DE102020119166A1

DE102020119166A1 - Orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen einer unteren Extremität eines Benutzers

Info

Publication number: DE102020119166A1
Application number: DE102020119166.9A
Authority: DE
Inventors: Torsten Parth; Benjamin Schirrmeister; Jonas Bornmann; Paul Hunger
Original assignee: Ottobock SE and Co KGaA
Current assignee: Ottobock SE and Co KGaA
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-01-27
Also published as: WO2022018028A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen einer unteren Extremität und/oder eines unteren Rückens eines Benutzers (2), wobei die orthopädietechnische Einrichtung
- wenigstens ein oberes Gelenkelement (4),
- wenigstens ein unteres Gelenkelement (6), das relativ zu dem oberen Gelenkelement (4) verschwenkbar ist, und
- wenigstens einen passiven Aktuator aufweist, der eingerichtet ist, ein Drehmoment auf das obere Gelenkelement (4) und/oder das untere Gelenkelement aufzubringen, durch das das obere Gelenkelement (4) relativ zu dem unteren Gelenkelement (6) verschwenkbar ist, wobei die orthopädietechnische Einrichtung wenigstens ein Bodenkontaktelement (22) aufweist, das derart mit dem unteren Gelenkelement (6) verbunden ist, dass im angelegten Zustand der Einrichtung durch das von dem wenigstens einen passiven Aktuator aufgebrachte Drehmoment eine Kraft mittels des Bodenkontaktelementes (22) auf einen Boden, auf dem sich der Benutzer (2) befindet, übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen einer unteren Extremität und/oder eines unteren Rückens eines Benutzers, wobei die orthopädietechnische Einrichtung wenigstens ein oberes Gelenkelement, wenigstens ein unteres Gelenkelement, das relativ zu dem oberen Gelenkelement verschwenkbar ist, und wenigstens einen passiven Aktuator aufweist, der eingerichtet ist, ein Drehmoment auf das obere Gelenkelement und/oder das untere Gelenkelement aufzubringen, durch das das obere Gelenkelement relativ zu dem unteren Gelenkelement verschwenkbar ist.
Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik seit Langem bekannt und werden insbesondere beim Heben verwendet, um die Person, die beispielsweise einen schweren Gegenstand heben soll, zu unterstützen. Zusätzlich werden derartige Vorrichtungen für Personen verwendet, die in gebückter Haltung arbeiten müssen.
Eine Vorrichtung, die zu diesem Zweck konzipiert wurde, ist beispielsweise aus der US 443,113 bekannt. Sie verfügt über Oberschenkelelemente, die an den Oberschenkel des Trägers angeordnet werden. Über Schultergurte wird die Vorrichtung auch am Oberkörper des Trägers angeordnet. Zwischen den Schultergurten und den Oberschenkelelementen befinden sich Blattfederelemente, die beim Bücken gebogen und damit mit potentieller Energie aufgeladen werden. Dadurch üben die Blattfederelemente eine Kraft auf den Oberkörper aus, der die Streckung des Körpers unterstützt. Nachteilig ist jedoch, dass die entstehende Kraft immer ausgeübt wird, wenn ein Winkel zwischen dem Oberkörper und den Oberschenkel verändert wird. Sie wird folglich beispielsweise auch beim Treppensteigen oder Sitzen ausgeübt, was zumindest unbequem, gegebenenfalls jedoch auch störend und unbequem ist.
Prinzipiell ähnliche Vorrichtungen sind beispielsweise aus der US 2017/0196712 A1 und der US 2017/0360588 A1 bekannt. Die den unteren Rücken oder den Oberkörper unterstützende Kraft, die das Aufrichten der Person erleichtern soll, wird jedoch nicht immer ausgeübt. Im erstgenannten Stand der Technik kommt es erst bei Überschreiten eines gewissen Neigungswinkels, wenn also der Winkel zwischen dem Oberkörperelement der Vorrichtung und dem Oberschenkelelement der Vorrichtung einen vorbestimmten Winkel unterschreitet, zur Ausübung der Kraft. Bis zu diesem Winkel kann der Oberkörper relativ zum Oberschenkel geneigt werden, ohne dass ein Aktuator oder Energiespeicher energetisch aufgeladen wird. Dennoch kommt es bei dieser Vorrichtung immer dann zu einer unterstützenden Kraft, wenn der Oberkörper relativ zum Oberschenkel einen Winkel einschließt, der kleiner als der vorbestimmte Grenzwinkel ist, also der Oberkörper relativ zum Oberschenkel geneigt wird.
Bei den genannten Vorrichtungen wird die aufgebrachte Kraft auf den Oberschenkel aufgebracht, so dass dieser nahezu senkrecht zur Längsrichtung des Oberschenkelknochens belastet wird. Dies kann bei längerer Benutzung, die insbesondere dann vorliegt, wenn die Vorrichtungen zur Entlastung der Benutzer in ihren Berufen verwendet werden, zu Problemen und Schmerzen führen, da der Oberschenkel für Belastungen in dieser Richtung nicht ausgebildet ist.
Im Stand der Technik ist daher seit langem versucht worden, die Belastungen nicht in den Oberschenkel, sondern in den Boden abzuleiten. Aus der US 9,808,073 B1 , der US 8,474,672 B2 und der US 9,492300 B2 sind derartige Vorrichtungen bekannt, die den Benutzer beim Tragen einer Last unterstützen sollen. Die Last, die immer oberhalb der Hüfte, beispielsweise in Form eines Rucksackes oder Werkzeuges getragen wird, wird über ein Gestänge in unterschiedlichen Ausgestaltungen in den Boden abgeleitet. Dies hat zumeist eine Einschränkung der Bewegungsfreiheit der Beine zur Folge. Diese Vorrichtungen aus dem Stand der Technik funktionieren aufgrund des Verlaufs des Kraftflusses nur, wenn der Benutzer aufrecht steht oder geht. Sobald der Benutzer sich jedoch bückt oder vorbeugt, beispielsweise um einen schweren Gegenstand aufzuheben, sind diese Vorrichtungen nicht in der Lage, die benötigte und gewünschte Unterstützung zu liefern.
