DE202018104980U1 - Exoskeleton to relieve the body - Google Patents

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Abstract

Exoskelett, insbesondere passives Exoskelett, aufweisend eine mechanische Struktur (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (1) derart zum Tragen unter einer flexiblen Textilie, insbesondere unter einer Hose (33) eines Anwenders ausgebildet ist, dass die Last des Anwenders beim Sitzen bzw. Hocken von den Beinen auf die Textilie übertragen wird, die den Anwender trägt, und die Textilie die anfallende Last auf die darunterliegende mechanische Struktur (1) weitergibt.

Figure DE202018104980U1_0000
Exoskeleton, in particular passive exoskeleton, comprising a mechanical structure (1), characterized in that the structure (1) is designed for carrying under a flexible textile, in particular under a pants (33) of a user that the load of the user when sitting or squat is transmitted from the legs to the textile, which carries the user, and the textile, the resulting load on the underlying mechanical structure (1) passes.
Figure DE202018104980U1_0000

Description

Technisches FeldTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Exoskelette und im Besonderen auf das Entlasten des Körpers, sowie das Belasten spezifischer Körperregionen bzw. der Muskulatur, wodurch die Erfindung auch als Fitnessgerät bzw. im Privatbereich seine Anwendung finden kann. Im Vordergrund steht jedoch die industrielle Anwendung.The present invention relates generally to exoskeletons, and more particularly to relieving the body, as well as straining specific body regions or musculature, whereby the invention can also find utility as a fitness device or in the home. In the foreground, however, is the industrial application.

Hintergrundbackground

Exoskelette sind mechanische oder mechatronische Vorrichtungen und stellen dabei ein relativ neues Themengebiet dar. Erste Geräte wurden bereits für militärische (z.B. WO 2015/157803 A1 ) und medizinische (z.B. US 2014/0142475 A1 ) Zwecke entwickelt. Diese sind meist mechatronisch aufgebaut und erzeugen dadurch zusätzliche Kraft, die dem Träger einen Vorteil verschafft. Arme und Beine werden dabei durch Aktoren unterstützt, was es ermöglicht, Lasten mit weniger Anstrengung zu tragen. Obgleich ein industrieller Gebrauch bislang kaum im Fokus der Entwicklungen stand, bietet sich in diesem Feld eine enorme Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten.Exoskeletons are mechanical or mechatronic devices and represent thereby a relatively new topic. First devices were already used for military (eg WO 2015/157803 A1 ) and medical (eg US 2014/0142475 A1 ) Purposes. These are usually constructed mechatronically and thereby generate additional power, which gives the wearer an advantage. The arms and legs are supported by actuators, which makes it possible to carry loads with less effort. Although industrial applications have hardly been the focus of developments so far, there is an enormous range of possible applications in this field.

Komplexere Arbeitsabläufe können von Robotern noch in Jahren nicht bewältigt werden. Im Zusammenspiel mit der derzeitigen demographischen Entwicklung, werden Arbeitnehmer bis ins hohe Alter körperlichen Belastungen ausgesetzt sein, was mit entsprechenden Ausfällen verbunden ist. Um diesem negativen Trend entgegen zu wirken, muss dem Menschen mittels technischer Lösungen geholfen werden. Exoskelette sind somit ein unabdingbares Hilfsmittel und werden in Zukunft einen hohen Stellenwert im Arbeitsalltag einnehmen.More complex workflows can not be mastered by robots in years to come. In combination with the current demographic development, workers will be exposed to physical stress until old age, which is associated with corresponding failures. To counteract this negative trend, people have to be helped by technical solutions. Exoskeletons are thus an indispensable tool and will be a high priority in everyday work.

Muskelprobleme aufgrund von Über- bzw. Unterforderung entstehen bei langfristig einseitig ausgeführten Bewegungsabläufen während der Arbeit oder auch im Alltag. Sportgeräte werden genutzt, um dieser Problematik entgegenzuwirken. Viele Menschen verbringen ihre wenige Freizeit jedoch anderweitig, beispielsweise zur Erholung, und kümmern sich nicht um einen entsprechenden sportlichen Ausgleich.Muscle problems due to over- or under-demand arise in long-term one-sided movements during work or in everyday life. Sports equipment is used to counteract this problem. However, many people spend their spare time elsewhere, for example, to relax, and do not care about a corresponding sports balance.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Exoskelett zur Lösung der angesprochenen Probleme in der Industrie wie auch im privaten Bereich bereitzustellen.The invention therefore has the task of providing an exoskeleton to solve the problems in the industry as well as in the private sector.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Exoskelett gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Gegenstand der Erfindung ist daher ein Exoskelett, insbesondere passives Exoskelett, aufweisend eine mechanische Struktur, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur derart zum Tragen unter einer flexiblen Textilie, insbesondere unter einer Hose eines Anwenders ausgebildet ist, dass die Last des Anwenders beim Sitzen bzw. Hocken von den Beinen auf die Textilie, insbesondere Hose übertragen wird, die den Anwender trägt, und die Textilie, insbesondere Hose, die anfallende Last auf die darunterliegende mechanische Struktur weitergibt.This object is achieved by an exoskeleton according to claim 1. The subject of the invention is therefore an exoskeleton, in particular passive exoskeleton, comprising a mechanical structure, characterized in that the structure is designed for carrying under a flexible textile, in particular under a user's pants, that the load of the user when sitting or Squatting is transmitted from the legs to the textile, in particular pants that carries the user, and the textile, in particular pants, the resulting load on the underlying mechanical structure passes.

Diese Aufgabe wird zudem durch eine Verwendung gemäß Anspruch 23 gelöst. Der Gegenstand der Erfindung ist daher eine Verwendung eines Exoskeletts, insbesondere eines passiven Exoskeletts, aufweisend eine mechanische Struktur unter einer flexiblen Textilie, insbesondere einer Hose eines Anwenders, sodass die Last des Anwenders beim Sitzen bzw. Hocken von den Beinen auf die Textilie übertragen wird, die den Anwender trägt, und die Textilie die anfallende Last auf die darunterliegende mechanische Struktur weitergibt.This object is also achieved by a use according to claim 23. The subject of the invention is therefore a use of an exoskeleton, in particular a passive exoskeleton, comprising a mechanical structure under a flexible textile, in particular a pant of a user, so that the load of the user is transferred from the legs to the textile when sitting or squatting, which carries the user, and the textile conveys the resulting load to the underlying mechanical structure.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist der Vorteil erhalten, dass die Last nicht wie üblich vom Körper einer Person, die das Exoskelett trägt, also vom Anwender, direkt (meist sehr punktuell oder bereichsweise konzentriert) auf das Exoskelett übertragen wird, das außerhalb der Kleidung des Anwenders angebracht ist. Dies ist insofern nachteilig, weil die Kleidung hierbei zwischen der tragenden Struktur des Exoskeletts (ggf. auch Bändern oder Manschetten usw. zur eng anliegenden Befestigung am Körper) und dem Körper des Anwenders eingequetscht wird. Die Kleidung wirft dort meist unangenehm wahrnehmbare Falten, die auf Dauer zu einer massiven, sehr konzentrierten Belastung des menschlichen Gewebes führen. Gleiche Problem gehen mit gängigen Sitzbügeln einher. Es ist somit ein langanhaltendes Verharren in einer bestimmten Hock- oder Sitzposition kaum möglich, weil im Bereich der Befestigung des Exoskeletts am Körper oder beim Zusammenwirken des Exoskeletts mit dem Körper erhebliche Hautirritation, Quetschungen aber auch ein Taubheitsgefühl in den betroffenen Körperbereichen auftreten kann.By the measures according to the invention the advantage is obtained that the load is not transmitted as usual from the body of a person wearing the exoskeleton, ie by the user, directly (usually very punctiform or partially concentrated) on the exoskeleton, outside the clothing of the user is appropriate. This is disadvantageous because the clothing is squeezed between the supporting structure of the exoskeleton (possibly also bands or cuffs, etc. for tight fitting on the body) and the body of the user. The clothing throws there usually uncomfortable perceptible wrinkles, which lead in the long run to a massive, very concentrated strain on human tissue. Same problem go with common seat brackets. It is thus a long-lasting persistence in a particular squatting or sitting position hardly possible because in the field of attachment of the exoskeleton to the body or the interaction of the exoskeleton with the body significant skin irritation, bruising but also a numbness in the affected body areas can occur.

In Abkehr davon wird gemäß der technischen Lehre der Erfindung auf vorteilhafte Weise die Last des Körpers des Anwenders zunächst direkt auf die flexible Textilien, unter der das Exoskelett getragen wird, und von dort erst durch Zugbelastung der Textilie auf das Exoskelett übertragen. Die Innenseite der Textilie, insbesondere Hose, ist also mit der Mechanik des Exoskeletts in Kontakt bzw. damit verbunden. Dabei kann das Exoskelett beispielsweise vollständig separat von der Textilie vorliegen, also die Textilie losgelöst vom Exoskelett an- und ausgezogen werden bzw. über das Exoskelett gleiten. Das Exoskelett kann jedoch auch an der Innenseite der Textilie mit ihr verbunden sein. Auch diese Verbindung kann bei entsprechender Realisierung ein aneinander Gleiten von Exoskelett und Textilie während der Benutzung oder zum An- und Ausziehen der Textilie ermöglichen.In contrast, according to the technical teaching of the invention advantageously the load of the user's body is first transferred directly to the flexible textiles under which the exoskeleton is worn, and from there only by tensile loading of the textile on the exoskeleton. The inside of the textile, in particular trousers, is thus in contact or connected with the mechanics of the exoskeleton. For example, the exoskeleton can be present completely separate from the textile, ie the textile can be detached and removed from the exoskeleton or slide over the exoskeleton. The exoskeleton However, it can also be connected to it on the inside of the textile. This compound may, with appropriate implementation, allow gliding of exoskeleton and textile together during use or for putting on and taking off the textile.

Der Anwender setzt sich also ganz bequem z.B. in seine Hose und wird dabei durch die mechanische (Trage-)Struktur des Exoskeletts gehalten. Dabei wird die Druckbelastung an der Hinterseite der Beine großflächig über den Stoff der Hose verteilt, was vom Anwender als sehr angenehm wahrgenommen wird. Die Erfindung erlaubt somit ein langes und vor allem bequemes Sitzen bzw. Hocken.The user is therefore quite comfortable, e.g. into his pants and is thereby held by the mechanical (carrying) structure of the exoskeleton. The pressure load on the back of the legs over a large area over the fabric of the pants distributed, which is perceived by the user as very pleasant. The invention thus allows a long and above all comfortable sitting or squatting.

