Экзоскелет

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии, а также может быть использовано в туризме и спорте. Экзоскелет содержит верхнее и нижнее опорные устройства. Опорные устройства расположены под стопой человека и соединены между собой посредством устройства, имеющего возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств в сжатом или раздвинутом положениях, которое выполнено в виде шарнирно-подвижной опоры, соединенной одним концом с нижним опорным устройством с возможностью перемещения, и закрепленную другим концом на верхнем опорном устройстве с возможностью вращения вокруг поперечной оси. Нижнее опорное устройство выполнено с возможностью выдвижения в вертикальной плоскости относительно верхнего опорного устройства, при переносе ноги из крайнего заднего положения в крайнее переднее. Использование изобретения обеспечивает возможность снижения нагрузки на мышцы ног, суставы и сухожилия за счет выравнивания траектории выдвижения общего центра масс при усовершенствовании механизма маятникового движения опорной и маховой ноги. 8 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии, а также может быть использовано в туризме и спорте.

Перед обозначением технической проблемы, рассмотрим общие принципы передвижения человека. Согласно биомеханике, основной механизм, определяющий эффективность ходьбы - это перемещение общего центра масс (ОЦМ). Полный цикл ходьбы - период двойного шага - складывается для каждой ноги из фазы опоры (нога является опорной или толчковой) и фазы переноса конечности (нога является маховой). В точности, когда одна нога является маховой и совершает маятниковое движение, как физический (подвешенный) маятник, из крайнего заднего положения в крайнее переднее положение, другая нога является опорной и в то же самое время совершает движение обратного (перевернутого по принципу метронома) маятника (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%BE%D0%B4%D1%8C%D0%B1%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%B0. см. фиг. 1). Такое одновременное движение опорной и маховой ноги при обычной ходьбе приводит к тому, что ОЦМ перемещается по синусоиде как в вертикальной плоскости в среднем на 5 см, так и в горизонтальной плоскости в среднем на 2,5 см (В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. Биомеханика: Учеб. для сред и высш. учеб. заведений. Издательство «Владос Пресс», Москва, 2003., с. 315, см. фиг. 2). Известно, что маятник имеет максимум потенциальной энергии в высшей точке и превращает ее в кинетическую, отклоняясь вниз. В начале фазы опоры, как только ОЦМ в тазу начинает подниматься, кинетическая энергия движения превращается в потенциальную, и наоборот, переходит в кинетическую, когда ОЦМ в тазу опускается в конце фазы опоры. Таким образом, сохраняется около 65% энергии. Мышцы включаются для перемещения ОЦМ из нижнего положения в верхнее, восполняют утраченную энергию, которая составляет около 35% (https://ru.wikipedia.ora/wiki/%D0%A5%D0%BE%D0%B4%D1%8C%D0%B1%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%B0).

В итоге, обычная ходьба представляет собой последовательность шагов, в реализации которых лежит маятниковое движение ног при использовании большого числа мышц разгибателей (трехглавая мышца голени, четырехглавая мышца бедра, большая и средняя ягодичные мышцы и др.) и сгибателей ноги (передняя большеберцовая мышца, полуперепончатая мышца и др.), а также голеностопных и тазобедренных суставов. При обычном шаге, для перемещения маховой ноги из заднего положения в переднее без касания земли, она усилием мышц сгибается в колене и приподнимается, а затем разгибается и выносится вперед. Одновременно с этим, из позиции, когда обе ноги проходят мимо друг друга, опорная нога усилием икроножной мышцы приподнимает вес всего тела вверх и делает толчок вперед с последующим снижением. Таким образом, каждый шаг представляет собой подъем массы тела и небольшое падение сверху вниз со значительной нагрузкой на мышцы, суставы и позвоночник, что является вредным особенно после 40-45 лет.

При слабости мышц, болезнях голеностопных, тазобедренных суставов, позвоночника, а также повреждении сухожилий передвижение вызывает дискомфорт и болезненные ощущения, что приводит к необходимости использования дополнительного оборудования и отражается, в том числе, на ухудшении психоэмоционального состояния человека, особенно пожилых людей. Также усталость от нагрузки и дискомфортные ощущения могут возникнуть и у здоровых людей, например, при пеших походах на дальние расстояния.