Aus der US 9,980,873 B2 ist eine Unterstützungsvorrichtung bekannt, die ein Kniegelenk aufweist, mittels dessen ein erstes Glied schwenkbar mit einem zweiten Glied verbunden ist. Zwischen den beiden Gliedern ist ein Aktuator angeordnet, der in einem ersten Betriebsmodus der Vorrichtung eine Kraft auf die beiden Glieder aufbringt, wenn das Knie gebeugt wird. In einem zweiten Betriebsmodus hingegen wird auch bei einem gebeugten Knie keine Kraft aufgebracht. Damit wird erreicht, dass das Knie einer Person unterstützt wird, die beispielsweise in die Hocke geht, während ein gebeugtes Knie in der Schwungphase eines Schrittes keine unterstützende Kraft erfährt. Daher ist in einigen der dargestellten Ausführungsformen ein Bodensensor vorhanden, durch den ermittelt werden kann, ob sich ein Bein des Benutzers am Boden befindet. Ein solcher Sensor kann beispielsweise in einem Schuh des Trägers angeordnet sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, dass die Kraft insbesondere auch dann in den Boden abgeleitet wird, wenn sich der Benutzer bückt oder vorbeugt.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer orthopädietechnischen Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sich dadurch auszeichnet, dass sie wenigstens ein Bodenkontaktelement aufweist, das derart mit dem unteren Gelenkelement verbunden ist, dass im angelegten Zustand der Einrichtung durch das von dem wenigstens einen passiven Aktuator aufgebrachte Drehmoment eine Kraft mittels des Bodenkontaktelementes auf einen Boden, auf dem sich der Benutzer befindet, übertragen wird.
Unter einem passiven Aktuator wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Aktuator verstanden, der ohne Motor und externen Antrieb auskommt. Seine Energie, die er zum Ausüben der Kraft benötigt, stammt aus der Bewegung verschiedener Bauteile der orthopädietechnischen Vorrichtung. Insbesondere wird der wenigstens eine passive Aktuator mit Energie aufgeladen, wenn sich das obere Gelenkelement relativ zu dem unteren Gelenkelement bewegt. Diese Bewegung ist insbesondere eine Verschwenkung, die bevorzugt erfolgt, wenn sich der Benutzer der Einrichtung vorbeugt oder bückt. Eine orthopädietechnische Einrichtung ist insbesondere eine Orthese oder ein Exoskelett. Ein passiver Aktuator benötigt folglich keine andere Energiequelle als den menschlichen Körper des Trägers oder die Schwerkraft.
Der passive Aktuator ist vorzugsweise so angeordnet, dass er ein Drehmoment auf das untere Gelenkelement und das obere Gelenkelement aufbringt. Durch dieses Drehmoment sind die beiden Elemente relativ zueinander verschwenkbar.
Vorzugsweise wirkt das von dem wenigstens einen passiven Aktuator aufgebrachte Drehmoment in Extensionsrichtung des Gelenkes, das durch das obere Gelenkelement und das untere Gelenkelement gebildet wird. Die Extensionsrichtung ist dabei die Schwenkrichtung, die das Gelenk streckt, während die entgegengesetzte Richtung, in der das Gelenk gebeugt wird, die sogenannte Flexionsrichtung ist.
Vorzugsweise ist das Bodenkontaktelement über wenigstens ein Kraftübertragungselement mit dem unteren Gelenkelement verbunden. Das Kraftübertragungselement kann beispielsweise eine Schiene oder Stange sein. Es ist vorzugsweise eingerichtet, Druckkräfte zu übertragen. Bevorzugt ist das Kraftübertragungselement mittels eines Gelenkes, beispielsweise eines Schwenkgelenkes, am distalen Ende des unteren Gelenkelementes angeordnet. Besonders bevorzugt befindet sich das Gelenk, dass das Kraftübertragungselement mit dem unteren Gelenkelement koppelt, im Bereich des Knies des Trägers der orthopädietechnische Einrichtung, wenn die orthopädietechnische Einrichtung im angelegten Zustand ist.
Der wenigstens eine passive Aktuator ist beispielsweise eingerichtet, eine Kraft, insbesondere eine Zugkraft, auf das untere Gelenkelement und/oder das obere Gelenkelement aufzubringen. Da diese Kraft jedoch bezüglich der Schwenkachse, um die die beiden Gelenkselemente relativ zueinander schwenkbar sind, exzentrisch aufgebracht wird, der Kraftangriffspunkt, also einen Abstand von der Schwenkachse aufweist, generiert diese Kraft ein Drehmoment, dessen Größe einerseits von der Stärke der aufgebrachten Kraft und andererseits vom Abstand zwischen dem Kraftangriffspunkt und der Schwenkachse abhängt.
Vorzugsweise ist die Einrichtung eine orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen eines unteren Rückens des Trägers. Das obere Gelenkelement ist dann vorzugsweise ein Oberkörperelement zum Anlegen an den Oberkörper des Trägers und das untere Gelenkelement ist ein Oberschenkelelement zum Anlegen an den Oberschenkel des Trägers.
Bückt sich der Benutzer mit angelegter Einrichtung oder beugt sich vor, werden das Oberschenkelelement und das Oberkörperelement relativ zueinander verschwenkt. Dazu ist es von Vorteil, aber nicht notwendig, wenn Oberkörperelement und Oberschenkelelement durch ein Gelenk direkt miteinander verbunden sind, das eine Element also schwenkbar an dem jeweils anderen Element angeordnet ist. Das von dem wenigstens einen passiven Aktuator aufgebrachte Drehmoment ist dann bevorzugt so ausgerichtet, dass es eine Verschwenkung in die entgegengesetzte Richtung unterstützt. Dadurch wird der Benutzer der Einrichtung beim Aufrichten unterstützt. Bei dem von dem wenigstens einen Aktuator aufgebrachten Drehmoment handelt es sich folglich um das Drehmoment, durch die der Benutzer der Einrichtung beim Aufrichten unterstützt wird.
Alternativ dazu ist die Einrichtung eine orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen eines Kniegelenks des Trägers. Das obere Gelenkelement ist in diesem Fall ein Oberschenkelelement zum Anlegen an den Oberschenkel und das untere Gelenkelement ist ein Unterschenkelelement zum Anlegen an den Unterschenkel des Trägers.
Die orthopädietechnische Einrichtung verfügt über wenigstens ein Bodenkontaktelement, mittels dessen eine Kraft, die aus dem von dem Aktuator aufgebrachten Drehmoment generiert wird, auf den Boden übertragen wird.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Bodenkontaktelement so angeordnet, dass es im angelegten Zustand der orthopädietechnische Einrichtung mit dem Boden in Kontakt kommt, wenn ein Fuß des Trägers, an dem die Bodenkontaktelement angeordnet ist, mit dem Boden in Kontakt ist. Vorzugsweise ist das Bodenkontaktelement im Bereich der Ferse am Fuß des Trägers, beispielsweise am oder in einem Schuh, den der Träger der Einrichtung trägt, angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das von dem wenigstens einen passiven Aktuator aufgebrachte Drehmoment und die daraus generierte Kraft sofort in den Boden eingeleitet werden kann und die unterstützende Wirkung entfaltet.