Ob dann die Zugbelastung in der Hose punktuell oder flächig auf die tragendes Struktur des Exoskeletts übertragen wird, ist nur insofern von Bedeutung, als dass das Textil der Hose für die zu erwartende Belastung ausreichend dimensioniert sein muss und / oder der Bereich der Lastübertragung der Struktur entsprechend an die Belastbarkeit des Textils der Hose angepasst sein muss. Auch hier kommt der Flexibilität des Textils auf vorteilehafte Weise zum Tragen, weil sie dafür sorgt, dass sich die Hose auch an jene Bereiche der Struktur anschmiegen kann, die zur Lastübertragung zwischen Hose und Struktur vorwiegend zum Einsatz kommen.Then whether the tensile load in the pants is selectively or extensively transferred to the supporting structure of the exoskeleton, is only relevant insofar as that the textile of the pants must be sufficiently dimensioned for the expected load and / or the range of load transfer of the structure accordingly must be adapted to the resilience of the textile of the pants. Again, the flexibility of the textile in an advantageous way, wearing, because it ensures that the pants can also cling to those areas of the structure, which are mainly used for load transfer between pants and structure.

Hervorzuheben ist hier ganz besonders, dass die mechanische Struktur grundsätzlich unter der Textilie, insbesondere Hose getragen bzw. verwendet wird, wodurch das Exoskelett von außen kaum erkennbar ist. Dies bringt mehrere Vorteile mit sich. So ist der Einsatzbereich des Exoskeletts wesentlich erweitert. Da das Exoskelett im Beinbereiche ja zwischen der Hose und dem Bein des Anwenders, also unter der Hose oder in anderen Worten darunter getragen wird, ragen - mit Ausnahme eines Standfußes zum Übertragen der Last auf den Boden - keine sperrigen Komponenten des Exoskeletts über die Kleidung (Hose) des Anwenders hinaus. Dies trägt wesentlich zur Arbeitssicherheit bei, weil gewöhnliche Bewegungsabläufe ermöglicht, ohne dauern Gefahr zu laufen, an irgendwelchen Gegenständen in z.B. einer Montagehalle hängen zu bleiben. Auch kann das unter der Hose Tragen die Zuverlässigkeit der Funktion der mechanischen Struktur erheblich verbessern, weil die Struktur z. B. vor Staub wie auch anderen nachteiligen Umwelt- bzw. Umgebungs-Einflüssen durch die üblicherweise robuste Ausbildung der Hose geschützt ist. Die verhältnismäßig schlanke und platzsparende Ausbildung der mechanischen Struktur erlaubt somit auch den problemlosen Einsatz unter Spezialkleidungen, wie etwas in gefährlichen Arbeitsumgebungen oder im Katastrophenschutz, und zwar ohne, dass spezielle Vorkehrungen an dem Exoskelett selbst getroffen werden müssten, da die darüber getragene Schutzkleidung ja das Exoskelett schützt.It should be emphasized here in particular that the mechanical structure is always worn or used under the textile, in particular pants, whereby the exoskeleton is barely recognizable from the outside. This brings several advantages. Thus, the area of use of the exoskeleton is significantly expanded. Since the exoskeleton in the leg areas is indeed worn between the user's pants and leg, in other words underneath the pants or in other words, with the exception of a stand for transferring the load to the floor, no bulky components of the exoskeleton protrude over the clothing ( Pants) of the user. This contributes significantly to occupational safety, because ordinary movements allow, without the risk of running, on any objects in e.g. to get stuck in an assembly hall. Also, wearing under the pants can significantly improve the reliability of the function of the mechanical structure, because the structure z. B. from dust as well as other adverse environmental or environmental influences is protected by the usually robust design of the pants. The relatively slim and space-saving design of the mechanical structure thus also allows easy use under special clothing, such as something in dangerous work environments or civil protection, without that special precautions on the exoskeleton itself would have to be taken because the protective clothing worn over yes the exoskeleton protects.

Zudem erlaubt gerade die passive Ausbildung des Exoskeletts, also der Verzichte auf elektrischen Antrieb, elektronische Steuerung und elektrische Energiespeicher, insbesondere in rauen und gefährlichen Einsatzbereichen, lang andauernde Einsatzzeiten, deren Dauer nur durch die menschliche Leistungsfähigkeit zeitliche begrenzt ist.In addition, just allows the passive training of the exoskeleton, ie the waiver of electric drive, electronic control and electrical energy storage, especially in harsh and dangerous applications, long-lasting use times whose duration is limited in time only by human performance.

Vorteilhaft hervorzuheben ist auch, dass das Exoskelett ohne Bänder oder Riemen usw. zur direkten Befestigung an jenen Stellen des Oberschenkels, ggf. auch Unterschenkels auskommt, wo die Lastübertragung zwischen Hose und mechanischer Struktur stattfindet.Advantageously, it should also be emphasized that the exoskeleton without straps or straps, etc., for direct attachment to those points of the thigh, possibly even lower leg gets along, where the load transfer between pants and mechanical structure takes place.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Vorteile, die im Zusammenhang mit den Merkmalen einer Kategorie der Ansprüche angeführt sind, treffen auch auf korrespondierende Anspruchsmerkmale einer anderen Kategorie zu. Auch können die im Zusammenhang mit einer Kategorie angeführten Merkmale entsprechend auf eine andere Kategorie übertragen werden.Further, particularly advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description. Benefits associated with the features of one category of claims also apply to corresponding claim features of another category. Also, the characteristics listed in relation to one category may be transferred to another category accordingly.

Gemäß einem ersten Aspekt weist die mechanische Struktur einen oberen Haltebügel auf, der zum vorderseitigen Umfassen von zumindest einem Teil des Oberschenkels des Anwenders, insbesondere verlaufend von der äußeren Seite des Oberschenkels hin zur Vorderseite des Oberschenkels ausgebildet ist. Der obere Haltebügel erstreckt sich also nur von der lateralen Seite hin zur Vorderseite des Oberschenkels und überspannt den vorderen Bereich des Oberschenkels, z.B. den vorderen Oberschenkelmuskel in Richtung hin zu der Innenseite des Oberschenkels. Er lässt jedoch die anderen Bereiche (die Innenseite selbst und die Rückseite) des Oberschenkels frei. Der obere Haltebügel trägt unter Belastung die Hauptlast, die von der Textilie, wie z.B. Hose, auf die mechanische Struktur übertragen wird.According to a first aspect, the mechanical structure comprises an upper retaining bracket, which is designed to frontally surround at least part of the thigh of the user, in particular extending from the outer side of the thigh to the front of the thigh. Thus, the upper retainer extends only from the lateral side to the front of the femur and spans the anterior region of the femur, e.g. the front thigh muscle towards the inside of the thigh. However, he leaves the other areas (the inside and the back) of the thigh free. The upper headband carries, under load, the main load borne by the textile such as e.g. Pants on which mechanical structure is transferred.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die mechanische Struktur einen unteren Haltebügel aufweisen, der zum hinterseitigen Umfassen von zumindest einem Teil des Unterschenkels des Anwenders, insbesondere verlaufend von der äußeren Seite des Unterschenkels hin zur Hinterseite des Unterschenkels ausgebildet ist. Der untere Haltebügel erstreckt sich also nur von der lateralen Seite hin zur Rückseite des Unterschenkels und überspannt den hinteren Bereich des Unterschenkels, z.B. den Wadenmuskel, in Richtung hinzu der Innenseite des Unterschenkels. Er lässt jedoch die anderen Bereiche (die Innenseite selbst und die Vorderseite) des Oberschenkels frei. Der untere Haltebügel ist optional und kann zu einer besseren Verteilung der Lastübertragung auf die Hose wie auch zu einem erhöhten Tragekomfort beitragen.According to a further aspect, the mechanical structure may comprise a lower retaining bracket, which is designed for the rear-side encompassing of at least a part of the lower leg of the user, in particular extending from the outer side of the lower leg to the rear side of the lower leg. Thus, the lower retainer extends only from the lateral side to the back of the lower leg and spans the rear of the lower leg, e.g. the calf muscle, in the direction of the inside of the lower leg. However, he leaves the other areas (the inside and the front) of the thigh free. The lower headband is optional and can contribute to better distribution of load transfer to the pants as well as increased comfort.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist die mechanische Struktur ein Arretiergelenk auf, das den oberen Haltebügel mit dem unteren Haltebügel gelenkig verbindet. Die Orientierung bzw. Lage des Arretiergelenks in der mechanischen Struktur ist so gewählt, dass bei planmäßigem Tragen des Exoskeletts das Arretiergelenk seitlich korrespondierend zu einem Kniegelenk des Anwenders positioniert ist, insbesondere rechts außen neben dem rechten Kniegelenk bzw. links außen neben dem linken Kniegelenk. According to a further aspect, the mechanical structure has a locking joint, which connects the upper headband to the lower headband in an articulated manner. The orientation or position of the Arretiergelenks in the mechanical structure is chosen so that when planned wearing the exoskeleton the Arretiergelenk is positioned laterally corresponding to a knee joint of the user, in particular right outside next to the right knee joint or left outside next to the left knee joint.

Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erweisen, dass der obere Haltebügel und / oder der untere Haltebügel in ergonomischer Integralbauweise ausgebildet sind. Dies verbessert den Tragekomfort wesentlich und erlaubt im unbelasteten Zustand ein kaum wahrnehmbares Tragen unter der (Arbeits-)Hose. In dieser Ausbildung wird der obere Haltebügel direkt mit dem oberen Ende des Arretiergelenk und der untere Haltebügel direkt mit dem unteren Ende des Arretiergelenks verbunden. z.B. mit verriegelbaren Steckverbindungen. Von dem Arretiergelenk ausgehend ist der jeweilige Haltebügel an die Körperform angepasst ausgebildet und schmiegt sich ergonomisch eng anliegend an den Körper des Anwenders.However, it has proven to be particularly advantageous for the upper retaining bracket and / or the lower retaining bracket to be designed in an ergonomic integral construction. This significantly improves the wearing comfort and allows a barely perceptible wearing under the (work) trousers when unloaded. In this embodiment, the upper headband is directly connected to the upper end of the locking joint and the lower headband directly to the lower end of the locking joint. e.g. with lockable connectors. Starting from the locking joint of the respective headband is adapted to the body shape and nestles ergonomically close fitting to the body of the user.

Gemäß einer anderen Ausbildung des Exoskeletts ist eine, bevorzugt röhren-, stangen- oder stabförmig ausgebildete, obere Strebe vorgesehen, die den oberen Haltebügels hält. Dabei ist der obere Haltebügel bevorzugt unverrückbar und auch unverdrehbar an der oberen Strebe befestigt.According to another embodiment of the exoskeleton, a preferably tubular, rod or rod-shaped, upper strut is provided, which holds the upper retaining bracket. In this case, the upper headband is preferably immovable and also fixed non-rotatably to the upper strut.