В подобных случаях могут использоваться конструкции экзоскелетов, которые снижают нагрузку с мышц и суставов и позволяют оставаться на своих ногах и осуществлять передвижение самостоятельно без привлечения посторонней помощи. Однако известные устройства являются громоздкими и дорогостоящими и не всегда подходят для использования, как в медицинских целях, так и для занятия спортом и туризмом.

Известны конструкции экзоскелетов (патент РФ №2598124, 20.09.2016 г., патент РФ №2567589, 10.11.2015 г.), которые содержат корсет, закрепляемый на тазобедренной части, связанный посредством стоек, подшипников и других дополнительных элементов с конструкцией, закрепляемой на голеностопной части.

Указанные конструкции позволяют снизить нагрузку с тазобедренных и голеностопных суставов, однако являются сложными, громоздкими и имеют высокую стоимость. При этом снижение нагрузки на суставы происходит за счет обеспечения вертикального положения тела и сковывания движения таза и ног по всей их длине, что не позволяет полноценно снизить нагрузку с мышц, а также ограничивает применение конструкции только медицинским назначением для реабилитации конечностей, не позволяя использовать ее при занятии туризмом и спортом.

Известна конструкция упругих элементов (патент РФ №125745, 10.03.2013 г.), прикрепляемых на подошву ботинок, включающих дугообразные упругие пластины, расположенные вогнутостями навстречу друг другу, совмещенные концы которых закреплены на усилительном элементе в виде пластины, размещенной между упругими элементами и выполненной на концах с гнездами для в них концов этих пластин, при этом верхнерасположенная упругая пластина прикреплена к подошве ботинка, на наружной поверхности нижнерасположенной упругой пластины прикреплен протектор для повышения сцепления, для подошвы каждого ботинка применена опорная пластина, прикрепляемая к подошве и выполненная с элементами прикрепления к ней верхнерасположенной упругой пластины, при этом опорная пластина, также конструкция имеет усилительные элементы, съемные протекторы, упругие упоры для равномерного распределения нагрузки по поверхности подошвы и пластин.

Указанная конструкция упругих элементов также является сложной, предназначенной для выдерживания больших динамических нагрузок при активных видах движения, связанных с прыжками, в том числе, при выполнении акробатических упражнений. В данном случае преобладает фаза опоры с накоплением потенциальной энергии при сжатии пластин с последующей реализацией шага за счет прыжка при использовании кинетической энергии выпрямленных пластин. Таким образом, подобная конструкция не позволяет снизить нагрузку на голеностопные и тазобедренные суставы и поэтому не может быть использована в медицинских целях для помощи пациентам с ограниченными возможностями перемещения.

Известна конструкция пассивного экзоскелета голеностопа (патент РФ №166055, 10.11.2016 г.), принятого за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, содержащего подошву, две пары голеностопных рычагов, элементов его крепления к голени, при этом голеностопные рычаги выполнены сборными из двух частей - дугообразных жестких конструкционных элементов, соединенных между собой посредством шарниров с элементами фиксации, к основаниям нижнего дугообразного конструкционного элемента и к задней части подошвы жестко прикреплены два пружинных амортизатора, а фиксация на ноге пассивного экзоскелета голеностопа осуществляется за счет дуги жестко прикрепленной к верху подошвы в ее передней части и дугообразных жестких конструкционных элементов и ременного соединения, жестко закрепленного на фронтальной поверхности верхней части пассивного экзоскелета голеностопа.

Указанная конструкция позволяет снизить нагрузку с нижней части ноги - икроножной мышцы и голеностопного сустава, - что позволяет использовать ее для медицинских целей и при пеших походах. Однако в данном случае сохраняется принцип передвижения опорной и маховой ноги, описанный выше, при котором ОЦМ значительно перемещается в вертикальной плоскости (на 4-5 см), что не позволяет снизить нагрузку с мышц и суставов и приводит к ограничению применения конструкции при наличии у пациентов болевых ощущений в данной области.

Задачей изобретения является получение универсальной конструкции экзоскелета, которая может быть использована в медицине, спорте и туризме.

Техническим результатом изобретения является снижение нагрузки на мышцы ног, суставы и сухожилия за счет выравнивания траектории движения ОЦМ при усовершенствовании механизма маятникового движения опорной и маховой ноги.