Alternativ dazu kann das Bodenkontaktelement auch so angeordnet sein, dass es im angelegten Zustand der orthopädietechnischen Einrichtung nicht mit dem Boden in Kontakt ist, solange von dem passiven Aktuator kein Drehmoment auf das untere Gelenkelement und/oder das obere Gelenkelement aufgebracht wird. Dadurch wird das Bodenkontaktelement geschont, da es beispielsweise nicht bei jedem Schritt, in der Träger der Einrichtung macht, mit dem Boden in Kontakt kommt und dadurch verschleißen kann. Allerdings ist in diesem Fall zunächst eine durch das Drehmoment hervorgerufene Verschiebung und Verschwenkung des unteren Gelenkelementes relativ zum oberen Gelenkelement nötig, bevor eine aus dem Drehmoment generierte Kraft über das Bodenkontaktelement in den Boden eingeleitet werden kann.
Um eine Kraft in den Boden einleiten zu können, wird bevorzugt wenigstens ein Kraftübertragungselement durch die von dem Aktuator aufgebrachte Kraft verschoben, bis die die Kraft übertragende Verbindung zum Boden hergestellt ist. In der Regel wird eine Druckkraft auf den Boden übertragen, so dass es für die die Kraft übertragende Verbindung ausreichend ist, wenn die einzelnen Bauteile und Elemente, durch die die Kraft übertragen wird, miteinander so in Kontakt sind, dass eine Druckkraft übertragen werden kann. Eine Befestigung der Bauteile und Elemente aneinander ist oftmals von Vorteil, aber nicht notwendig. So ist es beispielsweise ausreichend, wenn das Bodenkontaktelement mit dem Boden in Kontakt kommt und so eine auf das Bodenkontaktelement wirkende Druckkraft auf den Boden übertragen kann. Es muss dazu nicht am Boden befestigt sein.
Das Bodenkontaktelement ist bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt und verfügt bevorzugt über eine Anlagefläche, die an den Boden angelegt wird. Sie verfügt bevorzugt über ein rutschhemmendes Profil. Dadurch wird verhindert, dass das Bodenkontaktelement relativ zu dem Boden rutscht. Dies ist insbesondere bei hoher Belastung, wenn also die Unterstützung des Benutzers durch die Vorrichtung besonders groß ist, zu vermeiden. Die Anlagefläche ist vorzugsweise gebogen, beispielsweise kreisförmig gebogen ausgebildet, um unabhängig von der Orientierung, in der sie mit dem Boden in Kontakt kommt, eine möglichst einheitliche und vorzugsweise rutschfeste Ausgestaltung zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Bodenkontaktelement derart an dem Kraftübertragungselement angeordnet, dass es mit diesem verschoben wird. Die vom Aktuator aufgebrachte Kraft wirkt in diesem Fall derart, dass das Kraftübertragungselement, an dem sich das Bodenkontaktelement befindet, verschoben und das Bodenkontaktelement an den Boden gedrückt wird. Ab dem Moment, an dem das Bodenkontaktelement in Kontakt mit dem Boden kommt, dient der Boden für die nach diesem Moment aufgebrachte Kraft, die aus dem von dem wenigstens einen Aktuator aufgebrachten Drehmoment generiert wird, als Gegenlager, so dass die Kraft in den Boden abgeleitet wird. Dies geschieht nahezu oder vollständig unabhängig von der Orientierung und/oder Position des Bodenkontaktelementes, so dass die den Benutzer unterstützende Wirkung auch dann erreicht wird, wenn der Benutzer der Einrichtung nicht aufrecht steht oder geht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Bodenkontaktelement nicht in Kontakt mit dem Boden, wenn der Träger aufrecht steht oder geht.
Alternativ dazu kann ein Bodenkontaktelement auch derart positioniert sein, dass es mit dem Boden in Kontakt ist, unabhängig davon, ob der Träger der Einrichtung aufrecht steht oder geht oder ob er sich beispielsweise nach vorn beugt. Ein solches Bodenkontaktelement kann beispielsweise an einem Schuh des Trägers angeordnet sein oder durch einen Schuh gebildet sein. In dieser Ausgestaltung ist das wenigstens eine Kraftübertragungselement relativ zu wenigstens einem Bodenkontaktelement verschiebbar. Eine die Kraft übertragende Verbindung ist herstellbar, indem das Kraftübertragungselement durch die Kraft, die aus dem vom Aktuator aufgebrachten Drehmoment erzeugt wird, verschoben wird. Die Verschiebung erfolgt, bis das Bodenkontaktelement und das Kraftübertragungselement miteinander derart in Kontakt sind, dass die die Kraft übertragende Verbindung hergestellt ist. Danach wird die Kraft in den Boden übertragen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist wenigstens ein Bodenkontaktelement an einem Kraftübertragungselement in Form eines Unterschenkelelementes angeordnet, das an dem unteren Gelenkelement, das in diesem Fall als Oberschenkelelement ausgebildet ist, schwenkbar angeordnet ist und sich bevorzugt entlang des Unterschenkels des Trägers erstreckt. Bevorzugt sind das Oberschenkelelement und das Unterschenkelelement durch ein Gelenk mit einer Schwenkachse miteinander verbunden. Es handelt sich bevorzugt um ein freilaufendes Gelenk, das den Freiheitsgrad des Knies abbildet.
Bevorzugt verfügt das Kraftübertragungselement in Form des Unterschenkelelementes über eine Unterschenkelschale zum Anlegen an einen Unterschenkel des Benutzers. Diese ist bevorzugt entlang einer Längserstreckung des Kraftübertragungselementes relativ zu dem Kraftübertragungselement verschiebbar. Steht der Benutzer der Einrichtung aufrecht, erstreckten sich das Oberschenkelelement und das daran angeordnete Unterschenkelelement entlang der Beinrichtung, bevorzugt also entlang der Richtung des Schwerefeldes der Erde. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn in diesem Zustand eine kombinierte Länge des Unterschenkelelementes und des Oberschenkelelementes nicht ausreicht, damit das an Unterschenkelelement angeordnete Bodenkontaktelement mit dem Boden in Kontakt ist. Kniet sich der Benutzer der Einrichtung jedoch beispielsweise hin, verringert sich der Abstand zwischen dem distalen Ende des Oberschenkelelementes, das vorzugsweise im Bereich der Hüfte oder des Beckens des Benutzers angeordnet ist, und dem Boden. Der wenigstens eine passive Aktuator übt das Drehmoment auf das Oberschenkelement auf, das dadurch so lange relativ zudem Oberkörperelement verschwenkt wird, bis das Bodenkontaktelement mit dem Boden in Kontakt kommt. Das Bodenkontaktelement ist bevorzugt an einem distalen Ende des Unterschenkelelementes angeordnet.