Besonders bevorzugt ist die obere Strebe in ihrer Länge veränderbar ausgebildet, was eine flexible Anpassung an unterschiedlichste Körpergrößen aber auch individuelle Beinlängen, insbesondere eine individuelle Oberschenkelanatomie ermöglicht.Particularly preferably, the upper strut is formed variable in length, which allows flexible adaptation to a wide variety of body sizes but also individual leg lengths, in particular an individual thigh anatomy.

Die obere Strebe ist mit einem oberen Gelenksansatz des Arretiergelenks verbunden. Die Verbindung kann fix oder lösbar sein, sodass ein Austausch der oberen Strebe oder auch des Arretiergelenks, z.B. für Service- oder Reparaturzwecke, ermöglicht ist.The upper strut is connected to an upper hinge shoulder of the locking joint. The connection may be fixed or detachable, so that replacement of the upper strut or also of the locking joint, e.g. for service or repair purposes.

Analog zur oberen Strebe kann das Exoskelett auch eine, bevorzugt röhren-, stangen- oder stabförmig ausgebildete, untere Strebe aufweisen, die den unteren Haltebügel hält.Analogous to the upper strut, the exoskeleton can also have a, preferably tube-, rod- or rod-shaped, lower strut, which holds the lower headband.

Unabhängig von oder auch zusammen mit der oberen Strebe kann auch die untere Strebe in ihrer Länge veränderbar ausgebildet sein, was insbesondere eine Anpassung an eine individuelle Unterschenkelanatomie wie auch an Trage-Präferenzen des Anwenders erlaubt.Regardless of or together with the upper strut and the lower strut can be made variable in length, which in particular allows adaptation to an individual lower leg anatomy as well as wearing preferences of the user.

Die untere Strebe ist mit einem unteren Gelenksansatz des Arretiergelenks verbunden. Die Verbindung kann fix oder lösbar sein, sodass ein Austausch der unteren Strebe oder auch des Arretiergelenks, z.B. für Service- oder Reparaturzwecke, ermöglicht ist.The lower strut is connected to a lower hinge shoulder of the locking joint. The connection can be fixed or detachable, so that replacement of the lower strut or the locking joint, e.g. for service or repair purposes.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist der untere Bereich der Struktur des Exoskeletts eine Fußschnalle auf. Die Fußschnalle kann freischwingend und flexibel angebracht sein. Durch sie kann das Exoskelett nahe und korrekt am Körper positioniert werden. Ebenso wird durch sie ein unkontrolliertes Schwingen beim Gehen verhindert und eine sichere Positionierung des Standfußes des Exoskeletts auf dem Boden gewährleistet.In another aspect, the lower portion of the structure of the exoskeleton has a foot buckle. The foot buckle can be freely suspended and flexibly attached. Through them the exoskeleton can be positioned close and correct to the body. Likewise, it prevents uncontrolled swinging while walking and ensures a secure positioning of the base of the exoskeleton on the floor.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Struktur an ihrem unteren Ende einen Stützfuß auf, der derart ausgebildet ist, dass bei Bodenberührung und Lasteinwirkung hinter dem Fuß des Anwenders ein Stützausleger ausfährt. Dies kann rotatorisch und/oder translatorisch von oben nach unten, von unten nach oben oder seitlich erfolgen. Dadurch wird der Schwerpunkt weiter in die Mitte versetzt, wodurch ein mögliches Umfallen nach hinten unterbunden werden soll.According to a further aspect, the structure has at its lower end a support foot which is designed in such a way that a support arm extends behind the foot of the user during ground contact and load application. This can be rotational and / or translational from top to bottom, from bottom to top or side. As a result, the center of gravity is further offset in the middle, whereby a possible falling over to the rear should be prevented.

Gemäß einem weiteren Aspekt hat es ich als besondere vorteilhaft weisen, dass das Arretiergelenk derart ausgebildet ist, dass es in einem aktivierten Modus zum Begrenzen der freien Bewegung des Kniegelenks des Anwenders ausgebildet ist. Um in einer sitzenden oder hockenden Position zu verweilen, arretiert der Anwender das Arretiergelenk. Die Entriegelung erfolgt je nach Ausbildung automatisch beim Aufstehen oder manuell.According to another aspect, it has been found to be particularly advantageous for the locking joint to be designed such that it is designed in an activated mode for limiting the free movement of the knee joint of the user. In order to stay in a sitting or squatting position, the user locks the locking joint. The unlocking is done automatically depending on the training when getting up or manually.

Zudem ist das Arretiergelenk derart ausgebildet ist, dass es in einem inaktiven Modus eine freie Bewegung des Kniegelenks des Anwenders ermöglicht. Im nicht arretierten Zustand gestattet das Exoskelett also eine ungehinderte Fortbewegung mit den Beinen.In addition, the locking joint is designed such that it allows in an inactive mode, a free movement of the knee joint of the user. In the unlocked state, the exoskeleton thus allows unimpeded locomotion with the legs.

Das Arretiergelenk weist als Arretiervorrichtung einen Verzahnungsmechanismus oder einen Zugseilmechanismus auf, der eine Sperrklinke zur Realisierung des aktivierten Modus aufweist. Auf die Komponenten der Arretiervorrichtung ist nachfolgend in der detaillierten Figurenbeschreibung eingegangen.The locking joint has as a locking device to a gear mechanism or a Zugseilmechanismus having a pawl for the realization of the activated mode. The components of the locking device is discussed below in the detailed description of the figures.

Um eine Unterstützung für jedes Bein zu erhalten ist die mechanische Struktur des Exoskelett im Wesentlichen zweiteilige aufgebaut. Es ist also die Struktur für jedes Bein des Anwenders separat vorgesehen.To obtain support for each leg, the mechanical structure of the exoskeleton is essentially two-piece. Thus, the structure is provided separately for each leg of the user.

Vor diesem Hintergrund kann es von Vorteil sein, wenn die oberen Haltebügel derart gegeneinander austauschbar ausgebildet sind, dass sie im ausgetauschten Zustand zum hinterseitigen Umfassen von zumindest einem Teil des Oberschenkels des Anwenders dienen. Die Haltebügel lassen sich somit zu Sitzbügeln umfunktionieren. Against this background, it may be advantageous if the upper headband are designed to be interchangeable with each other so that they serve in the replaced state to the rear side encompassing of at least a portion of the thigh of the user. The headband can thus be converted into seatbelts.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist bei dem Exoskelett ein funktionaler Dreh- oder Druckknopf zum Aktivieren bzw. Deaktivieren des Arretiergelenks vorgesehen. Der funktionale Dreh- oder Druckknopf ist mit Hilfe eines Zugmechanismus bzw. Zugseils mit dem Arretiergelenk und dessen Arretiervorrichtung verbunden. Durch Betätig des Dreh- oder Druckknopfs lässt sich über den Zugseilmechanismus bzw. das Zugseil die Arretiervorrichtung betätigen. Dabei ist es unerheblich, wo an der Kleidung des Anwenders der Dreh- oder Druckknopf befestigt ist.According to a further aspect, a functional rotary or push button for activating or deactivating the locking joint is provided in the exoskeleton. The functional rotary or push button is connected by means of a pulling mechanism or pull rope with the locking joint and its locking device. By pressing the rotary or push button, the locking device can be actuated via the traction cable mechanism or the traction cable. It is irrelevant where the clothing of the user of the rotary or push button is attached.

Als besonders vorteilhaft hat es ich jedenfalls erwiesen, dass der Dreh- oder Druckknopf zur Einhand-Bedienung ausgebildet ist. Diese Ausbildung erleichtert die Handhabung des Exoskeletts erheblich. Sie erlaubt z.B., dass der Anwender seine Haltung (Sitz- oder Hockposition) verändern kann, während er / sie z.B. in der anderen Hand, also jener Hand, mit welcher der Dreh- oder Druckknopf eben gerade nicht bedient wird, einen Gegenstand in Position hält oder einfach nur ein Werkzeug hält.At any rate, it has proved to be particularly advantageous for me that the rotary or pushbutton is designed for one-handed operation. This training greatly facilitates the handling of the exoskeleton. For example, it allows the user to change his posture (sitting or squatting position) while he / she, e.g. in the other hand, that hand, with which the rotary or pushbutton is just not being operated, holding an object in position or just holding a tool.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann bei dem Exoskelett ein Gurt vorgesehen sein, wobei der Gurt das Exoskelett in einer voreingestellten Position am Körper des Anwenders hält. Insbesondere ist die obere Strebe bzw. der obere Haltebügel mit Hilfe einer flexiblen oder festen Verbindung am Gurt, besonders bevorzugt in seitlicher Position am Körper des Anwenders, angebracht. Der Gurt kann daher über der Kleidung, also außerhalb der Kleidung getragen werden, wie z.B. an der Hüfte oder den Bauch umspannend.In a further aspect, a strap may be provided on the exoskeleton, the strap holding the exoskeleton in a preset position on the body of the user. In particular, the upper strut and the upper headband by means of a flexible or rigid connection to the belt, particularly preferably in a lateral position on the body of the user, mounted. The belt can therefore be worn over clothing, ie outside clothing, e.g. at the hip or the belly spanning.

In diesem Zusammenhang hat es sich auch als vorteilhaft erweisen, dass der Gurt den Dreh- Druckknopf am Körper des Anwenders befestigt, bevorzugt an dessen Hüfte, besonders bevorzugt in zentraler Position, ganz besonders bevorzugt in seitlicher Position am Körper des Anwenders lokalisiert.In this context, it has also proved to be advantageous for the belt to fix the rotary pushbutton on the user's body, preferably at the hip, particularly preferably in a central position, most preferably in a lateral position on the user's body.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen. Es zeigen auf schematische Weise:

  • 1 Exoskelett 1 in 3D-Ansicht;
  • 2 Exoskelett 1 unter einer flexiblen Textilie;
  • 3 Vereinfachte kinematische Ansicht der Kräfteeinwirkung;
  • 4 Vereinfachte seitliche Darstellung der Einzelteile des Exoskeletts ;
  • 5 Vereinfachte seitliche Darstellung in ergonomischer Integralbauausführung;
  • 6 Vereinfachte dreidimensionale Darstellung der Einzelteile des Exoskeletts;
  • 7 Dreidimensionale Darstellung in ergonomischer Integralbauausführung;
  • 8 Frontansicht des Haltebügels mit Textilien;
  • 9 Alternative Anwendungen des Haltebügels als Sitzbügel;
  • 10 Haltebügel in ergonomischer Integralbauausführung;
  • 11 Sitzbügel in ergonomischer Integralbauausführung;
  • 12 Antirutschpuffer;
  • 13 Längenverstellbare Strebe mittels Pins;
  • 14 Längenverstellbare Strebe mittels Formgebung;
  • 15 Arretiergelenk mit Verzahnungsmechanismus im entrasteten Zustand;
  • 16 Explosionsansicht des Arretiergelenks;
  • 17 Detaillierte Darstellung des Arretiermechanismus in Seitenansicht;
  • 18 Entsperrhebel mit Führungselement;
  • 19 Detaillierte Darstellung des Winkeleinrastmechanismus;
  • 20 Arretiergelenksmechanik im arretierten Zustand;
  • 21 Explosionsansicht des Arretiergelenks mit Zugseilmechanismus;
  • 22 Seitenansicht des Zugseilmechanismus des Arretiergelenkes;
  • 23 Sperrschlittenführung diagonal am oberen Gelenkansatz;
  • 24 Sperrschlittenführung waagrecht im oberen Bereich des oberen Gelenkansatzes;
  • 25 Sperrschlittenführung waagrecht im unteren Bereich des oberen Gelenkansatzes;
  • 26 Gesamtansicht des Arretier- und Lösemechanismus am Gurt;
  • 27 Querschnitt der Seitenansicht des Auslösemechanismus der Arretierung am Gurt;
  • 28 Frontansicht des Auslösemechanismus der Arretierung am Gurt;
  • 29 Darstellung der Funktionsweise des Stützfußes - Stützausleger nicht belastet;
  • 30 Darstellung der Funktionsweise des Stützfußes - Stützausleger belastet;
  • 31 dreidimensionale Ansicht des optionalen Stützfußes;
  • 32 Schnittansicht des optionalen Stützfußes.
The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments, to which the invention is not limited. In this case, the same components are provided with identical reference numerals in the various figures. They show in a schematic way:
  • 1 Exoskeleton 1 in 3D view;
  • 2 Exoskeleton 1 under a flexible textile;
  • 3 Simplified kinematic view of the forces;
  • 4 Simplified lateral representation of the parts of the exoskeleton;
  • 5 Simplified lateral representation in ergonomic integral design;
  • 6 Simplified three-dimensional representation of the parts of the exoskeleton;
  • 7 Three-dimensional representation in ergonomic integral design;
  • 8th Front view of the retaining clip with textiles;
  • 9 Alternative applications of the retaining clip as a seat post;
  • 10 Retaining bracket in ergonomic integral construction;
  • 11 Seat frame in ergonomic integral construction;
  • 12 Anti-slip buffer;
  • 13 Length adjustable strut by means of pins;
  • 14 Length adjustable strut by means of shaping;
  • 15 Locking joint with gear mechanism in the unlocked state;
  • 16 Exploded view of the locking joint;
  • 17 Detailed view of the locking mechanism in side view;
  • 18 Release lever with guide element;
  • 19 Detailed illustration of the angle latching mechanism;
  • 20 Arresting joint mechanism in the locked state;
  • 21 Exploded view of the locking joint with Zugseilmechanismus;
  • 22 Side view of the Zugseilmechanismus the Arretiergelenkes;
  • 23 Lock slide guide diagonally at the upper joint attachment;
  • 24 Locking slide guide horizontally in the upper area of the upper joint projection;
  • 25 Lock slide guide horizontally in the lower area of the upper joint attachment;
  • 26 Overall view of the locking and releasing mechanism on the belt;
  • 27 Cross-section of the side view of the release mechanism of the locking on the belt;
  • 28 Front view of the locking mechanism on the belt;
  • 29 Representation of the operation of the support leg - support arm unloaded;
  • 30 Representation of the operation of the support leg - supporting boom loaded;
  • 31 three-dimensional view of the optional support leg;
  • 32 Section view of the optional support leg.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Diese Erfindung, ein passives Exoskelett, dient zur Entlastung des menschlichen Körpers in beliebigen Stand- und Sitzpositionen. Die Last wird dabei von den Beinen auf eine mechanische Struktur 1 übertragen. Der Anwender setzt sich dafür in eine flexible Tragevorrichtung 33 und wird dabei durch die mechanische Tragestruktur 1 gehalten. Diese wird grundsätzlich unter der Hose, siehe 2 untergebracht, wodurch das Exoskelett 1 von außen kaum erkennbar ist. Eine Ausführung über der Kleidung ist jedoch ebenso möglich. Um in einer sitzenden oder hockenden Position zu verweilen, arretiert der Benutzer das Exoskelett mit Hilfe eines funktionalen Drehknopfes 38, der den Sperrmechanismus siehe 17 in der Gelenkmechanik 34 auslöst. Die Entriegelung erfolgt, je nach Ausführung, automatisch beim Aufstehen oder wiederum manuell. Durch Verstellen der Streben 58, 71, kann das System an beliebige Körpergrößen angepasst werden. Der Aufbau funktioniert weiters ohne Batterien oder zusätzliche Energiequellen.This invention, a passive exoskeleton, serves to relieve the human body in any standing and sitting position. The load is transferred from the legs to a mechanical structure 1 transfer. The user sits down in a flexible carrying device 33 and is doing by the mechanical support structure 1 held. This is basically under the pants, see 2 housed, causing the exoskeleton 1 hardly recognizable from the outside. However, a version over the clothing is also possible. To linger in a sitting or squatting position, the user locks the exoskeleton with the aid of a functional knob 38 who see the locking mechanism 17 in joint mechanics 34 triggers. The unlocking takes place, depending on the version, automatically when getting up or manually again. By adjusting the struts 58 . 71 , the system can be adapted to any body size. The structure also works without batteries or additional energy sources.

Durch die spezielle Bauweise und Art der Nutzung kann dieses Exoskelett 1 auch als Trainingsgerät während der Arbeit genutzt werden. Man sitzt mit Hilfe dieses Exoskeletts 1, wie auf einem Gymnastikball und unterstützt dadurch die Rückenmuskulatur während der Nutzung.Due to the special design and type of use, this exoskeleton can 1 can also be used as a training device during work. You sit with the help of this exoskeleton 1 like on an exercise ball, thereby supporting the back muscles during use.

Bei der Erfindung handelt es sich um ein passives Exoskelett, welches einen Trägermechanismus darstellt, vergleichbar mit einem mobilen Stuhl. Das Exoskelett unterstützt den Benutzer beim Stehen, Hocken und Sitzen, indem es zu einem beliebigen Zeitpunkt die Last von den Beinen auf die mechanische Struktur 1 überträgt. Der Nutzer setzt sich dabei in eine Tragevorrichtung 33, bestehend aus weichen und flexiblen Textilien 35. Diese flexible Tragevorrichtung, z.B. eine Hose, siehe 2, wird wiederum durch eine mechanische Tragestruktur 1 gehalten und bietet dadurch eine bequeme und ergonomische Sitzmöglichkeit. Die Winkelposition des Gelenks, z.B. Kniegelenk, ist dabei frei wählbar und jegliche Positionen, angefangen vom Stehen, über das Sitzen, bis hin zur Hocke, sind möglich. Somit ist der Nutzer keinen langfristigen und kräftezehrenden Positionen während der Arbeit mehr ausgesetzt und ein beschwerdefreieres, längeres und produktiveres Arbeiten wird ermöglicht. Durch die aufrechte Sitzhaltung und den Bewegungsspielraum bei der Nutzung des Exoskeletts, können gewisse Muskelpartien während des Sitzens trainiert werden.The invention is a passive exoskeleton which is a support mechanism similar to a mobile chair. The exoskeleton assists the user in standing, squatting and sitting by at any one time transferring the load from the legs to the mechanical structure 1 transfers. The user sits down in a carrying device 33 , consisting of soft and flexible textiles 35 , This flexible carrying device, eg a pair of trousers, see 2 , in turn, is replaced by a mechanical support structure 1 and thus offers a comfortable and ergonomic seating. The angular position of the joint, eg knee joint, is freely selectable and any position, from standing to sitting or squatting, is possible. Thus, the user is no longer exposed to long-term and exhausting positions during the work and a symptom-free, longer and more productive work is made possible. Due to the upright posture and the freedom of movement when using the exoskeleton, certain muscle parts can be trained while sitting.

Alle mechanischen Elemente sind unter der Arbeitshose 33, herausstehende Rahmenteile werden vermieden. Dadurch kommt es zu einer Erhöhung des Sicherheitsfaktors und der Benutzerfreundlichkeit, im Vergleich zu vorhandenen Systemen, bei denen die Konstruktion vorwiegend über der Kleidung angebracht wird. Es ist jedoch auch bei dieser Erfindung möglich, das Exoskelett so zu variieren, dass es außerhalb der Kleidung getragen werden kann. Dafür werden die Haltebügel 61 zu Sitzbügeln 70 umfunktioniert oder ein zusätzliches Trägermaterial, vergleichbar mit einem Sitzgurt, angebracht. Im nicht arretierten Zustand gestattet das Exoskelett eine ungehinderte Fortbewegung. Will man am jeweiligen Arbeitsort in einer sitzenden oder hockenden Position verweilen, so nimmt man die gewünschte Position ein und arretiert die Gelenke des Exoskeletts durch einen simplen Handgriff. Ist ein Ortswechsel notwendig, so steht man entweder einfach auf und das System entriegelt sich automatisch, oder es kann manuell entriegelt werden, je nach Ausführung.All mechanical elements are under the work pants 33 , protruding frame parts are avoided. This results in an increase in the safety factor and ease of use compared to existing systems where the construction is predominantly placed over the clothing. However, it is also possible with this invention to vary the exoskeleton so that it can be worn outside the clothing. For this, the headband 61 to seatbelts 70 converted or an additional carrier material, similar to a seat belt attached. In the unlocked state, the exoskeleton allows unimpeded locomotion. If you want to stay in a sitting or squatting position at the respective work place, you take the desired position and locks the joints of the exoskeleton by a simple handle. If a change of location is necessary, you either simply stand up and the system unlocks automatically or it can be unlocked manually, depending on the version.

Der Drehknopf 38 zur Arretierung befindet sich an einem Gurt 36, wie eine Gürtelschnalle und verfügt über mehrere Funktionen. Einerseits ist ein Druckknopf 37 mittig angebracht, der bei Betätigung die Gelenke 34, die über Seile 75 mit der Arretier-Vorrichtung am Gelenk verbunden sind, sperren, bzw. den Winkel fixieren. Dreht man am äußeren Rand des Drehknopfes 38, so entriegeln sich die Gelenke wieder. Dies erfolgt über einen Sperrmechanismus, siehe 17, in der Gelenkmechanik 34.The knob 38 for locking is located on a belt 36 like a belt buckle and has several features. On the one hand is a push button 37 mounted centrally, the joints when actuated 34 that over ropes 75 are connected to the locking device on the joint, lock, or fix the angle. Turning on the outer edge of the knob 38 , so the joints unlock again. This is done via a locking mechanism, see 17 , in joint mechanics 34 ,

Das Tragegefühl ist dabei vergleichbar mit einer herkömmlichen Hose, egal ob im arretierten oder im entsperrten Zustand. Der Träger kann dabei auch stehend in einer leicht angelehnten Position verharren, was Gelenke und Muskulatur entlastet, so als würde man sich an eine Wand anlehnen. Durch die Ausführung in Einheitsgröße und variabler Größeneinstellung, dauert die Einweisung eines neuen Nutzers nur ca. eine Minute.The feel is comparable to a conventional pants, whether in the locked or unlocked state. The wearer can also remain standing in a slightly ajar position, relieving the joints and muscles, as if leaning against a wall. Due to the one-size-fits-all version and the variable size setting, the briefing of a new user takes only about one minute.