Технический результат достигается при использовании экзоскелета, содержащего верхнее и нижнее опорные устройства, расположенные под стопой человека и соединенные между собой посредством устройства, имеющего возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств в сжатом или раздвинутом положениях, которое выполнено в виде шарнирно-подвижной опоры, соединенной одним концом с нижним опорным устройством с возможностью перемещения, и закрепленную другим концом на верхнем опорном устройстве с возможностью вращения вокруг поперечной оси, при этом нижнее опорное устройство выполнено с возможностью выдвижения в вертикальной плоскости относительно верхнего опорного устройства, при переносе ноги из крайнего заднего положения в крайнее переднее положение.

Под опорным устройством в контексте настоящего изобретения понимается устройство, предназначенное для опоры и переноса веса человека при ходьбе с целью перемещения.

Верхнее опорное устройство может представлять собой платформу, соединяемую с подошвой обуви с повторением ее контура или подошву обуви. Также верхнее опорное устройство может иметь устройства его закрепления на стопе ноги или обуви (ремни, резинки и т.д.).

Нижнее опорное устройство может представлять собой платформу для перемещения по земной поверхности, часть лыжного крепления, наконечник ходули, и т.д., контактирующий с земной поверхностью.

В зависимости от роста человека нижнее опорное устройство после сжатия может выдвигаться в вертикальной плоскости относительно верхнего опорного устройства на 8-15 см для полного исключения касания земли маховой ногой с выпрямленным коленом при ее переносе из крайнего заднего положения (позиция а на фиг. 4) в крайнее переднее положение (позиция а2 на фиг. 4).

Наличие верхнего и нижнего опорных устройств, соединенных друг с другом посредством устройства, имеющего возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств в сжатом и раздвинутом положении, а также закрепление верхнего опорного устройства на подошве обуви или стопе ноги позволяет:

- сжимать опорные устройства друг с другом с фиксацией данного положения, что позволяет маховой ноге без соприкосновения с землей совершить движение из крайнего заднего положения (позиция а на фиг. 4) вперед в крайнее переднее положение (позиция а2 на фиг. 4);

- раздвинуть опорные устройства на 8-15 см друг от друга с фиксацией данного положения в крайнем переднем положении маховой ноги (позиция а2 на фиг. 4) для обеспечения возможности переноса на нее веса человека в момент, когда маховая нога становится опорной;

- совершить одновременное маятниковое движение маховой ногой, задающее смещение ОЦМ в вертикальной плоскости, которое противоположно направлено вертикальному смещению, задаваемому при обратном маятниковом движении опорной ноги, с целью компенсации смещения ОЦМ, которое имело место при обычной ходьбе.

Таким образом, опорная нога располагается на возвышении относительно линии земли, задаваемом за счет зафиксированного раздвинутого положения опорных устройств, а маховая нога в то же самое время при сжатых друг с другом опорных устройствах в свободном подвешенном состоянии с прямым коленом опускается относительно опорной ноги на 4-7 см и совершает свободное маятниковое движение без соприкосновения с землей из крайнего заднего положения в крайнее переднее положение (см. фиг. 4).

В итоге, ходьба человека с использованием заявляемого экзоскелета позволяет:

- выровнять траекторию движения ОЦМ;

- свести к минимуму нагрузку на мышцы за счет свободного маятникового движения маховой ноги с прямым коленом;

- максимально снизить нагрузку на суставы (голеностопный, тазобедренный и др.), позвоночник и сухожилия

- сохранить привычный принцип маятникового движения и усовершенствовать его с достижением высокого показателя КПД.

Изобретение поясняется следующими фигурами.

На фиг. 1 показан принцип обратного маятника при переносе опорной и маховой ноги при простой ходьбе.

На фиг. 2 показан движение ОЦМ по синусоиде при простой ходьбе.

На фиг. 3 показана конструкция заявляемого экзоскелета.

На фиг. 4 показана конструкция гидравлического цилиндра.

На фиг. 5 показан перенос маховой ноги с прямым коленом из крайнего заднего положения в крайнее переднее положение с выравниванием траектории движения ОЦМ при движении по ровной поверхности.

На фиг. 6 показан перенос маховой ноги с прямым коленом из крайнего заднего положения в крайнее переднее положение с выравниванием траектории движения ОЦМ при движении с горы.

На фиг. 7 показан применение экзоскелета для ходьбы на ходулях.

На фиг. 8 показан применение экзоскелета для лыжного спорта.