Selbstverständlich kann das Kraftübertragungselement auch in Form eines Unterschenkelelementes ausgebildet sind, ohne dass sich das Bodenkontaktelement an seinem distalen Ende befindet. Die Verbindung zwischen dem Bodenkontaktelement und dem Unterschenkelelement wird dann erst durch das Verschieben des Kraftübertragungselementes, in dieser Ausgestaltung also des Unterschenkelelementes, relativ zu dem Bodenkontaktelement erreicht. Die Unterschenkelschale bleibt dabei bevorzugt in ihrer Position relativ zum Unterschenkel, an dem sie anliegt. Dies wird erreicht, indem die Unterschenkelschale entlang des Kraftübertragungselementes relativ zu diesem verschieblich ist. Wenn also das Kraftübertragungselement verschoben wird, um beispielsweise den Kontakt zum Bodenelement oder zu Boden herzustellen, muss die Unterschenkelschale dieser Bewegung nicht folgen, sondern bleibt in der Position am Unterschenkel. Dadurch wird ein Verrutschen der Unterschenkelschale verhindert.
Da die Unterschenkelschale in Längsrichtung des Unterschenkelelementes verschiebbar an dem Unterschenkelelement angeordnet ist, kann sich das Unterschenkelelement in dieser Richtung relativ zu der an dem Unterschenkel anliegenden Unterschenkelschale verschieben und so mit dem Boden in Kontakt gebracht werden. Die Unterschenkelschale verschiebt sich dabei relativ zu dem Unterschenkel vorzugsweise nicht. Wird nun von dem wenigstens einen passiven Aktuator eine Kraft und damit das Drehmoment auf das Oberschenkelelement aufgebracht, werden das Oberschenkelelement und damit auch das daran angeordnete Unterschenkelelement bewegt. Da der Fuß des Benutzers sich in diesem Zustand vorzugsweise am Boden befindet und sich relativ zu diesem nicht verschiebt oder verschieben kann, wird sich das Unterschenkelelement aufgrund der durch den wenigstens einen passiven Aktuator hervorgerufenen Bewegung relativ zu der Unterschenkelschale verschieben. Dadurch wird entweder das Kraftübertragungselement in Form des Unterschenkelelementes mit dem Bodenkontaktelement oder das Bodenkontaktelement mit dem Boden in Kontakt kommen. Ab diesem Moment dient der Boden als Gegenlager für die vom Aktuator aufgebrachte Kraft.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Bodenkontaktelement an einem distalen Ende des Oberschenkelelementes, wenn dieses das untere Gelenkelement bildet, angeordnet. Dieses wenigstens ein Bodenkontaktelement ist von besonderem Vorteil, wenn der Benutzer der Vorrichtung kniet und sich aufrichten oder aufstehen will. In diesem Zustand befindet sich wenigstens ein Knie des Benutzers am Boden. Der zugehörige Fuß hingegen ist nur mit den Zehen mit dem Boden in Kontakt. Ein Bodenkontaktelement an einem distalen Ende eines Unterschenkelelementes kann also auch durch Längsverschiebung des Unterschenkelelementes nicht mit dem Boden in Kontakt kommen. Das wenigstens eine Bodenkontaktelement an dem distalen Ende des Oberschenkelelementes hingegen kommt mit dem Boden in Kontakt, sobald in dieser Haltung des Benutzers der wenigstens eine passive Aktuator durch die von ihm aufgebrachte Kraft das Oberschenkelelement relativ zu dem Oberkörperelement verschwenkt. Sobald das Bodenkontaktelement mit dem Boden in Kontakt ist, wirkt der Boden auch in dieser Ausgestaltung als Gegenlager für die von dem wenigstens einen passiven Aktuator aufgebrachte Kraft. Bei dieser Ausgestaltung dient das Oberschenkelement bevorzugt gleichzeitig als Kraftübertragungselement.
Das wenigstens eine Bodenkontaktelement am distalen Ende des Oberschenkelelementes steht bevorzugt nach frontal über das Oberschenkelelement über. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Benutzer der Einrichtung aufrecht steht.
Bevorzugt ist das Kraftübertragungselement in Form des Unterschenkelelementes oder zumindest ein distaler Anteil davon um eine Längsachse des Unterschenkelelementes drehbar. Auf diese Weise wird eine Bewegungsfreiheit des Unterschenkels und damit des Fußes durch die Einrichtung nicht eingeschränkt. Bevorzugt weist das Unterschenkelelement einen proximalen Anteil und einen distalen Anteil auf, die bevorzugt als separate Bauteile ausgebildet und bevorzugt beide stangen- oder rohrförmig ausgebildet sind. Die beiden Bauteile sind bevorzugt derart miteinander verbunden, dass sie relativ zueinander um die Längsachse des Unterschenkelelementes drehbar sind. Die Längsachse des Unterschenkelelementes ist dabei nicht notwendigerweise eine Symmetrieachse. Insbesondere ist es nicht notwendig, wenn auch von Vorteil, wenn das Unterschenkelelement, der proximale und/oder der distale Anteil eine Rotationssymmetrie aufweisen, deren Symmetrieachse die Längsachse bildet. Für die Funktionsweise der hier beschriebenen Ausführungsformen ist es ausreichend, wenn die Längsachse des Unterschenkelelementes der Richtung der Längserstreckung entspricht.
Bevorzugt ist die Unterschenkelschale an dem distalen Anteil des Unterschenkelelementes angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt der wenigstens eine passive Aktuator über wenigstens einen mechanischen Energiespeicher. Dies ist besonders bevorzugt, wenn die Einrichtung eine orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen eines unteren Rückens ist. In diesem Fall verfügt die Einrichtung vorzugsweise über ein Beckenelement. Das Oberkörperelement weist bevorzugt ein erstes Eingriffselement und das Oberschenkelelement ein zweites Eingriffselement auf. Dabei ist das Oberschenkelelement um eine erste Schwenkachse schwenkbar an dem Beckenelement angeordnet und das Oberkörperelement relativ zu dem Beckenelement bewegbar angeordnet. Das erste Eingriffselement ist mit dem zweiten Eingriffselement in Eingriff und außer Eingriff bringbar, indem das Oberkörperelement relativ zu dem Beckenelement bewegt wird und der mechanische Energiespeicher ist aufladbar und entladbar, indem das Oberschenkelelement relativ zu dem Oberkörperelement verschwenkt wird, wenn das erste Eingriffselement mit dem zweiten Eingriffselement in Eingriff ist.
Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der untere Rücken des Benutzers nicht immer dann einer Unterstützung bedarf, wenn ein Winkel zwischen einem Oberkörperelement, das beispielsweise im Brustbereich oder im Rückenbereich des Oberkörpers des Trägers angeordnet wird, und dem Oberschenkel des Trägers einen vorbestimmten Winkel unterschreitet, die beiden Körperteile also gegeneinander verschwenkt werden. Vielmehr ist eine Unterstützung nur dann notwendig, wenn es zu einer Verschwenkung zwischen dem Oberkörper, also beispielsweise den Brustkorb, des Trägers und dem Becken des Trägers kommt. Durch die Vorrichtung wird erreicht, dass immer dann, wenn diese Verschwenkung zwischen dem Oberkörper und dem Becken des Trägers eintritt, eine unterstützende Kraft ausgeübt wird. Wird hingegen der Oberkörper relativ zum Oberschenkel verschwenkt, ohne dass es zu einer Bewegung des Oberkörpers relativ zum Becken kommt, soll gegebenenfalls keine Kraft ausgeübt werden.
Das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement sind dabei derart ausgebildet, dass eine Kraft zwischen den beiden übertragen werden kann, wenn sie sich im Eingriff befinden und keine Kraft übertragen wird, wenn sie nicht in Eingriff sind. Sie sind zudem derart ausgebildet, dass sie mehrfach in Eingriff und außer Eingriff gebracht werden können. Es handelt sich vorzugsweise um zwei Formschlusselemente und/oder zwei Kraftschlusselemente, besonders bevorzugt zwei Reibschlusselemente.
In dieser Ausgestaltung muss das Oberkörperelement, das vorzugsweise am Rücken oder am Brustkorb des Trägers angeordnet wird, relativ zum Beckenelement, das bevorzugt am Becken des Trägers angeordnet wird, bewegt werden, um das erste Eingriffselement mit dem zweiten Eingriffselement in Eingriff zu bringen. Erst dann kann durch weiteres Verschwenken der Energiespeicher des wenigstens einen passiven Aktuators mit mechanischer Energie aufgeladen oder entladen werden. Ohne diese Bewegung des Oberkörperelementes relativ zum Beckenelement bleiben die beiden Eingriffselemente außer Eingriff und eine Bewegung des Oberschenkelelementes relativ zum Oberkörperelement hat keine energetische Aufladung des Energiespeichers zur Folge. Daher kann auch keine die Streckung unterstützende Kraft aufgebracht werden.
Vorzugsweise weist der mechanische Energiespeicher wenigstens ein Federelement auf oder ist ein Federelement. Alternativ oder zusätzlich dazu verfügt er über wenigstens einen Druckspeicher, ein pneumatisches und/oder ein hydraulisches System und/oder über einen hydraulischen Energiespeicher.
Durch diese Ausgestaltung der orthopädietechnischen Einrichtung wird folglich erreicht, dass beim Sitzen oder Treppensteigen, wobei es in der Regel nicht zu einer ausreichenden Bewegung zwischen dem Oberkörperelement und dem Beckenelement kommt, keine zusätzliche die Streckung unterstützende Kraft aufgebracht wird, während beispielsweise beim Heben schwerer Gegenstände eine Unterstützung erreicht wird. Bei dieser Art Bewegungen wird das Oberkörperelement relativ zum Beckenelement bewegt und dadurch das erste Eingriffselement mit dem zweiten Eingriffselement in Eingriff gebracht. Wird in diesem Zustand das Oberschenkelelement relativ zum Beckenelement verschwenkt, wird der mechanische Energiespeicher mit potentieller Energie aufgeladen, wodurch eine die Streckung unterstützende Kraft aufgebracht wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erste Eingriffselement ein Zahnrad auf, das exzentrisch um eine zweite Schwenkachse schwenkbar an dem Beckenelement angeordnet ist. Das zweite Eingriffselement ist in dieser Ausgestaltung vorzugsweise ein Zahnrad, das drehfest am Oberschenkelelement angeordnet ist.
Vorzugsweise ist das Oberkörperelement derart mit dem ersten Eingriffselement und insbesondere mit dem Zahnrad des ersten Eingriffselementes verbunden, dass das erste Eingriffselement um die zweite Schwenkachse verschwenkt wird, wenn das Oberkörperelement relativ zum Beckenelement bewegt wird. Durch diese Bewegung kommt das Zahnrad des ersten Eingriffselementes mit dem zweiten Eingriffselement, das vorzugsweise ebenfalls ein Zahnrad aufweist, in Kontakt und wird mit ihm in Eingriff gebracht. Wird in diesem Zustand der Oberschenkel relativ zum Oberkörper bewegt, beispielsweise indem der Träger in die Knie geht, wird der mechanische Energiespeicher mit potentieller Energie aufgeladen.
Bei der umgekehrten Bewegung wird zunächst diese potentielle Energie wieder abgegeben, indem eine Kraft auf das Oberschenkelelement und/oder das Oberkörperelement ausgeübt wird, die die Streckung des Körpers des Trägers unterstützt. Dabei wird zunächst das Oberschenkelelement relativ zu dem Oberkörperelement verschwenkt, bis wenigstens ein Bodenkontaktelement mit dem Boden in Kontakt kommt, der dann als Gegenlager wirkt. Erst wenn das Oberkörperelement relativ zum Becken und damit relativ zu dem am Becken befestigten Beckenelement zurück bewegt wird, wird das erste Eingriffselement mit dem zweiten Eingriffselement außer Eingriff gebracht und der mechanische Energiespeicher kann nicht wieder aufgeladen oder weiter entladen werden.
Vorteilhafterweise verfügen das Oberkörperelement und das erste Eingriffselement über zueinander korrespondierende Verbindungselemente, sodass das Oberkörperelement in mehreren Positionen mit dem ersten Eingriffselement verbindbar ist. So kann beispielsweise das Oberkörperelement einen Vorsprung oder Stift oder Pin aufweisen, der in Ausnehmungen oder Vertiefungen am ersten Eingriffselement einsetzbar ist. Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Ausgestaltung möglich, bei der das erste Eingriffselement über einen Vorsprung, Stift oder Pin verfügt und die Ausnehmungen und Vertiefungen am Oberkörperelement vorhanden sind. Unabhängig von der tatsächlichen Ausgestaltung ist von Vorteil, wenn das Oberkörperelement und das erste Eingriffselement in unterschiedlichen Positionen und Relativ-Orientierungen zueinander befestigt werden können. Besonders bevorzugt haben diese unterschiedlichen Positionen zur Folge, dass das erste Eingriffselement in unterschiedlichen Winkelstellungen um die zweite Schwenkachse herum positioniert ist. Dadurch kann eingestellt werden, wie stark das Oberkörperelement relativ zum Beckenelement bewegt werden muss, um die beiden Eingriffselemente in Eingriff zu bringen. Es ist folglich einstellbar, zu welchem Zeitpunkt während einer Bewegung der mechanische Energiespeicher aufgeladen werden kann.