Um das System an alle Körpergrößen anpassen zu können, ist die Höhe der Streben 58, 71 beliebig einstellbar. Dies erfolgt durch einen Druck an einem bestimmten Druckpunkt an der Mechanik, siehe 13 und 14. Der unkomplizierte Aufbau ohne Batterien oder zusätzliche Energiequellen ermöglicht eine 24 Stunden / 7 Tage Nutzung. Im Vergleich zu gängigen aktiven Systemen, können die Anschaffungskosten dabei enorm reduziert werden. Exoskelette sind heutzutage ein noch seltener Anblick, was zu einer Ablehnung des Trägers führen könnte. In diesem System ist die Tragestruktur jedoch nicht erkennbar, weil unter der Kleidung 33 verborgen, wodurch Personen eher gewillt sind, es in der Öffentlichkeit zu benutzen.To adjust the system to all body sizes, the height of the struts 58 . 71 freely adjustable. This is done by a pressure at a certain pressure point on the mechanics, see 13 and 14 , The uncomplicated design without batteries or additional energy sources allows a 24 hours / 7 days use. Compared To common active systems, the initial cost can be reduced enormously. Exoskeletons are an even rarer sight nowadays, which could lead to a rejection of the wearer. In this system, however, the support structure is not recognizable because under clothing 33 hidden, which makes people more willing to use it in public.

1 zeigt den kompletten Aufbau des Exoskeletts in der 3D-Ansicht ohne flexible Textilien. 1 shows the complete structure of the exoskeleton in the 3D view without flexible textiles.

2 zeigt den Tragemechanismus der Mechanik unter der flexiblen Textilie. Das Exoskelett 1 wird unter der Hose 33 angebracht und diese trägt den Anwender. 2 shows the mechanism of carrying the mechanism under the flexible textile. The exoskeleton 1 gets under the pants 33 attached and this carries the user.

3 zeigt eine vereinfachte kinematische Ansicht der Kräfteeinwirkung. D.h. die Verteilung der Kräfte vom Körper auf die mechanische Struktur 1. Die Last des Anwenders wird beim Sitzen bzw. Hocken von den Beinen auf die flexible Textilie übertragen. Die Textilie wiederum gibt die anfallende Last weiter auf die darunterliegende bzw. damit verbundene mechanische Struktur 1. Bedingt durch die Arretierung der Gelenke wird die Last weiter zum Boden geleitet und führt dadurch zu einer Entlastung des Körpers. 3 shows a simplified kinematic view of the force. That is, the distribution of forces from the body to the mechanical structure 1 , The load of the user is transferred from the legs to the flexible textile when sitting or squatting. The textile, in turn, transfers the resulting load to the underlying or associated mechanical structure 1 , Due to the locking of the joints, the load is led further to the ground and thereby leads to a relief of the body.

4 zeigt die seitliche Ansicht des Exoskeletts 1 und eine vereinfachte Darstellung der Einzelteile. Dargestellt werden mehrere individuell veränderbare Elemente, welche parallel dem anatomischen Knochenbau des Beines folgen und somit an dessen Seite angelegt sind. 4 shows the lateral view of the exoskeleton 1 and a simplified representation of the items. Shown are several individually modifiable elements, which follow parallel to the anatomical bone structure of the leg and are thus created on its side.

5 zeigt die seitliche Ansicht des Exoskeletts 1 und eine Darstellung der Einzelteile in ergonomischer Integralbauausführung 59, 72. Die geschwungenen Einzelteile verfolgen dabei ein organisches Design. Das Arretiergelenk 34 befindet sich außen auf Höhe des menschlichen Kniegelenks. Die unteren Elemente 72 folgen der Anatomie des Beines und verlaufen seitlich geschwungen über den hinteren Bereich des Unterschenkels bis zum Boden. An diesen Elementen sind Fußschnallen 55 befestigt und es können weitere Elemente hinzugefügt werden. 5 shows the lateral view of the exoskeleton 1 and a representation of the individual parts in ergonomic integral design 59 . 72 , The curved parts follow an organic design. The locking joint 34 is located outside at the level of the human knee joint. The lower elements 72 follow the anatomy of the leg and swing sideways across the back of the lower leg to the floor. These elements are foot buckles 55 attached and more elements can be added.

6 zeigt die dreidimensionale Ansicht des Exoskeletts 1 und eine vereinfachte Darstellung der Einzelteile. Eine hohe Variation im Design ist möglich, solange die mechanische Grundstruktur, bzw. deren Funktionalität erhalten bleiben. Der obere Haltebügel 61 wird über dem Oberschenkel angebracht. Er überträgt die Last auf die restliche Mechanik 1. Die Last des Körpers wird dabei über die flexible Haltvorrichtung, bspw. eine Hose 33 oder ein Sitzgurt 33, übernommen und auf den oberen 61 und unteren Haltebügel 74 weitergeleitet. 6 shows the three-dimensional view of the exoskeleton 1 and a simplified representation of the items. A high variation in the design is possible as long as the mechanical basic structure or its functionality is retained. The upper headband 61 is placed over the thigh. He transfers the load to the rest of the mechanics 1 , The load of the body is about the flexible holding device, eg. A pair of pants 33 or a seat belt 33 , taken over and on the upper 61 and lower headband 74 forwarded.

Die obere Strebe 58 hält den oberen Haltebügel 61. Dieses besteht aus mehreren Elementen, wodurch sie in der Länge verändert werden kann 13, 14, was eine Anpassung an verschiedene Körpergrößen ermöglicht. Im aktivierten Modus 20 verhindert das Arretiergelenk 34 eine freie Bewegung der Gelenke des Anwenders. Ist das Arretiergelenk 34 hingegen inaktiv, so kann der Anwender seine Gelenke frei und ohne Behinderung bewegen. Das Arretiergelenk 34 besteht aus dem oberen Gelenkansatz 60, in welchem die Haltefunktion integriert ist, und den Verbindungselementen für die oberen Streben 58/Haltebügel 61. Der obere Gelenkansatz 60 ist mit dem unteren Gelenkansatz 73 verbunden, welcher wiederum über weitere Verbindungselemente verfügt, um die unteren Streben 71 bzw. Haltebügel 74 zu befestigen.The upper strut 58 Holds the upper headband 61 , This consists of several elements, which means that they can be changed in length 13 . 14 , which allows adaptation to different body sizes. In activated mode 20 prevents the locking joint 34 a free movement of the joints of the user. Is the locking joint 34 while inactive, the user can move his joints freely and without obstruction. The locking joint 34 consists of the upper joint extension 60 in which the holding function is integrated, and the connecting elements for the upper struts 58 / headband 61. The upper joint approach 60 is with the lower joint approach 73 connected, which in turn has other connecting elements to the lower struts 71 or headband 74 to fix.

Die Streben 58, 71 bestehen aus mehreren Elementen, wodurch eine Veränderung ihrer Länge ermöglicht wird und das Exoskelett 1 somit an verschiedene Körpergrößen angepasst werden kann. Des Weiteren können die Fußschnallen 55 und der Stützfuß 86, sowie weitere Funktionselemente an der unteren Strebe 71 befestigt werden.The aspiration 58 . 71 consist of several elements, which allows a change in their length and the exoskeleton 1 thus can be adapted to different body sizes. Furthermore, the foot buckles 55 and the support foot 86 , as well as other functional elements on the lower strut 71 be attached.

Die Fußschnallen 55 sind freischwingend und flexibel angebracht. Durch sie kann das Exoskelett 1 nahe und korrekt am Körper positioniert werden. Ebenso wird durch sie ein unkontrolliertes Schwingen beim Gehen verhindert und eine sichere Positionierung des Standfußes (siehe 29) auf dem Boden gewährleistet.The foot buckles 55 are free-swinging and flexible. Through them, the exoskeleton can 1 be positioned near and correct on the body. Likewise, it prevents an uncontrolled swinging while walking and a secure positioning of the base (see 29 ) on the floor.

Der Stützfuß (siehe 30) wird am Standbein, also der unteren Strebe 71 angebracht, dadurch soll ein Umfallen nach hinten verhindert werden. Zusätzlich wird durch die ausfahrbare bzw. ausklappbare Mechanik (siehe 31) der Schwerpunkt verschoben, was einen besseren Halt beim Sitzen ermöglicht.The support foot (see 30 ) is on the foothold, so the lower strut 71 attached, thereby falling over to the rear can be prevented. In addition, by the extendable or foldable mechanism (see 31 ) the center of gravity shifted, allowing a better grip while sitting.

7 zeigt die dreidimensionale Ansicht des Exoskeletts 1 und eine Darstellung der Einzelteile in ergonomischer Integralbauausführung. Durch seine Integralbauweise erfüllt der obere ergonomisch geschwungene Haltebügel 59 mehrere Funktionen in einem Bauteil. Er übernimmt die anliegende Last von der flexiblen Haltevorrichtung 33, schafft eine Verbindung zum Arretiergelenk 34 und schützt vor äußerer Krafteinwirkung. Durch die Konstruktion mit weniger Bauelementen wird eine verbesserte Anwendung, sowie eine vereinfachte Produktion erzielt. 7 shows the three-dimensional view of the exoskeleton 1 and a representation of the individual parts in ergonomic integral design. Due to its integral construction, the upper ergonomically curved retaining bracket fulfills its requirements 59 several functions in one component. He takes over the applied load from the flexible holding device 33 , creates a connection to the locking joint 34 and protects against external forces. The design with fewer components results in improved application and simplified production.

Der untere ergonomisch geschwungene Haltebügel 72 erfüllt mittels Integralbauweise ebenso mehrere Funktionen in einem Bauteil. Er übernimmt die anliegende Last vom unteren Teil der flexiblen Haltevorrichtung 33 und verbindet Arretiergelenk 34, Fußschnallen 55, Standfuß 39 und Stützfuß 86 miteinander. 8 zeigt die Frontansicht des Haltebügels mit Textilien.The lower ergonomically curved headband 72 also fulfills several functions in one component by means of integral design. He takes over the applied load from the lower part of the flexible holding device 33 and connects locking joint 34 , Foot buckles 55 , Stand 39 and support foot 86 together. 8th shows the front view of the retaining clip with textiles.