Экзоскелет содержит верхнее опорное устройство 1, закрепляемое на подошве обуви или стопе ноги, нижнее опорное устройство 2, при этом верхнее опорное устройство 1 соединено с нижним опорным устройством 2 посредством устройства 3, имеющего возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств 1 и 2 в сжатом и раздвинутом положении (фиг. 3).

Устройство 3, имеющее возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств 1 и 2 в сжатом и раздвинутом положениях может представлять собой конструкцию, содержащую гидравлический цилиндр опорных устройств 4, расположенный преимущественно вертикально в задней части экзоскелета (в области пятки), направляющую 5, имеющую жесткость и расположенную преимущественно вертикально в передней части экзоскелета (в области носка ноги), прижимной рычаг 6, расположенный между опорными устройствами 1 и 2, фиксатор прижимного рычага 7 и электронно-измерительный блок 8, расположенные на верхнем опорном устройстве 1.

Один конец прижимного рычага 6, расположенный на нижнем опорном устройстве 2, представляет собой шарнирно-подвижную опору, имеющую горизонтальное перемещение. Второй конец прижимного рычага 6 закреплен на верхнем опорном устройстве 1 с возможностью вращения вокруг поперечной оси.

Под направляющей 5, имеющей жесткость, понимается устройство в форме трубки, стержня, пластины и т.д., состоящее из двух частей, где одна из частей может выдвигаться параллельно второй его части (http://konstruirovanie-mashin.ru/glava-konstruirovanie-kharakternykh-uzlov-mekhanizmov/napravlyayushchie)

Гидравлический цилиндр опорных устройств 4 соединен с гидравлическим цилиндром прижимного механизма 9, соединенным с фиксатором прижимного механизма 10 и одним из концов пружины прижимного механизма 11, другой конец которой соединен с концом прижимного рычага 6, расположенным на верхнем опорном устройстве 1, и фиксатором прижимного рычага 7 (фиг. 3).

Гидравлический цилиндр прижимного механизма 9 содержит внешний корпус 12, внутренний корпус 13, механический клапан 14, электрический клапан 15, пружину механического клапана 16, прокладку 17 (фиг. 4).

Электронно-измерительный блок 8 состоит из полнофункционального трехосевого акселерометра ADXL335, микроконтроллера ATmega2560, детектора сигнала беспроводной сети Wi-Fi или Bluetooth.

Также устройство 3 может быть реализовано посредством использования любых технических решений, основанных на известных существующих принципах (механическом, гидравлическом, пневмо-гидравлическом и других, включая комбинированные), которые позволяют сжимать и раздвигать опорные устройства 1 и 2 в вертикальной плоскости с их фиксацией в сжатом и раздвинутом положениях. При этом подобные технические решения могут иметь как внешнее расположение относительно опорных устройств 1 и 2 (как показано на фиг. 3), так и быть расположенными между ними.

Принцип движения с использованием экзоскелета по ровной поверхности приведен на фиг. 5 (показан один из вариантов реализации решения, когда экзоскелет закреплен на подошве обуви). При начале движения у опорной (позиция в на фиг. 5) и маховой ноги (крайнее заднее положение в позиции а на фиг. 5) нижнее опорное устройство 2 экзоскелета раздвинуто от верхнего опорного устройства 1 на расстояние 8-15 см, которое фиксируется механическим клапаном 14. Когда давление массы тела человека полностью переносится на опорную ногу (позиция в на фиг. 5), на верхнее опорное устройство 1 маховой ноги (позиция а1 на фиг. 5) давит только вес самой маховой ноги. В зависимости от массы тела человека пружина механического клапана 16 открывает механический клапан 14 и дает возможность от давления сработать пружине 11 и прижимному рычагу 6 и прижать нижнее опорное устройство 2 к верхнему 1. Освобожденная от опоры, расслабленная и выпрямленная в колене маховая нога из крайнего заднего положения (позиция а на фиг. 5), не соприкасаясь с поверхностью земли, совершает маятниковое движение вперед на длину шага в крайнее переднее положение (позиция а2 на фиг. 5). В этом положении по сигналу трехосевого акселерометра и импульсу микроконтроллера из электронно-измерительного блока 8 фиксатор прижимного механизма 10 освобождает пружину прижимного механизма 11 и дает возможность нижнему опорному устройству 2 под собственным весом опуститься на землю. В момент, когда маховая нога переходит в опорную, и давление на верхнее опорное устройство 1 превышает вес маховой ноги, от давления гидравлической жидкости механический клапан 14 сжимает пружину механического клапана 16 зафиксировав верхнее 1 и нижнее 2 опорные устройства в разведенном состоянии. При дальнейшем переносе веса на ногу, когда давление в гидравлическом цилиндре опорных устройств 4 достигает 50-80% массы тела, гидравлическая жидкость переходит в гидравлический цилиндр прижимного механизма 9, который сжимает пружину прижимного механизма 11, способную прижать нижнее опорное устройство 2 весом 150-200 г для нового цикла.

