Способ управления экзоскелетом нижних конечностей голосовыми командами

Авторы патента:

Кудрявцев Игорь Аркадьевич (RU)

Клюжев Константин Сергеевич (RU)

Насыбуллин Альберт Рашидович (RU)

Андрианов Юрий Семенович (RU)

Рюмин Дмитрий Александрович (RU)

Карпов Алексей Анатольевич (RU)

A61H3/00 - Приспособления, облегчающие хождение больных (устройства для обучения детей ходьбе A47D 13/04; устройства для проведения активных гимнастических упражнений для ног A63B 23/10)

Владельцы патента RU 2745539:

Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" (RU)

Изобретение относится к медицине, а именно к способам управления экзоскелетом нижних конечностей голосовыми командами. Управление экзоскелетом осуществляется путем подачи пользователем голосовых команд и получения голосовой или звуковой подсказки о готовности экзоскелета и\или о коррекции положения пользователя. Инициализация или отмена поданной голосовой команды осуществляется манипуляцией пользователя, а именно нажатием кнопки на пульте управления или на костыле. Достигается повышение уровня безопасности пользователя. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к приспособлениям, помогающим ходьбе в заранее предопределенных режимах движения экзоскелета пользователей с нарушением функций опорно-двигательного аппарата.

Известен способ управления экзоскелетом нижних конечностей, описанный в п. 43 патента US 20130158445 А1, в котором производится распознавание голосовых команд пользователя для генерации сигналов переключения экзоскелета между различными состояниями экзоскелета (сидящим, постоянным и ходящим).

Недостатком упомянутого способа является то, что момент начала перехода экзоскелета из одного состояния в другое может в силу инерционности механизмов экзоскелета оказаться неожиданным для пользователя, что может привести к нарушению равновесия с последующим падением пользователя, обуславливая тем самым его низкую безопасность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, принятым за прототип, является способ управления экзоскелетом (CN 104027218 А), в котором, после подачи пользователем голосовой команды, следует голосовая или звуковая подсказка о готовности экзоскелета и положения пользователя к ее выполнению.

Недостатком прототипа является то, что в случае коррекции положения пользователя момент начала перехода экзоскелета из одного состояния в другое может оказаться неожиданным для пользователя, что может привести к нарушению равновесия с последующим падением пользователя, обуславливая тем самым его низкую безопасность.

Технической задачей, на достижение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение уровня безопасности пользователя, а также повышение удобства ходьбы пользователя в экзоскелете.

Техническая задача решается за счет того, что при голосовом управлении экзоскелетом начало перехода экзоскелета из одного состояния в другое должно осуществляться только после инициализации его пользователем путем какой-либо манипуляции, а именно нажатием кнопки на пульте управления или на костыле.

Предложенный дополнительный признак "инициализация или отмена поданной голосовой команды осуществляется манипуляцией пользователя" в совокупности с уже известными признаками, заключающимися в подаче голосовых команд и получении голосовой подсказки о готовности экзоскелета и\или о коррекции положения пользователя, образуют новую совокупность признаков.

Предложенная новая совокупность признаков обнаруживает новые свойства, которые позволяют повысить уровень безопасности пользователя при ходьбе в экзоскелете, так как пользователь, своей манипуляцией более точно подготовит себя к началу выполнения команды и сможет избежать падения.

Сущность изобретения поясняется рисунком, где изображен пользователь в экзоскелете.

Экзоскелет 1 содержит пульт управления 2. А пользователь 3 в экзоскелете 1, с целью обеспечения повышенной устойчивости, опирается на костыли 4. При этом, кнопка 5 инициализации или отмены поданной голосовой команды может быть расположена на пульте управления 2 или на ручке одного из костылей 4.

Реализуется предложенный способ управления экзоскелетом нижних конечностей голосовыми командами программой, заложенной в контроллер экзоскелета 1, которая предусматривает выполнение любой из заранее предопределенных команд, например, "встать", "сесть", "ходьба", "останов", "изменение скорости" и др., только после манипуляции пользователя 3 в ответ на голосовую или звуковую подсказку. Манипуляция пользователя 3 является свидетельством того, что он психологически готов к выполнению этой команды. Манипуляция пользователя 3 осуществляется нажатием кнопки 5 на пульте управления 2 экзоскелета 1 или на ручке одного из костылей 4.

