изобретение обеспечивает повышение безопасности пользователя, расширение функциональных возможностей аппарата и улучшение эргономических характеристик аппарата. 41 з.п. ф-лы, 49 ил.

Группа изобретений относится к медицине, неврологии, касается устройств и способов лечения пациентов с нарушением функций нижних конечностей в результате неврологических расстройств: острого нарушения мозгового кровообращения, ишемического, геморрагического инсульта, травмы, гипоксии мозга, церебрального паралича, болезни Паркинсона, рассеянного склероза, повреждения спинного мозга, болезни Шарко-Мари-Тута, синдрома Гийена-Барре, полиомиелита. Способы включают следующие этапы. Прикрепляют устройство к стопе пациента, где устройство содержит средства прикрепления к стопе, опорный элемент, функционально прикрепленный к средствам прикрепления, выполненные с возможностью перемещения передний и задний выступы, которые также выполнены с возможностью взаимодействия с землей. Выступы имеют в любых комбинациях: выпуклость А с основным диаметром 70-100 мм и высоту, представляющую собой перпендикулярную линию, соединяющую верхнюю точку и основание, составляющую 10-13 мм, выпуклость В с основным диаметром 70-100 мм и высоту, представляющую собой перпендикулярную линию, соединяющую верхнюю точку и основание, составляющую 14-16 мм, выпуклость С с основным диаметром 70-100 мм и высоту, представляющую собой перпендикулярную линию, соединяющую верхнюю точку и основание, составляющую 16-18 мм, выпуклость D с основным диаметром 70-100 мм и высоту, представляющую собой перпендикулярную линию, соединяющую верхнюю точку и основание, составляющую 19-22 мм. Калибруют выступы с обеспечением сбалансированного положения, которое включает положение, в котором устройство обеспечивает сниженную инверсию, сниженную эверсию или как сниженную инверсию, так и сниженную эверсию стопы пациента в ходе опорных фаз. Прикрепляют выступы к опорному элементу, осуществляя лечение пациента, страдающего от неврологического расстройства, с обеспечением пациенту возможности ходить. Калибровка включает регулирование упругости переднего, заднего или обоих выступов, их жесткости, эластичности, в любой комбинации, балансировку в момент подъема на носки, высоты одного или обоих выступов, выпуклости, веса или любой их комбинации. Сбалансированное положение может включать положение, в котором устройство придает стопе пациента сниженный вальгусный, варусный, дорсальный или плантарный момент в области лодыжки. Выступы могут быть закреплены на опорном элементе с возможностью перемещения и иметь поперечное сечение конической формы: в виде круглой, эллиптической, параболической или гиперболической форм. При этом улучшение неврологического управления у пациента включает улучшение таких показателей походки пациента, как: скорость, длина шага, опора на одну конечность, стабильность, или комбинация этих показателей. Изобретения обеспечивают улучшение, восстановление неврологического управления у пациента с вышеперечисленными нарушениями. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 13 ил., 5 табл., 5 пр.

Изобретение относится к медицине. Тренажер для формирования и совершенствования навыков ходьбы включает основание, пружинные устройства и платформы, выполненные в форме отпечатков следов с противоскользящим покрытием. Основание выполнено в виде щита, в котором выбраны цилиндрические углубления-ниши, расположенные вперемежку по левой и правой стороне щита с имитацией постановки подошвенной поверхности стоп при ходьбе. Продольное расстояние между углублениями соответствует длине шага. Каждое пружинное устройство выполнено из пружины, один конец которой впрессован в верхнюю внутреннюю муфту, а другой - в нижнюю внутреннюю муфту. Нижняя внутренняя муфта установлена в углубление-нишу и прикреплена к щиту. Каждая пружина выполнена с максимальной силой сжатия не менее 1500 Н и не более 1800 Н. Платформы выполнены с прикрепленными к тыльной поверхности наружными муфтами, имеющими возможность поворота и фиксации винтами относительно верхних внутренних муфт пружинного устройства. Упругость пружин дает возможность изменения наклона опорной поверхности платформ не менее 2°, не более 7°. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы тренажера за счет формирования навыков ходьбы в условиях, приближенных к естественным. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использовано в медицине, в частности травматологии и ортопедии, а также туризме, спорте, спасательном и армейском оборудовании за счет применения в различных конструкциях ортезов нижних конечностей и экзоскелетов как активных, так и пассивных. Голенное звено ортеза или экзоскелета содержит опорный элемент, первый рычаг, второй рычаг, первую стойку, вторую стойку и опору ступни. Опорный элемент предназначен для соединения с голенью ноги человека-носителя. Первый рычаг установлен на опорном элементе с возможностью поворота. Второй рычаг имеет два плеча и установлен на опорном элементе с возможностью поворота. Первая стойка верхним концом шарнирно соединена с первым рычагом и первым плечом второго рычага. Вторая стойка верхним концом шарнирно соединена со вторым плечом второго рычага. Опора ступни соединена первой боковой стороной с нижним концом первой стойки и второй боковой стороной с нижним концом второй стойки при помощи шарниров, имеющих, по крайней мере, две степени свободы. Технический результат изобретения заключается в расширении арсенала технических средств голенных звеньев для ортезов и экзоскелетов за счет увеличения нагрузочной способности и устойчивости оператора, кроме того, техническим результатом также является повышение безопасности человека-оператора за счет обеспечения движения вокруг осей, проходящих через центр голеностопного сустава оператора. 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретения относятся к устройствам для обучения детей ходьбе и могут использоваться, в частности, для обучения ходьбе детей с задержкой в развитии и детей, страдающих болезнями опорно-двигательного аппарата, в том числе больных детским церебральным параличом. Устройство для обучения ребенка ходьбе содержит П-образную ручку, концы которой прикреплены к концам боковых ограничителей посредством одних узлов регулирования и фиксации угла поворота. Другие концы боковых ограничителей посредством других узлов регулирования и фиксации угла поворота соединены с детским поручнем. Устройство для обучения ребенка ходьбе также снабжено по меньшей мере одним соединительным элементом, который верхней частью присоединен к детскому поручню, а нижней частью присоединен к элементу качения. В соответствии со вторым вариантом выполнения устройства боковые ограничители являются боковыми элементами П-образной рамки. Поперечный элемент П-образной рамки является детским поручнем. По меньшей мере один соединительный элемент верхней частью посредством по меньшей мере одного другого узла регулирования и фиксации угла поворота присоединен к П-образной рамке, а нижней частью присоединен к элементу качения. В соответствии с третьим вариантом выполнения устройства другие концы боковых ограничителей посредством других узлов регулирования и фиксации угла поворота соединены с рамкой, поперечный элемент рамки является детским поручнем, а боковые элементы рамки являются соединительными элементами, концами соединенными с элементом качения. Технический результат, достигаемый при реализации изобретений, заключается в повышении удобства эксплуатации, которое достигается за счет: обеспечения боковой страховки ребенка, повышения устойчивости заявленного устройства, повышения удобства хвата ручки, улучшения обзора для ребенка. 3 н.п. ф-лы, 6 ил.

Аппарат относится к относится к медицинской технике, а именно к аппаратам помощи при ходьбе людей с ограниченными двигательными возможностями. Аппарат содержит левую и правую ручные опоры, снабженные инклинометрами и тактильными датчиками, смонтированными на опорных концах опор, и экзоскелет нижних конечностей, содержащий тазовое звено, левую и правую ножные опоры, каждая из которых содержит бедренное звено, голенное звено и нижнее звено в виде стопы, тазобедренные, коленные и голеностопные шарнирные соединения, элементы крепления к частям тела пользователя, установленные на каждом из звеньев, по одному датчику угла поворота и одному датчику угловой скорости каждого из шарнирных соединений, датчик угла наклона торса, стереокамеру, смонтированную на экзоскелете и выполненную с возможностью формирования матрицы данных о дальности до объектов в поле зрения стереокамеры, датчик силы реакции стопы каждой ножной опоры в вертикальном направлении, систему питания и блок управления аппаратом с пультом задания режимов работы, систему питания. При этом дополнительно первая и вторая линейки светоизлучающих маркерных элементов с заранее заданными и несовпадающими цветами излучения и заранее заданными расстояниями до опорных концов ручных опор, смонтированы на левой и правой ручных опорах. Каждый из голеностопных шарнирных соединений выполнен с возможностью вращения стопы вокруг трех осей координат. Датчики силы реакции стопы каждой ножной опоры выполнены с возможностью измерения силы реакции стопы каждой ножной опоры дополнительно в продольном направлении. Стереокамера выполнена с возможностью формирования матрицы данных о цвете элементов изображения объектов в поле зрения стереокамеры, которая смонтирована на экзоскелете с возможностью обеспечения попадания в поле зрения стереокамеры части ручной опоры с размещенными на ней маркерными элементами. Блок управления аппаратом выполнен с возможностью формирования данных о желаемых геометрических параметрах шага - желаемой длине шага и желаемой высоте подъема пятки экзоскелета, и формирования сигналов управления для выполнения движения с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелета. Использование изобретения позволяет обеспечить возможность самостоятельного передвижения человека по горизонтальной и наклонной опорной поверхности, а также вверх и вниз по лестничным маршам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней и переход через препятствия с заранее неизвестными высотой и протяженностью. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретения относятся к медицинской технике. Система обучения ходьбе содержит ленточный транспортер, на котором ходит обучаемый, пару опор, датчик для измерения состояния наличия ноги на опоре и управляющее устройство. Опоры расположены на обеих сторонах ленточного транспортера - по одной опоре на каждой стороне, чтобы позволить помощнику поставить на них каждую ногу. Управляющее устройство сконфигурировано для определения на основе результата измерения от датчика, находятся ли на опоре три ноги или более, и выполнения управления, когда управляющее устройство определяет, что находятся три ноги или более. В альтернативном варианте осуществления изобретения датчик сконфигурирован для измерения состояния наличия ноги на ленточном транспортере, а управляющее устройство - для определения на основе результата измерения от датчика, находятся ли на ленточном транспортере три ноги или более, и выполнения управления, когда управляющее устройство определяет, что находятся три ноги или более. Достигается повышение точности определения состояния потери равновесия у обучаемого или помощника во время обучения ходьбе. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к средствам передвижения неходячих парализованных пациентов, инвалидов. Каркас 1, ножные 2 и ручные 5 элементы, седло 8, упор 9 для головы с подголовником, спинная часть 10, подмышечные упоры 13 устройства выполнены единой целой конструкцией в виде робота 14. Корпус робота 14 внутри выполнен пустотелым, имеющим целую заднюю часть 15 с ножными 2 и ручными 3 элементами и каркас 1, открытую переднюю часть с ножными 2 и ручными 3 элементами. Упор 9 для головы с подголовником расположен в головной части 16 робота 14, головная часть 16 выполнена с открытой лицевой стороной. Все элементы 11, 12, 17 для крепления пациента внутри робота 14 выполнены из прочного, но достаточно мягкого материала, например из натуральной кожи или экокожи. Седло 8 выполнено складным и регулируемым в зависимости от размеров пациента. Задняя часть 15 с ножными 2 и ручными 3 элементами и головная часть 16, каркас 1 робота 14 выполнены с покрытием из прочных моющихся тканей, в частности из кожи или экокожи, и с внутренней мягкой эластичной набивкой - прокладкой, в частности типа поролона. Корпус робота 14 дополнительно снабжен защитными средствами 18 для коленных суставов и амортизаторами 19, встроенными в каркас спереди и сзади. Для простоты управления роботом 14 для перемещения пациента предназначен переносной пульт управления. Перед первым использованием робота 14 вручную измеряют длину ног, длину рук, длину туловища пациента. За счет автоматической регулируемости робота 14 регулируют ножные 2 и ручные 5 элементы, длину каркаса 1 и спинной части 10 робота 14 под пациента. Этот процесс достаточно осуществить один раз при первом использовании робота 14. К месту нахождения парализованного пациента подносят отрегулированного под него робота 14, укладывают в горизонтальное положение. Затем пациента в горизонтальном положении размещают внутри робота 14, проверку размещения пациента осуществляют вручную. Затем выдвигают на необходимое предварительно определенное расстояние складное седло 8 под данного пациента, закрепляют элементы крепления 11, 12, 17. Осуществляют подъем робота 14 вместе с пациентом в автоматическом режиме, например, с помощью пульта управления. Опекун, не прикладывая никаких усилий, пользуясь пультом управления роботом, осуществляет лишь контроль за подъемом и передвижением робота 14 вместе с пациентом. Использование устройства позволяет повысить эксплуатационные возможности с максимальным исключением усилий и нагрузок на тело пациента. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицине. Экзоскелет содержит одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания. На верхних и нижних звеньях стоек размещены шарниры и упорные подшипники, в них вращаются шейки кривошипов. Шейки кривошипов между собой соединены гибкими валами. Звенья стоек соединены посредством шарниров, снабженных механизмами поворота, которые соединены гибкими валами с помощью пульта управления с мышцами и дополнительным приводом. Траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами. Изобретение обеспечивает возможность снижения нагрузки на суставы и увеличения силы и выносливости, а при нарушении опорно-двигательного аппарата и при отсутствии ног ходить, садиться и вставать. 6 ил.

Наверх