Таким образом, маховая нога завершает свое свободное маятниковое движение и становится опорной ногой, расположенной на возвышении относительно линии земли на 8-15 см. Затем рассмотренный цикл повторяется для той ноги, которая из маховой стала опорной.

В итоге, маховая нога при использовании заявляемого экзоскелета опускается ниже линии опоры опорной ноги (уровень верхнего опорного устройства 1 при раздвинутом положении опорных устройств 1 и 2) в отличие от обыкновенной походки, отклонив вниз тазобедренный сустав на 6-7 см, что компенсирует и выравнивает траекторию движения ОЦМ. При таком свободном маятниковом движении ног энергия затрачивается только на сопротивление силы трения в отличие от обычной ходьбы.

Данный экзоскелет может работать также в пассивном режиме при спуске с горы. Так, при спуске с горы обычным шагом опорная нога несет большую нагрузку, совершая приседания, при вертикальном снижении. Согласно заявляемому изобретению, для спуска с горы необходимо определить изменение горизонтального уровня точки переноса маховой ноги. На фиг. 6 приведен пример, где изменение уровня определяет закрепленный на поясе лазерный дальномер 18 с источником питания, который, определив изменение расстояния, посредством проводного соединения или беспроводной технологии передает сигнал для открытия электрического клапана 15. При спуске, в момент когда маховая нога в движении сравнивается (позиция а1 на фиг. 6) с опорной (позиция в на фиг. 6) и продолжает движение в крайнее переднее положение (позиция а2 на фиг. 6) открытый электрический клапан 15 дает возможность телу человека плавно опуститься на необходимую величину, оставив небольшое расстояние между верхним 1 и нижним 2 опорными устройствами, необходимое для начала нового движения вперед маховой ноги из крайнего заднего положения (позиция а на фиг. 6).

Если на нижнее опорное устройство 2 подать энергию, способную при раздвижении опорных устройств 1 и 2 приподнимать тело человека, данная конструкция может работать по принципу аналогичному спуске с горы как активный экзоскелет с возможностью подниматься в гору или по лестнице.

При использовании конструкции экзоскелета для ходьбы на ходулях верхнее опорное устройство 1 представляет собой платформу, которая закрепляется на подошве обуви, а нижнее опорное устройство 2 представляет собой наконечник ножки ходули, который контактирует с земной поверхностью. При этом гидравлический цилиндр опорных устройств 4 располагаются в ножках ходулей (фиг. 7). Процесс перемещения маховой ноги в данном случае совпадает с процессом перемещением маховой ноги согласно фиг. 5.

Предложенная конструкция экзоскелета может быть использована для крепления на лыжи. При этом верхнее опорное устройство 1 представляет собой платформу, которая закрепляется на подошве обуви, а нижнее опорное устройство может являться частью лыжного крепления (фиг. 8). Процесс перемещения маховой ноги в данном случае совпадает с процессом перемещением маховой ноги согласно фиг. 5. На указанно фигуре показан вариант, согласно которому опорные устройства 1 и 2 имеют шарнирно неподвижное крепление, а устройство 3, имеющее возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств 1 и 2 в сжатом и раздвинутом положении, имеет шарнирно подвижное крепление с фиксаторами положения в виде зубчатых храповиков.

Предложенная конструкция пассивного экзоскелета имеет простую, легкую по весу и эффективную конструкцию, что дает следующие преимущества при ходьбе:

1. Значительно уменьшает нагрузку на большую группу мышц ног.

2. Снижает нагрузка и давление на голеностопный и тазобедренный суставы.

3. Обеспечивает возможность сделать устройство недорогим - ниже минимальной категории 1000-10000 $, что делает ее общедоступной.

4. Может быть использована как для здоровых людей при занятии туризмом и спортом, так и для пациентов с нарушением или слабостью мышц и суставов и пожилых людей.