Oberer 61 und unterer Haltebügel 74 bestehen aus einem festen Trageelement, welches oberhalb und/oder unterhalb mit Textilien 35 bestückt wird, welche atmungsaktiv, bequem und nicht reibend für die Haut des Nutzers sind. Der Vorteil der Positionierung oberhalb des Oberschenkels liegt im hohen Komfort, da der Anwender in der flexiblen Haltevorrichtung, wie z.B. einer Hose 33, hängt und sich diese entsprechend des individuellen Körpers formt und dadurch das Auftreten von Druckstellen, wie bei gängigen Sitzbügeln, vermieden wird.Oberer 61 and lower headband 74 consist of a solid support element, which above and / or below with textiles 35 which are breathable, comfortable and not rubbing on the skin of the user. The advantage of positioning above the thigh is the high level of comfort, as the user in the flexible holding device, such as a pair of pants 33 , hangs and this forms according to the individual body and thereby the occurrence of pressure points, as with common seat brackets, avoided.

Der obere Haltebügel 61 wird auf dem Oberschenkel und direkt unter der Hose 33 angebracht. Geht der Anwender in eine Sitzhaltung, so wird die Last seines Körpers zuerst auf die flexible Textilie 33 verteilt. Die anliegenden Kräfte auf der Hose 33 werden nun von beiden Haltebügeln 61, 74 übernommen und über die restliche Tragestruktur weiter zum Boden geleitet.The upper headband 61 gets on the thigh and right under the pants 33 appropriate. If the user goes into a sitting posture, the load of his body first becomes on the flexible textile 33 distributed. The adjacent forces on the pants 33 are now from both brackets 61 . 74 taken over and passed over the remaining support structure to the ground.

Soll das Exoskelett 1 jedoch unabhängig von der Kleidung des Anwenders angebracht werden, so kann der obere Haltebügel 61 auch separat an der längenverstellbaren oberen Strebe 58 befestigt werden. Er kann dabei so eingestellt werden, dass er entweder oberhalb oder unterhalb des Oberschenkels, hierbei wird der Haltebügel auch als Sitzbügel 70 verwendet, anliegt. 9 veranschaulicht diese alternative Anwendung des Haltebügels als Sitzbügel 70.Shall the exoskeleton 1 However, regardless of the clothing of the user to be attached, so the upper headband 61 Also separately on the length-adjustable upper strut 58 be attached. He can be adjusted so that he either above or below the thigh, this is the headband as a seat post 70 used, is applied. 9 illustrates this alternative application of the retaining bracket as a seat bracket 70 ,

In beiden Fällen werden zusätzliche flexible Materialien verwendet, um das Exoskelett 1 ohne Hose 33 am Körper zu befestigen.In both cases, additional flexible materials are used to secure the exoskeleton 1 without pants 33 to attach to the body.

10 zeigt den Haltebügel in ergonomischer Integralbauausführung. 10 shows the headband in ergonomic integral construction.

11 zeigt den Haltebügel als Sitzbügel in ergonomischer Integralbauausführung. 11 shows the headband as a seat post in ergonomic integral design.

12 zeigt den Antirutschpuffer 85 bestehend aus einem schockabsorbierenden Material. Dadurch werden beim Gehen und/oder Hinsetzen, Exoskelett 1 und Anwender geschont. 12 shows the anti-skid buffer 85 consisting of a shock absorbing material. As a result, when walking and / or sitting down, exoskeleton 1 and users spared.

13 zeigt die längenverstellbare Strebe 58, 71 mittels Pin 40. Um verschiedene Körpergrößen zu unterstützen, können die Streben 58, 71 in der Länger verstellt werden. Per Knopfdruck, auf z.B. einen Pin 40, kann so das Exoskelett 1 schnell an jede beliebige Körpergröße angepasst werden. Für die Höhenverstellung wird der jeweilige Pin 40 eingedrückt, wodurch ein Verschieben der Strebenelemente 58, 71 und somit deren Anpassung an die jeweilige Größe, ermöglicht wird. 13 shows the length adjustable strut 58 . 71 by pin 40 , To support different body sizes, the struts can 58 . 71 be adjusted in the Länger. By pressing a button, on eg a pin 40 , so can the exoskeleton 1 be quickly adapted to any body size. For height adjustment, the respective pin 40 pushed in, causing a displacement of the strut elements 58 . 71 and thus their adaptation to the respective size, is made possible.

14 zeigt die längenverstellbare Strebe 58, 71 mittels Formgebung 41. Durch diese Verzahnung 41 oder eine andere bestimmte Formgebung 41 verharren die Streben 58, 71 in der eingestellten Länge. Bei Betätigung des Hebels 42 wird der Mechanismus gelöst und es kann eine Veränderung der Länge vorgenommen werden. 14 shows the length adjustable strut 58 . 71 by means of shaping 41 , Through this gearing 41 or some other specific shape 41 remain the pursuit 58 . 71 in the set length. When operating the lever 42 the mechanism is released and a change in length can be made.

15 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Arretiergelenks 34 mit Verzahnungsmechanismus. Die Verzahnung und Verriegelung des Arretiergelenks 34 erfolgt durch versperren der rotatorischen Achse, ähnlich der Funktion einer Ratsche. Das Arretiergelenk 34 besteht dabei aus mehreren Teilen: Unterer Gelenkansatz 73 mit verzahntem Kopf als Sperrrad 68 zum einrasten der Sperrklinke 65. 15 shows a simplified representation of the locking joint 34 with gear mechanism. The toothing and locking of the locking joint 34 is done by obstructing the rotary axis, similar to the function of a ratchet. The locking joint 34 consists of several parts: Lower joint approach 73 with toothed head as ratchet wheel 68 for locking the pawl 65 ,

Sperrklinke 65 die den unteren Gelenkansatz 73 und damit das Gelenk 34 verriegelt. Dabei ist eine Seite 67 mit Zähnen versehen und die andere 66 glatt. Durch eine Feder 52 wird die Sperrklinke 65 immer in der eingestellten Position gehalten. Durch einen Seilzug-/Hebelmechanismus wird das Gelenk 34 eingerastet oder entrastet, je nach Einstellung am Auslösemechanismus am Gurt, siehe 26.pawl 65 the lower joint approach 73 and thus the joint 34 locked. Here is a page 67 toothed and the other 66 smooth. By a spring 52 becomes the pawl 65 always kept in the set position. By a cable / lever mechanism is the joint 34 latched or unlatched, depending on the setting on the release mechanism on the strap, see 26 ,

Die Feder 52, die am oberen Gelenkansatz 60 angebracht ist, drückt eine kleine Kugel 56 oder eines Hebels an die Sperrklinke 65 und hält dadurch die eingestellte Position.The feather 52 , which are at the upper joint approach 60 attached, pushes a small ball 56 or a lever to the pawl 65 and thereby keeps the set position.

Das Zugseil 75 dient der mechanischen Verbindung vom Gurt 36 zum jeweiligen Gelenk 34. Beim Betätigen des Dreh- 38 oder Druckknopfes 37, zieht oder löst die Sperrklinke 65 und der Arretier- oder Entriegelungsmechanismus wird ausgelöst.The rope 75 serves the mechanical connection of the belt 36 to the respective joint 34 , When actuating the rotary 38 or push button 37 , pulls or releases the pawl 65 and the locking or unlocking mechanism is triggered.

Der obere Gelenkansatz 60 hält die Sperrklinke 65 und die Feder 52 zusammen und verbindet diese über einen frei rotierenden Stift oder eine Lagerung 43 mit dem unteren Gelenkansatz 73.The upper joint approach 60 holds the pawl 65 and the spring 52 together and connects them via a freely rotating pin or a storage 43 with the lower joint approach 73 ,

Der Entsperrhebel 51 ist an der Sperrklinke 65 angebracht und dient als automatischer Mechanismus zur Entrastung der Arretierung zu sehen in 20, was beim aufrechten Stand des Nutzers ausgelöst wird. Steht der Anwender auf und wird dadurch der Winkel zwischen oberem 60 und unterem Gelenkansatz 73 kleiner, dann dreht das am unteren Gelenkansatz 73 angebrachte Führungselement 54 den Entsperrhebel 51 und entriegelt damit die Arretierung. Die automatische Entriegelung kann auch manuell, entweder durch einen Handgriff am Gelenk 34 oder durch Verstellung des Entsperrhebels 51 aktiviert- bzw. deaktiviert werden.The release lever 51 is at the pawl 65 attached and serves as an automatic mechanism for unlocking the lock to see in 20 , which is triggered when the user is upright. If the user stands up, the angle between the upper 60 and the lower joint shoulder is increased 73 smaller, then it rotates at the lower joint 73 attached guide element 54 the release lever 51 and thus unlocks the lock. The automatic unlocking can also be done manually, either by a handle on the joint 34 or by adjusting the release lever 51 be activated or deactivated.

Das Führungselement 54 dient der automatischen Entriegelung des zuvor arretierten Gelenks zu sehen in 20. Es kann als ein einfacher runder Stift ausgeführt sein.The guide element 54 is used for automatic unlocking of the previously locked joint in 20 , It can be designed as a simple round pin.

Die automatische Entsperrung der Gelenke erfolgt mit Hilfe des Entsperrhebels 51, welcher fest mit der Sperrklinke 65 verbunden ist. Bei aufrechtem Stand (0° Winkel) wird der Entsperrhebel 51 mittels des Führungselements 54 in Bewegung gesetzt. Diese Bewegung erfolgt in rotatorischer Form und löst den Kontakt zwischen Sperrklinke 65 und Sperrrad 68 des unteren Gelenkansatzes 73. The automatic release of the joints is done with the help of the release lever 51 , which firmly with the pawl 65 connected is. When standing upright (0 ° angle) becomes the release lever 51 by means of the guide element 54 set in motion. This movement takes place in rotary form and releases the contact between the pawl 65 and ratchet wheel 68 of the lower joint approach 73 ,

Eine weitere Funktion ist das Einstellen der Arretierung und Behalten des gewünschten Winkels, auch während und nach dem aufrechten Stand. Der untere Gelenkansatz 73 ist zunächst frei schwingbar. Wird eine Sitzhaltung eingenommen, arretiert man die Sperrklinke 65 über den Seilzugmechanismus zu sehen in 28.Another function is to set the lock and retain the desired angle, even while upright and upright. The lower hinge extension 73 is initially freely swingable. If a sitting posture is taken, you lock the pawl 65 to see about the cable mechanism in 28 ,

Der Kontakt zwischen der Sperrklinke 65 und dem Arretierungszwischenstück 44 verhindert eine Bewegung bzw. Drehung des unteren Gelenkansatzes 73 über den nun eingestellten Winkel hinaus. Eine freie Bewegung/Drehung vom aufrechten Stand bis zum eingestellten Winkel ist jedoch möglich.The contact between the pawl 65 and the locking spacer 44 prevents movement or rotation of the lower joint attachment 73 beyond the angle now set. However, free movement / rotation from upright to the set angle is possible.