Besonders bevorzugt verfügt die orthopädietechnische Einrichtung über eine Verschiebeeinrichtung, die eingerichtet ist, das erste Eingriffselement und/oder das zweite Eingriffselement aufeinander zu zu bewegen, wenn das Oberkörperelement zu dem Beckenelement einen Winkel einnimmt, der kleiner als ein vorbestimmter Grenzwinkel ist. Der Winkel zwischen dem Oberkörperelement und dem Beckenelement beträgt ca. 180°, wenn der Träger der Vorrichtung aufrecht steht. Bückt er sich oder neigt eher den Oberkörper relativ zum Beckenelement, wird dieser Winkel kleiner. Passiert der Winkel dabei den vorbestimmten Grenzwinkel, ist danach der Winkel kleiner als dieser vorbestimmte Grenzwinkel, sodass die Verschiebeeinrichtung die beiden Eingriffselemente aufeinander zu bewegt. Bevorzugt bewegt die Verschiebeeinrichtung entweder das erste Eingriffselement oder das zweite Eingriffselement, während das jeweils andere Eingriffselement ortsfest bleibt. Alternativ dazu bewegt die Verschiebeeinrichtung sowohl das erste Eingriffselement als auch das zweite Eingriffselement.
Im Gegensatz zu der weiter oben beschriebenen Ausführungsform, bei der bei dem Bewegen des Oberkörperelementes relativ zum Beckenelement die beiden Eingriffselemente kontinuierlich aufeinander zu bewegt werden und bei Erreichen des Grenzwinkels miteinander in Eingriff sind, wird bei der hier beschriebenen Ausführungsform zunächst keine Bewegung der beiden Kraftübertragungselemente aufeinander zu erreicht. Erst wenn der Winkel zwischen dem Oberkörperelement und dem Beckenelement den vorbestimmten Grenzwinkel passiert, kommt es zu der hier beschriebenen Bewegung, sodass danach die beiden Eingriffselemente miteinander in Eingriff sind.
Besonders bevorzugt ist die Verschiebeeinrichtung eingerichtet, das erste Eingriffselement und/oder das zweite Eingriffselement voneinander weg zu bewegen, wenn das Oberkörperelement zu dem Beckenelement einen Winkel einnimmt, der größer als der vorbestimmte Grenzwinkel ist.
Um das erste Eingriffselement und/oder das zweite Eingriffselement zu bewegen, ist die Verschiebeeinrichtung eingerichtet, eine Kraft auf das jeweils zu bewegende Eingriffselement auszuüben. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese Kraft aufrechterhalten wird, nachdem das jeweilige Eingriffselement bewegt wurde und die beiden Eingriffselemente in Eingriff oder außer Eingriff gebracht wurden. Damit kann sichergestellt werden, dass es nicht zu einer versehentlichen Veränderung des Zustandes kommt. Sind die beiden Eingriffselemente durch eine Kraft der Verschiebeeinrichtung in Eingriff gebracht worden, so bleibt die dazu verwendete Kraft aufrechterhalten, um zu verhindern, dass die beiden Eingriffselemente versehentlich außer Eingriff gebracht werden, wodurch die Funktionsfähigkeit der orthopädietechnischen Einrichtung beeinträchtigt würde. Gleiches gilt für Kraft, die die beiden Eingriffselemente außer Eingriff bringt. Auch diese Kraft bleibt bevorzugt aufrechterhalten, um zu verhindern, dass es zu einer versehentlichen Verschiebung des jeweiligen Eingriffselementes kommt, wodurch beide Eingriffselemente wieder in Eingriff gebracht würden.
Bevorzugt sind an dem Beckenelement oder an dem Oberschenkelelement wenigstens zwei Magnete und an dem jeweils anderen Element wenigstens ein Magnet derart angeordnet, dass sie eine Kraft aufeinander ausüben, deren Richtung wechselt, wenn der Winkel beim Bewegen des Oberkörperelementes relativ zu dem Beckenelement den vorbestimmten Grenzwinkel passiert. In dieser Ausgestaltung verfügt die Verschiebeeinrichtung folglich über die genannten Magnete. An dem Element am Oberkörperelement oder am Beckenelement, an dem wenigstens zwei Magnete angeordnet sind, sind diese bevorzugt in unterschiedlicher Orientierung angeordnet. Dies bedeutet, dass bei wenigstens einem der Magnete der Nordpol und bei wenigstens einem anderen der Südpol in Richtung auf das jeweils andere Element der orthopädietechnischen Einrichtung gerichtet ist.
Ist der Winkel zwischen dem Oberkörperelement und dem Beckenelement größer als der vorbestimmte Grenzwinkel sind die beiden Eingriffselemente nicht miteinander in Eingriff. Bevorzugt wird folglich eine Kraft ausgeübt, die die beiden Eingriffselemente voneinander weg hält. Dies kann geschehen, indem die Magnete eine Kraft aufeinander ausüben. Dies kann beispielsweise eine abstoßende Kraft sein. Dies wird erreicht, indem ein Magnet des Beckenelementes und ein Magnet des Oberschenkelelementes nahe aneinander positioniert sind, sodass ihre gleichnamigen Pole, also jeweils Südpol oder jeweils Nordpol, aufeinander zu gerichtet sind. Wird nun das Beckenelement relativ zum Oberschenkelelement bewegt, werden auch die an den jeweiligen Elementen angeordneten Magnete bewegt. Es kommt folglich zu einer Verschiebung der bewegt Magnete zueinander. In dem Moment, in dem der Winkel des Oberkörperelementes relativ zum Beckenelement den vorbestimmten Grenzwinkel passiert, kommt vorzugsweise ein zweiter Magnet des Beckenelementes oder des Oberschenkelelementes in den Bereich des wenigstens einen Magnetes des jeweils anderen Elementes. Dabei kommt es nun zu einer anziehenden Kraft, da ungleichnamige Pole der beiden Magnete zueinander gerichtet werden.