Предложенное техническое решение позволяет повысить удобство ходьбы пользователя в экзоскелете и уровень его безопасности, что доказывает решение поставленной технической задачи.

Способ управления экзоскелетом нижних конечностей голосовыми командами путем подачи пользователем голосовых команд и получения голосовой или звуковой подсказки о готовности экзоскелета и\или о коррекции положения пользователя, отличающийся тем, что инициализация или отмена поданной голосовой команды осуществляется манипуляцией пользователя, а именно нажатием кнопки на пульте управления или на костыле.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам энергообеспечения экзоскелета. При этом экзоскелет имеет функцию принудительного движения конечностей пользователя посредством электромеханических исполнительных механизмов с энергообеспечением от источника электропитания, размещенного на экзоскелете, сопровождаемом ассистентом.

Шаровой шарнир // 2742452

Изобретение относится к медицине, а именно к шаровым шарнирам экзоскелетов. Шаровой шарнир содержит разъемный корпус (1, 2) с позиционирующими элементами, образующими при сборке корпуса единую шаровидную полость (3) и угловидный вырез в корпусе.

Способ четырехопорного передвижения детского экзоскелета // 2739278

Изобретение относится к медицине, а именно к способам передвижения экзоскелетов. Способ четырехопорного передвижения детского экзоскелета с бедренными и коленными приводами включает принудительное передвижение пользователя с нарушением функций опорно-двигательного аппарата по горизонтальной поверхности за счет экзоскелета нижних конечностей.

Способ обеспечения устойчивости экзоскелета с пользователем // 2737498

Изобретение относится к медицине, а именно к способам обеспечения устойчивости экзоскелета с пользователем. Способ заключается в изменении координат общего центра масс экзоскелета с пользователем путем смещения составной части экзоскелета, в качестве которой используется аккумуляторная батарея экзоскелета.

Экзоскелет // 2734565

Изобретение относится к системе для оказания человеку помощи для поддержки и передачи нагрузки, а именно к экзоскелету, который выполнен, в частности, с возможностью поддерживать пользователя, страдающего дефицитом подвижности.

Способ реабилитации функциональных нарушений опорно-двигательного аппарата при гемипарезе // 2734406

Изобретение относится к медицине, а именно к способам реабилитации функциональных нарушений опорно-двигательного аппарата при гемипарезе. Способ основан на том, что проводят синхронную с фазами двигательного акта электростимуляцию мышц больной ноги пациента в фазах их естественного возбуждения и сокращения, для которой используют электроды, установленные на больной ноге.

Способ адаптации экзоскелета к антропометрическим параметрам пользователя // 2733043

Изобретение относится к медицине, а именно к способам адаптации экзоскелета к антропометрическим параметрам пользователя. Способ осуществляется путем изменения длины голени и бедра экзоскелета.

Универсальное реабилитационное устройство принудительного передвижения ног // 2729732

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам принудительного передвижения ног. Устройство содержит подвижные коленоупоры, подвижные упоры голени, тягу бедра (8), тягу голени (13), кривошипно-шатунную передачу и рычаг голени (16).

Грузовой пассивный экзоскелет с настройкой под антропометрические параметры пользователя // 2725288

Изобретение относится к медицине. Грузовой пассивный экзоскелет с настройкой под антропометрические параметры пользователя содержит опорный тазовый элемент (100), опорный элемент спины (200), опору груди (300), опору живота (400), а также правую и левую опоры ноги.

Способ оценки эффективности разгрузки пользователя при переносе и удержании грузов с помощью экзоскелета // 2723606

Изобретение относится к медицине, а именно к способу оценки эффективности разгрузки пользователя при переносе и удержании грузов с помощью экзоскелета. Согласно способу, по крайней мере для одной ноги измеряют текущую силу вертикальной реакции на стопе выбранной ноги пользователя с грузом без экзоскелета и текущую силу вертикальной реакции на стопе выбранной ноги пользователя в экзоскелете с грузом при заранее заданном параметре измерений.