Im nicht arretierten Zustand hält ein Rückstellmechanismus, bspw. eine Feder 52 oder ein Magnet das Arretierungszwischenstück 44 im selben Winkel wie den unteren Gelenkansatz 73 und folgt somit der Positionierung der Gliedmaßen des Anwenders.In the unlocked state holds a return mechanism, for example. A spring 52 or a magnet, the locking spacer 44 at the same angle as the lower joint 73 and thus follows the positioning of the limbs of the user.

Beim Kontakt zwischen dem unteren Gelenkansatz 73 und dem Arretierungszwischenstück 44 kommt es zu einer Dämpfung mittels eines stoßabsorbierenden Materials 49. Dadurch wird die Konstruktion geschont und der Anwender hat ein sanfteres Gefühl beim hinsetzten.When in contact between the lower joint approach 73 and the locking spacer 44 it comes to a damping by means of a shock absorbing material 49 , This protects the construction and gives the user a smoother feeling when sitting down.

16 zeigt die vereinfachte Darstellung des Arretiergelenks 34 mit Verzahnungsmechanismus in Explosionsansicht. 16 shows the simplified representation of the locking joint 34 with gear mechanism in exploded view.

17 zeigt die Detaillierte Darstellung des Arretiermechanismus in Seitenansicht. 17 shows the detailed view of the locking mechanism in side view.

18 zeigt die dreidimensionale Ansicht des Entsperrhebels 51 mit Führungselement 54. 18 shows the three-dimensional view of the release lever 51 with guide element 54 ,

19 zeigt die detaillierte Darstellung des Winkeleinrastmechanismus. 19 shows the detailed representation of the Winkeleinrastmechanismus.

20 zeigt die Schnittansicht der Arretiergelenksmechanik im arretierten Zustand. 20 shows the sectional view of the locking joint mechanism in the locked state.

21 zeigt die Explosionsansicht des Arretiergelenks 34 mit Zugseilmechanismus. Dabei handelt es sich um einen auf Zugseilen basierenden mechanischen Aufbau bestehend aus mehreren Teilen: 21 shows the exploded view of the locking joint 34 with pull rope mechanism. It is a tension-based mechanical structure consisting of several parts:

Der untere Gelenkansatz 73 ist mit der unteren Strebe 71 verbunden. Über eine frei lagernde Verbindung 44 ist diese als Drehgelenk ebenso mit dem oberen Gelenkansatz 60 verbunden. Eine Nut 57 am runden Kopf 45 des unteren Gelenkansatzes 73 dient zur Führung des Zugseils 53. Eine Aussparung 57 bietet Raum für mechanische, elektrische oder pneumatische/hydraulische Energiespeicher 50 oder eine Kombination von diesen.The lower joint approach 73 is with the lower strut 71 connected. About a freely stored connection 44 this is as a hinge as well with the upper joint approach 60 connected. A groove 57 at the round head 45 of the lower joint approach 73 serves to guide the pull rope 53 , A recess 57 offers space for mechanical, electrical or pneumatic / hydraulic energy storage 50 or a combination of these.

Entlang des Bauteils ist ein flexibles und zugfestes Seil/Schnur 53 gespannt. Dieses wird mittels der ersten Feder 63 und der zweiten Feder 64 straff gehalten und ermöglicht es, in Kombination mit dem Sperrschlitten 69, die eingestellte Winkelposition zu halten.Along the component is a flexible and tensile rope / cord 53 curious; excited. This is done by means of the first spring 63 and the second spring 64 held tight and allows, in combination with the locking slide 69 to keep the set angular position.

Der Sperrschlitten 69 bewegt sich in einer vordefinierten Führung 46 des oberen Gelenkansatzes 60 und hält im arretierten Zustand das Zugseil 53 und damit den eingestellten Winkel. Zwischen dem aufrechten Stand (Winkel 0°) und dem eingestellten Winkel X (z.B. 90°) können sich der Nutzer bzw. das Gelenk frei bewegen.The locking slide 69 moves in a predefined guide 46 of the upper joint approach 60 and holds in the locked state, the pull rope 53 and thus the set angle. Between the upright position (angle 0 °) and the set angle X (eg 90 °), the user or the joint can move freely.

Spannfedern 63, 64 dienen zum Straffen des Seils 53 und zurückziehen des Sperrschlittens 69 im nicht arretierten Zustand. 22 zeigt die Seitenansicht des Zugseilmechanismus des Arretiergelenkes 34. Wird die Sperrklinke 65 mittels eines Mechanismus, je nach Aufbau, bewegt oder gedreht, verhindert dies ein Verschieben des Sperrschlittens 69, wodurch der Winkel eingestellt wird. Das System wird entriegelt, wenn der Kontakt aufgehoben wird, z.B. durch Drehen des Drehknopfes 38 oder Drücken des Druckknopfes 37 je nach Einstellung.tension springs 63 . 64 serve to tighten the rope 53 and retracting the locking slide 69 in the unlocked state. 22 shows the side view of the Zugseilmechanismus the Arretiergelenkes 34 , Will the pawl 65 by means of a mechanism, depending on the structure, moved or rotated, this prevents a displacement of the locking slide 69 , whereby the angle is adjusted. The system is unlocked when the contact is released, eg by turning the knob 38 or pressing the push button 37 depending on the setting.

Die Sperrklinke 65 ist am oberen Gelenkansatz 60 befestigt und wird mit einer Feder 52 gehalten, sodass entweder das Gelenk gelöst oder arretiert wird, je nach Systemaufbau. Parallel und/oder gegenüber des Drehpunktes der Sperrklinke 65 befindet sich ein Zugmechanismus 76, der eine Gegenbewegung zur Feder 52 ausgehend vom Gurtmechanismus zu sehen in 26 ausführt.The pawl 65 is at the top of the joint 60 attached and is with a spring 52 held so that either the joint is released or locked, depending on the system structure. Parallel and / or opposite to the pivot point of the pawl 65 there is a pulling mechanism 76 , which is a countermovement to the spring 52 starting from the belt mechanism to see in 26 performs.

Energiespeicher 50, wie bspw. Blattfedern, werden einerseits als Dämpfer genutzt, andererseits dienen sie jedoch auch als Unterstützung beim Aufstehen. D.h. sie werden beim Setzen gespannt/eingedrückt und beim Aufstehen wird die gespeicherte Energie wieder freigesetzt.energy storage 50 , such as leaf springs, on the one hand used as a damper, on the other hand, they also serve as support when getting up. That is, they are stretched / pressed when setting and when you get up the stored energy is released again.

Der untere Gelenkansatz 73 hat mehrere Funktionen: Verbindung mit der unteren Strebe 71; rotatorisches Gelenk im Zusammenspiel mit dem oberen Gelenkansatz 60; Halten und Positionsführung des Seils 53; Federung und zusätzliche Kraftaufbringung beim Aufstehen, mittels Energiespeichern 50, wie bspw. Blattfedern, die sich in der Aussparung 57 des unteren Gelenkansatzes 73 befinden.The lower joint approach 73 has several functions: connection with the lower strut 71 ; Rotatory joint in interaction with the upper joint approach 60 ; Hold and position guide the rope 53 ; Suspension and additional force application when getting up, by means of energy storage 50 , such as leaf springs, located in the recess 57 of the lower joint approach 73 are located.

Die Führung für den Sperrschlitten 46 am oberen Gelenkansatz 60 kann in verschiedenen Winkeln und Positionen erfolgen, zu sehen in 23, 24 und 25. Darauf kann oberhalb oder unterhalb der Sperrschlitten 69 und die dazugehörige Sperrklinke 65 gesetzt werden. Diese kann wiederum entweder oberhalb oder unterhalb des Sperrschlittens angebracht werden.The guide for the locking slide 46 at the upper joint attachment 60 can be done in different angles and positions, seen in 23 . 24 and 25 , On top of or below the locking slide 69 and the associated pawl 65 be set. This can in turn be mounted either above or below the locking slide.

Ein Hebelarm 47, bspw. ein Stift, übernimmt die anfallenden Kräfte vom Energiespeicher 50 im unteren Gelenkansatz 73 und überträgt diese auf den oberen 60. Die Krafteinstellung kann variiert werden, indem der Hebelarm 47 in verschiedene Aussparungen 48 platziert wird oder stärkere/schwächere Energiespeicher 50 eingesetzt werden.A lever arm 47 , For example, a pin, takes over the resulting forces from the energy storage 50 in the lower joint approach 73 and transfers these to the upper 60. The force adjustment can be varied by the lever arm 47 in different recesses 48 is placed or stronger / weaker energy storage 50 be used.

Die Arretierung der Mechanik und die Einstellung des Winkels am Gelenk wird mittels Kontakt zwischen Sperrschlitten 69 und Sperrklinke 65 ausgeführt. Schließt der Kontakt zwischen beiden, so kann sich der Sperrschlitten 69 nicht mehr bewegen und bestimmt damit den maximal eindrehbaren Winkel des Gelenks. Wird der Kontakt wieder gelöst, so entsperrt die Arretierung und das Gelenk kann wieder jede beliebige Stellung einnehmen.The locking of the mechanism and the adjustment of the angle at the joint by means of contact between locking slide 69 and pawl 65 executed. Closes the contact between the two, so can the locking slide 69 no longer move and thus determines the maximum angle of rotation of the joint. If the contact is released again, the lock unlocks and the joint can again assume any position.

23 zeigt die alternative Positionierung der Führung des Sperrschlittens 46, bei der sich der Sperrschlitten 69 schräg unterhalb der Sperrklinke 65 befindet. 23 shows the alternative positioning of the guide of the locking slide 46 in which the locking slide 69 diagonally below the pawl 65 located.

24 zeigt die alternative Positionierung der Führung des Sperrschlittens 46, bei der sich der Sperrschlitten 69 waagrecht oberhalb der Sperrklinke 65 befindet. 24 shows the alternative positioning of the guide of the locking slide 46 in which the locking slide 69 horizontally above the pawl 65 located.

25 zeigt die alternative Positionierung der Führung des Sperrschlittens 46, bei der sich der Sperrschlitten 69 waagrecht unterhalb der Sperrklinke 65 befindet. 25 shows the alternative positioning of the guide of the locking slide 46 in which the locking slide 69 horizontally below the pawl 65 located.