Vorteilhafterweise ist die orthopädietechnische Einrichtung in einen aktiven und in einen passiven Zustand bringbar. Der aktive Zustand wurde bisher beschrieben und zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement in Eingriff und außer Eingriff bringbar sind, indem das Oberkörperelement relativ zu dem Beckenelement bewegt wird. Im passiven Zustand ist dies nicht möglich. Wird im passiven Zustand das Oberkörperelement relativ zu dem Beckenelement bewegt, kommen die beiden Eingriffselemente nicht in Eingriff oder außer Eingriff.
Vorzugsweise verfügt die Einrichtung über wenigstens ein Betätigungselement, durch dessen Betätigung die Einrichtung von dem aktiven Zustand in den passiven Zustand und/oder umgekehrt bringbar ist. Durch ein solches Betätigungselement kann beispielsweise eine Bewegung des ersten Eingriffselementes von der Bewegung des Oberkörperelementes abgekoppelt werden. Durch erneute Betätigung des Betätigungselementes wird die Bewegung wieder gekoppelt, sodass die Eingriffselemente in Eingriff bringbar sind.
Mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

1-6 - Einrichtungen gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im angelegten Zustand in unterschiedlichen Situationen.

1 zeigt eine Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im angelegten Zustand. Ein Benutzer 2 trägt die Einrichtung, die ein Oberkörperelement 4, das an einem Oberkörper des Benutzers 2 angeordnet ist, und ein Oberschenkelelement 6 aufweist. Das Oberschenkelelement 6 ist um eine Schwenkachse 8 schwenkbar an einem Beckenelement 10 angeordnet und daher auch gegenüber dem Oberkörperelement 4, das ebenfalls bewegbar am distalen Ende am Beckenelement 10 angeordnet ist, verschwenkbar. Am distalen Ende des Oberschenkelelementes 6 ist ein Kraftübertragungselement in Form eines Unterschenkelelementes 12 angeordnet, an dem eine Unterschenkelschale 14 angeordnet ist. Diese ist an einem Unterschenkel des Benutzers 2 festgelegt.
Die Unterschenkelschale 14 ist relativ zu dem Unterschenkelelement 12 längsverschieblich angeordnet, was durch den Doppelpfeil 16 dargestellt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt die Unterschenkelschale 14 über einen Vorsprung 18 in Form eines Stiftes, der in einem dafür an dem Unterschenkelelement angeordneten Langloch 20 gleitend gelagert ist. Am distalen Ende des Unterschenkelelementes befindet sich ein Bodenkontaktelement 22, das in der in 1 gezeigten Situation mit dem Boden in Kontakt ist.
Die Einrichtung verfügt zudem über einen passiven Aktuator 24, der im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen dem Oberschenkelelement 6 und einem Kraftangriffshebel 26 des Oberkörperelementes 4 angeordnet ist. In der in 1 gezeigten Situation hat sich der Benutzer 2 vorgebeugt, um einen Gegenstand 28 aufzuheben. Dabei ist sein Oberkörper mit dem sich daran befindlichen Oberkörperelement 4 relativ zu dem Oberschenkelelement 6 verschwenkt worden. Der passive Aktuator 24, der beispielsweise ein Federelement, beispielsweise ein Expander sein kann, wurde dabei gespannt und übt jetzt eine Kraft aus, die das Oberschenkelement 6 in Richtung des Pfeiles 30 zieht. Dadurch wird auf das Oberschenkelelement 6 ein Drehmoment um die Schwenkachse 8 gegen den Uhrzeigersinn aufgebracht.
Zunächst folgt das Oberschenkelelement 6 diesem Drehmoment und wird in die genannte Richtung um die Schwenkachse 8 verschwenkt. Dabei wird auch das sich am distalen Ende des Oberschenkelelementes 6 befindende Kraftübertragungselement in Form des Unterschenkelelementes 12 bewegt und in 1 nach unten verschoben bis die in 1 gezeigte Situation erreicht ist und das Bodenkontaktelement 22 den Boden berührt. Das Unterschenkelelement 12 wird dabei relativ zu der Unterschenkelschale 14 verschoben. Sobald das Bodenkontaktelement 22 den Boden berührt, ist eine weitere Bewegung des Unterschenkelelementes 12 in dieser Richtung nicht mehr möglich und der Boden dient als Gegenlager für die von dem passiven Aktuator 24 aufgebrachte Kraft, die nun den Benutzer 2 beim Aufrichten unterstützt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt das Unterschenkelelement 12 über einen proximalen Anteil 32 und über einen distalen Anteil 34, die entlang des Doppelpfeiles 36 relativ zueinander verdrehbar sind.
2 zeigt die Einrichtung aus 1 in einer anderen Bewegungssituation des Benutzers 2. Das Oberschenkelelement 6 ist in der gezeigten Situation nicht relativ zu dem Oberkörperelement 4 verschwenkt, so dass der passive Aktuator 24 nicht gespannt wurde und daher auch keine Kraft ausübt. Das Bodenkontaktelement 22 steht daher nicht über die Fußsohle des Benutzers 2 hinaus und stellt daher keine Bewegungseinschränkung dar. Man erkennt, dass der Vorsprung 18 im Vergleich zu der Situation in 1 deutlich nach distal verschoben in dem Langloch 20 positioniert ist. Dies bedeutet, das Unterschenkelelement 12 ist im Vergleich zu der Situation in 1 weiter nach proximal, also Richtung Knie, relativ zu der Unterschenkelschale 14 verschoben.
In 3 ist eine weitere Situation dargestellt. Der Benutzer 2 beugt seinen Oberkörper bei gestreckten Beinen nach vorn. Das Oberkörperelement 4 weist ein nicht dargestelltes erstes Eingriffselement und das Oberschenkelelement 6 ein ebenfalls nicht dargestelltes zweites Eingriffselement auf. Diese sind in der in 3 dargestellten Situation außer Eingriff miteinander, so dass der passive Aktuator 24 keine Kraft ausübt, obwohl das Oberkörperelement 4 relativ zu dem Oberschenkelelement 6 verschwenkt ist.
4 zeigt einen knienden Benutzer 2, der eine Einrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung trägt. Sie verfügt über das Oberkörperelement 4 und das Oberschenkelelement 6, zwischen denen der passive Aktuator 24 angeordnet ist. Das Bodenkontaktelement 22 am distalen Ende des Unterschenkelelementes 12 ist in dieser Haltung des Benutzers 2 nicht so angeordnet, dass es durch das von dem passiven Aktuator 24 aufgebrachte Drehmoment mit dem Boden in Kontakt gebracht werden kann. Die Einrichtung weist für diesen Fall ein weiteres Bodenkontaktelement 38 auf. Dieses ist bevorzugt an einem distalen Ende des Oberschenkelelementes 6 angeordnet, das als Kraftübertragungselement wirkt. Durch das von dem passiven Aktuator 24 aufgebrachte Drehmoment wird das Oberschenkelement 6 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 8 herum verschwenkt, bis das Bodenkontaktelement 38 mit dem Boden in Kontakt kommt. Danach wirkt der Boden als Gegenlager für die von dem passiven Aktuator 24 aufgebrachte Kraft.