5. При использовании и управлении не задействует руки.

6. Не ограничивает движение тела, таза и ног в пространстве (имеет три степени свободы).

7. Является устойчивой.

8. Экзоскелет может быть выполнен как встроенным в обувь, так и выполнен в виде съемной конструкции, позволяющей его легко одевать и снимать. Данная конструкция может быть использована в креплениях беговых лыж (фиг. 8) и конструкции ходулей (фиг. 7).

9. Может комбинированно сочетаться с активными экзоскелетами, для помощи переноса ноги вперед, что при незначительных затратах энергии сведет усилия при ходьбе до минимума, (http://www.automotive.com/news/honda-debuts-walking-assist-device-version-two-6870/)

10. Универсальность размера (целесообразно в зависимости от метрики человека применить один или несколько базовых вариантов, не требуя подгонки под каждого индивидуально).

11. Не нуждается в обучении и привыкании к пользованию.

12. Может быть использована на пересеченной поверхности (грунт, лестницы, бордюры, и т.д.) в отличие от колесной конструкции.

13. При одинаковой нагрузке - количестве потраченной энергии - значительно увеличивается пройденное расстояние при использовании в пеших походах.

14. Может быть быстро и легко отключена без снимания с обуви при наличии замка с щеколдой 19 на верхнем опорном устройстве 1 (см. фиг. 3), позволяющем зафиксировать прижатое положение нижнего опорного устройства 2 для прохождения сложных участков, лестниц и других случаях. При этом толщина подошвы имеет обычные размеры для ходьбы шагом привычной длины.

Таким образом, заявляемая конструкция экзоскелета является удобной и универсальной в применении.

Экзоскелет, характеризующийся тем, что содержит верхнее и нижнее опорные устройства, расположенные под стопой человека и соединенные между собой посредством устройства, имеющего возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств в сжатом или раздвинутом положениях, которое выполнено в виде шарнирно-подвижной опоры, соединенной одним концом с нижним опорным устройством с возможностью перемещения и закрепленной другим концом на верхнем опорном устройстве с возможностью вращения вокруг поперечной оси, при этом нижнее опорное устройство выполнено с возможностью выдвижения в вертикальной плоскости относительно верхнего опорного устройства, при переносе ноги из крайнего заднего положения в крайнее переднее.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к вспомогательным средствам навигации людей с нарушениями зрения. Закрепляемое на голове вычислительное устройство для предоставления помощи пользователю в навигации по окружающей среде через вывод аудио содержит один или более датчиков глубины для генерирования данных о глубине изображения окружающей среды, один или более датчиков видимого света для генерирования данных видимого изображения окружающей среды, один или более преобразователей и модуль навигации, исполняемый процессором закрепляемого на голове вычислительного устройства, при этом модуль навигации содержит режим знакомой навигации, в котором помощь в навигации адаптирована с учетом того, что окружение знакомо пользователю, и режим незнакомой навигации, в котором помощь в навигации адаптирована с учетом того, что окружение не знакомо пользователю, причем модуль навигации выполнен с возможностью, используя данные о глубине изображения и данные видимого изображения, генерирования трехмерной сетки, по меньшей мере, участка окружающей среды, используя методики машинного обучения, определения, посещал ли пользователь ранее эту окружающую среду, в ответ на определение того, что пользователь ранее посещал эту окружающую среду по меньшей мере предварительно определенное количество раз, задействования режима знакомой навигации, используя трехмерную сетку, обнаружения по меньшей мере одной характерной особенности в окружающей среде, при работе в режиме знакомой навигации и на основании обнаружения характерной особенности вывода первой аудиоподсказки навигации по окружающей среде пользователю через один или более преобразователей, и при работе в режиме незнакомой навигации и на основании обнаружения характерной особенности вывода второй аудиоподсказки навигации по окружающей среде пользователю через один или более преобразователей, при этом вторая аудиоподсказка навигации отличается от первой аудиоподсказки навигации.

Группа изобретений относится к медицине. Механический узел с одноточечным регулированием крутящего момента содержит верхний элемент, нижний элемент, упругое средство с закрепленным концом и свободным концом, гибкий нерастяжимый элемент или канат, средства регулировки крутящего момента/нагрузки, имеющие одноточечную опору на свободном конце.