5 entspricht im Wesentlichen der Darstellung aus 1, wobei in 5 das Bodenkontaktelement 22 so ausgebildet ist, dass es unabhängig von der Position des Benutzers 2 in Kontakt mit dem Boden ist, sofern der Fuß des Benutzers mit dem Boden in Kontakt ist. Daher ist eine Verschiebevorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist und die Verschiebung entlang des Doppelpfeils 16 in 1 ermöglicht, bei der Ausführungsform in 5 unnötig. Das Oberschenkelelement 6, das das untere Gelenkelement bildet, ist gelenkig mit dem Unterschenkelelement 12 verbunden, das das Kraftübertragungselement bildet. Der passive Aktuator 24 übt ein Drehmoment aus, in dem von der Schwenkachse 8 entfernt, also bezüglich dieser Achse exzentrisch, eine Zugkraft durch den Aktuator 24 aufgebracht wird.
6 zeigt die Darstellung aus 5 mit dem gleichen Bodenkontaktelement 22. Der Unterschied zu 5 besteht darin, dass das Oberschenkelelement 6, also das untere Gelenkelement, länger ausgebildet ist. Eine Anbindung des Oberschenkelelementes 6 oder die Unterschenkelelementes 12 am Bein des Trägers ist nicht vorhanden. Dadurch ergibt sich die Bewegungsfreiheit entlang der Pfeile 30. Durch die Gelenke, die das Beckenelement 10 mit dem Oberschenkelelement 6, dem Unterschenkelelement 12 sowie dem Bodenkontaktelement 22 verbinden, ist eine Bewegung nur in einer Ebene und ein Ausbrechen aus dieser Ebene nicht möglich.
Bezugszeichenliste

2: Benutzer
4: Oberkörperelement
6: Oberschenkelelement
8: Schwenkachse
10: Beckenelement
12: Unterschenkelelement
14: Unterschenkelschale
16: Doppelpfeil
18: Vorsprung
20: Langloch
22: Bodenkontaktelement
24: passiver Aktuator
26: Kraftangriffshebel
28: Gegenstand
30: Pfeil
32: proximaler Anteil
34: distaler Anteil
36: Doppelpfeil
38: Bodenkontaktelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 443113 [0003]
US 2017/0196712 A1 [0004]
US 2017/0360588 A1 [0004]
US 9808073 B1 [0006]
US 8474672 B2 [0006]
US 9492300 B2 [0006]
US 9980873 B2 [0007]

Claims

Orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen einer unteren Extremität und/oder eines unteren Rückens eines Benutzers (2), wobei die orthopädietechnische Einrichtung - wenigstens ein oberes Gelenkelement (4), - wenigstens ein unteres Gelenkelement (6), das relativ zu dem oberen Gelenkelement (4) verschwenkbar ist, und - wenigstens einen passiven Aktuator aufweist, der eingerichtet ist, ein Drehmoment auf das obere Gelenkelement (4) und/oder das untere Gelenkelement aufzubringen, durch das das obere Gelenkelement (4) relativ zu dem unteren Gelenkelement (6) verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die orthopädietechnische Einrichtung wenigstens ein Bodenkontaktelement (22) aufweist, das derart mit dem unteren Gelenkelement (6) verbunden ist, dass im angelegten Zustand der Einrichtung durch das von dem wenigstens einen passiven Aktuator aufgebrachte Drehmoment eine Kraft mittels des Bodenkontaktelementes (22) auf einen Boden, auf dem sich der Benutzer (2) befindet, übertragen wird.
Orthopädietechnische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenkontaktelement (22) über wenigstens ein Kraftübertragungselement mit dem unteren Gelenkelement (6) verbunden ist.
Orthopädietechnische Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bodenkontaktelement (22) derart an dem Kraftübertragungselement angeordnet ist, dass es mit diesem verschoben wird.
Orthopädietechnische Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kraftübertragungselement relativ zu wenigstens einem Bodenkontaktelement (22) verschiebbar ist und eine die Kraft übertragende Verbindung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Bodenkontaktelement (22) herstellbar ist, indem das Kraftübertragungselement durch das vom Aktuator aufgebrachte Drehmoment verschoben wird.
Orthopädietechnische Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement an dem unteren Gelenkelement (6) schwenkbar angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement eine Unterschenkelschale (14) zum Anlegen an einen Unterschenkel des Benutzers (2) aufweist, die entlang einer Längserstreckung des Kraftübertragungselementes relativ zu dem Kraftübertragungselement verschiebbar ist.
Orthopädietechnische Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem distalen Ende des unteren Gelenkelementes (6) wenigstens ein Bodenkontaktelement (38) angeordnet ist, das bevorzugt nach frontal über das untere Gelenkelement (6) hervorsteht.
Orthopädietechnische Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement oder ein distaler Anteil (34) des Kraftübertragungselementes um eine Längsachse des Kraftübertragungselement drehbar ist.
Orthopädietechnische Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem drehbaren distalen Anteil des Kraftübertragungselementes die Unterschenkelschale (14) angeordnet ist.
Orthopädietechnische Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine passive Aktuator einen mechanischen Energiespeicher aufweist.
Orthopädietechnische Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, das obere Gelenkelement ein Oberkörperelement (4) und das untere Gelenkelement ein Oberschenkelelement (6) ist und dass die Einrichtung zusätzlich ein Beckenelement (10) aufweist und das Oberkörperelement (4) ein erstes Eingriffselement und das Oberschenkelelement (6) ein zweites Eingriffselement aufweist, wobei - das Oberschenkelelement (6) um eine erste Schwenkachse (8) schwenkbar an dem Beckenelement (10) angeordnet ist, - das Oberkörperelement (4) relativ zu dem Beckenelement (10) bewegbar angeordnet ist, - das erste Eingriffselement mit dem zweiten Eingriffselement in Eingriff und außer Eingriff bringbar ist, indem das Oberkörperelement (4) relativ zu dem Beckenelement (10) bewegt wird und - der mechanische Energiespeicher aufladbar und entladbar ist, indem das Oberschenkelelement (6) relativ zu dem Oberkörperelement (4) verschwenkt wird, wenn das erste Eingriffselement mit dem zweiten Eingriffselement in Eingriff ist.