Группа изобретений относится к восстановительной медицине, неврологии, и может быть использована при осуществлении коррекции нарушений равновесия и ходьбы у больных с вестибуло-атактическим синдромом.

Изобретение относится к медицине. Пассивный реабилитационный экзоскелет содержит каркас с элементами крепления к туловищу, две пары тазобедренных и голеностопных рычагов, выполненных в форме пространственных оболочек, подвижно соединенных между собой и свободным концом тазобедренного рычага с каркасом, модули плечевого сустава, плеча, предплечья, запястья и кистей, соединенных шарнирно между собой и свободным концом модуля плечевого сустава с каркасом.

Изобретение относится к медицине. Грузовой экзоскелет содержит одну пару ножных опор с элементами крепления к ногам человека, одну пару опор стоп, тазовый узел с смонтированными на нем боковыми и задними тазовыми шарнирами, одну пару соединительных элементов и по одной паре бедренных и голенных звеньев.

Изобретение относится к медицине. Модульный ортопедический аппарат для медицинской реабилитации пациентов с детским церебральным параличом содержит плечевые, поясничный, бедренные и голеностопные модули, соединяемые между собой эластичными тягами.

Группа изобретений относится к медицине. Аппарат включает левую и правую ручные опоры и активный экзоскелетон нижних конечностей.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оборудованию, позволяющему проводить обучение ходьбе и реабилитацию пациентов с диагнозом детский церебральный паралич.

Изобретение относится к медицине. Тазобедренный узел экзоскелета или ортеза содержит Г-образный рычаг, предназначенный для шарнирной установки первым концом на тазовом элементе экзоскелета или ортеза, первый опорный элемент, шарнирно закрепленный первым концом на втором конце Г-образного рычага и имеющий на втором конце первый соединительный элемент, второй опорный элемент, предназначенный для установки на бедренном звене экзоскелета или ортеза и имеющий второй соединительный элемент.

Изобретение относится к медицинской технике и может применяться в качестве накаблучника ножных опор экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и с возможностью передвижения в сагиттальной плоскости и предназначенного для оказания помощи при ходьбе людям с ограниченными двигательными возможностями, не имеющим возможности к самостоятельному передвижению, с ограниченной подвижностью или полной неподвижностью нижних конечностей при нормальном функционировании верхних конечностей и верхней части корпуса.

Техническое решение относится к системам помощи слабовидящим и слепым. Технический результат заключается в повышении точности локализации пользователя, получении информации о препятствиях и путях их обхода, с учетом скорости движения пользователя и его габаритов, и оповещении об этом пользователя. Способ характеризуется тем, что получают глобальные координаты местонахождения слабовидящего или слепого человека и двумерную карту окружающего пространства; получают трехмерную карту окружающего пространства, при этом создают карту глубины окружающего пространства, затем производят пространственную и временную фильтрацию, полученную карту глубины делят на части, производят сегментацию объектов на базе карты глубины; выделяют базовые признаки для распознавания объектов окружающего пространства; распознают объекты окружающего пространства и сопоставляют их с ранее полученной двумерной картой окружающего пространства; оценивают расстояние от слабовидящего или слепого человека до распознанных объектов окружающего пространства; выделяют объекты, потенциально могущие стать препятствием на пути слабовидящего или слепого человека; синтезируют голосовые сообщения, содержащие информацию о местонахождении и препятствиях на пути слабовидящего или слепого человека. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии, а также может быть использовано в туризме и спорте. Экзоскелет содержит верхнее и нижнее опорные устройства. Опорные устройства расположены под стопой человека и соединены между собой посредством устройства, имеющего возможность сжатия и раздвижения в вертикальной плоскости с фиксацией положения опорных устройств в сжатом или раздвинутом положениях, которое выполнено в виде шарнирно-подвижной опоры, соединенной одним концом с нижним опорным устройством с возможностью перемещения, и закрепленную другим концом на верхнем опорном устройстве с возможностью вращения вокруг поперечной оси. Нижнее опорное устройство выполнено с возможностью выдвижения в вертикальной плоскости относительно верхнего опорного устройства, при переносе ноги из крайнего заднего положения в крайнее переднее. Использование изобретения обеспечивает возможность снижения нагрузки на мышцы ног, суставы и сухожилия за счет выравнивания траектории выдвижения общего центра масс при усовершенствовании механизма маятникового движения опорной и маховой ноги. 8 ил.

Наверх