26 zeigt die Gesamtansicht des Arretier- und Lösemechanismus am Gurt 36, der einhändig bedient werden kann. Um den Arretier- oder Lösemechanismus, siehe 28, zu aktivieren, sind ein mechanischer Drehknopf 38 und/oder ein Druckknopf 37 am Gurt 36 angebracht. Diese sind mit Zugseilen 76 verbunden, die mechanisch oder elektrisch angezogen bzw. gelöst werden. Diese Zugseile 76 sind mit den jeweiligen Gelenken und deren Arretiervorrichtungen verbunden. Ein Gurt 36 hält die Bedienelemente 37, 38 am Körper und fixiert die Mechanik 1. Flexible oder feste Verbindungen 78 zu den oberen Streben 58 bzw. Haltebügeln 61, 59 sind ebenso am Gurt 36 angebracht. Diese halten das Exoskelett 1 in der eingestellten Position am Körper. 26 shows the overall view of the locking and releasing mechanism on the belt 36 which can be operated with one hand. To the locking or releasing mechanism, see 28 To activate are a mechanical knob 38 and / or a push button 37 on the belt 36 appropriate. These are with pull ropes 76 connected, which are mechanically or electrically tightened or loosened. These traction cables 76 are connected to the respective joints and their locking devices. A belt 36 holds the controls 37 . 38 on the body and fixes the mechanics 1 , Flexible or firm connections 78 to the upper struts 58 or retaining clips 61 . 59 are also on the belt 36 appropriate. These hold the exoskeleton 1 in the set position on the body.

27 zeigt den Querschnitt der Seitenansicht des Auslösemechanismus der Arretierung am Gurt 36. 28 zeigt die detailliere Frontansicht des Auslösemechanismus der Arretierung am Gurt 36. Um den Winkel des Gelenks einfach zu arretieren, bzw. zu lösen, wird, je nach Einstellung, entweder zum Arretieren des Gelenks der Drehknopf 38 gedreht und mittels Drücken des Druckknopfes 37 wieder gelöst, oder umgekehrt, der Druckknopf 37 gedrückt damit das Gelenk arretiert, was mittels Drehen des Drehknopfes 38 wieder gelöst werden kann, oder in beiden Fällen ein Druckknopf 37 bzw. Drehknopf 38 verwendet. 27 shows the cross-section of the side view of the release mechanism of the locking on the belt 36 , 28 shows the detailed front view of the release mechanism of the lock on the belt 36 , In order to simply lock or unlock the angle of the joint, depending on the setting, either to lock the joint of the knob 38 rotated and by pressing the push button 37 solved again, or vice versa, the push button 37 pressed so that the joint is locked, which by turning the knob 38 can be solved again, or in both cases, a push button 37 or knob 38 used.

Der Drehknopf 38 ist für einen besseren Griff an der Außenseite mit einer Struktur/Noppen 79 versehen. In der inneren Ausbuchtung ist der Druckknopf 37 angebracht.The knob 38 is for a better grip on the outside with a structure / nubs 79 Mistake. In the inner bulge is the push button 37 appropriate.

Der Druckknopf 37, der als Sperrrad 68 dient, wir mittels einer Rückstellfeder 80 in der Arretierposition gehalten, in der sich die Verzahnungen 81 des Drehknopfes 38 befinden. Drückt man den Druckknopf 37, verschiebt er sich in das Innere des Drehknopfes 38, wo keine Verzahnungen von 81 sind. Dadurch kann sich der Drehknopf 38 wieder in seine Ausgangsstellung zurück bewegen/drehen und, je nach Einstellung, entriegelt oder arretiert das damit verbundene Gelenk.The push button 37 that as a ratchet wheel 68 serves, we by means of a return spring 80 held in the locking position, in which the teeth 81 of the knob 38 are located. Press the push button 37 , he shifts into the interior of the knob 38 where there are no gears of 81. This may cause the knob 38 move back to its original position / turn and, depending on the setting, unlocks or locks the associated joint.

Verzahnungen 81 zwischen Drehknopf 38 und Druckknopf 37 halten das Zugseil 76 und ermöglichen damit, je nach Funktion, die Arretierung oder Freistellung der Gelenke. Die Verzahnungen 81 erlauben eine Drehung nur in eine Richtung und versperren somit in die andere. Diese Funktionalität lässt sich jedoch auch mit konstruktiven Maßnahmen erreichen, denen eine lineare Bewegung zugrunde liegt. Statt zu drehen könnte man dann ziehen, drücken oder verschieben.gearing 81 between the knob 38 and push button 37 keep the pull rope 76 and thus enable, depending on the function, the locking or release of the joints. The gears 81 allow rotation in one direction only and thus obstruct the other. However, this functionality can also be achieved with design measures that are based on a linear movement. Instead of turning, you could then drag, push or move.

Die Rückstellfeder 80 hat die Aufgabe den Druckknopf 37 wieder nach außen in den Bereich der Verzahnungen 81 des Drehknopfes 38 zu bewegen.The return spring 80 the task has the push button 37 back out into the area of the gears 81 of the knob 38 to move.

29 zeigt die vereinfachte Darstellung des Standfußes bzw. der Funktionsweise des Stützfußes 86. Dabei wird der Bewegungsablauf des Stützauslegers 84 dargestellt, der bei Nichtbelastung eingefahren ist. 29 shows the simplified representation of the base or the operation of the support leg 86 , In this case, the movement of the support arm 84 shown, which is retracted when not loaded.

30 zeigt die vereinfachte Darstellung des Standfußes bzw. die Funktionsweise des Stützfußes 86. Dabei wird veranschaulicht, wie der Stützausleger 84 beim Belasten der Mechanik ausfährt. 30 shows the simplified representation of the base or the operation of the support leg 86 , It illustrates how the support boom 84 when loading the mechanics extends.

31 zeigt die dreidimensionale Ansicht der Kinematik des Aufbaus des optionalen Stützfußes 86. Der Standfuß 39 gibt die anfallende Last des Körpers, die über die Mechanik bzw. das Exoskelett 1 aufgenommen wurde auf den Boden, ab. Am untersten Ende befindet sich ein Dämpfer aus Gummi bzw. anderen stoßabsorbierenden Materiealien. 31 shows the three-dimensional view of the kinematics of the structure of the optional support leg 86 , The base 39 gives the resulting load of the body, the mechanics or the exoskeleton 1 was taken to the ground, down. At the lowest end is a damper made of rubber or other shock-absorbing Materiealien.

Berührt der Standfuß 39 den Boden, bzw. wird die Mechanik darauf aufgestellt und belastet, so fährt hinter dem menschlichen Fuß ein mechanischer Stützausleger 84 aus. Dies kann rotatorisch und/oder translatorisch von oben nach unten, von unten nach oben oder seitlich erfolgen. Dadurch wird der Schwerpunkt weiter in die Mitte versetzt, wodurch ein mögliches Umfallen nach hinten unterbunden werden soll.Touch the pedestal 39 the ground, or the mechanics is placed on it and loaded, so drives behind the human foot, a mechanical support arm 84 out. This can be rotational and / or translational from top to bottom, from bottom to top or side. As a result, the center of gravity is further offset in the middle, whereby a possible falling over to the rear should be prevented.

32 zeigt die Schnittansicht der Kinematik des Aufbaues des optionalen Stützfußes 86. Dieser besteht aus zwei Bauelementen, dem Standfuß 39 und der Standvorrichtung 82, die sich ineinander bewegen können. Drückt sich der Standfuß 39 in die Standvorrichtung 82, wird die integrierte Feder 83 gestaucht. Beim Eindrücken fährt der Stützausleger 84 über eine vorgesehene Kinematik aus. Die Bewegung erfolgt translatorisch und/oder rotatorisch bis der Stützausleger 84 den Boden erreicht und somit als erweiterte Standvorrichtung für das Exoskelett 1 dient. Am untersten Ende der Konstruktion sind stoßabsorbierende Elemente angebracht. 32 shows the sectional view of the kinematics of the structure of the optional support leg 86 , This consists of two components, the base 39 and the standing device 82 that can move into each other. Press the stand 39 in the stand device 82 , becomes the integrated spring 83 compressed. When pushing the support boom moves 84 via a proposed kinematics. The movement takes place translationally and / or rotationally until the support arm 84 reached the ground and thus as an extended stand device for the exoskeleton 1 serves. Shock absorbing elements are attached to the bottom of the structure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2015/157803 A1 [0002]WO 2015/157803 A1 [0002]
  • US 2014/0142475 A1 [0002]US 2014/0142475 A1 [0002]

Claims (27)

Exoskelett, insbesondere passives Exoskelett, aufweisend eine mechanische Struktur (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (1) derart zum Tragen unter einer flexiblen Textilie, insbesondere unter einer Hose (33) eines Anwenders ausgebildet ist, dass die Last des Anwenders beim Sitzen bzw. Hocken von den Beinen auf die Textilie übertragen wird, die den Anwender trägt, und die Textilie die anfallende Last auf die darunterliegende mechanische Struktur (1) weitergibt.Exoskeleton, in particular passive exoskeleton, comprising a mechanical structure (1), characterized in that the structure (1) is designed for carrying under a flexible textile, in particular under a pants (33) of a user that the load of the user when sitting or squat is transmitted from the legs to the textile, which carries the user, and the textile, the resulting load on the underlying mechanical structure (1) passes. Exoskelett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Struktur (1) einen oberen Haltebügel (61; 59) aufweist, der zum vorderseitigen Umfassen von zumindest einem Teil des Oberschenkels des Anwenders, insbesondere verlaufend von der äußeren Seite des Oberschenkels hin zur Vorderseite des Oberschenkels ausgebildet ist.Exoskeleton after Claim 1 characterized in that the mechanical structure (1) comprises an upper support bracket (61; 59) adapted to frontally encompass at least a portion of the thigh of the user, in particular extending from the outer side of the thigh to the front of the thigh. Exoskelett nach Anspruch 2, dadurch kennzeichnet, dass die mechanische Struktur (1) einen unteren Haltebügel (74; 72) aufweist, der zum hinterseitigen Umfassen von zumindest einem Teil des Unterschenkels des Anwenders, insbesondere verlaufend von der äußeren Seite des Unterschenkels hin zur Hinterseite des Unterschenkels ausgebildet ist.Exoskeleton after Claim 2 , characterized in that the mechanical structure (1) has a lower retaining bracket (74; 72), which is designed to cover at least a part of the lower leg of the user, in particular extending from the outer side of the lower leg to the rear side of the lower leg. Exoskelett gemäß den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Struktur (1) ein Arretiergelenk (34) aufweist, das den oberen Haltebügel (61; 59) mit dem unteren Haltebügel (74; 72) gelenkig verbindet, und das Arretiergelenk (34) seitlich korrespondierend zu einem Kniegelenks des Anwenders positioniert ist, insbesondere rechts außen neben dem rechten Kniegelenk und / oder links außen neben dem linken Kniegelenk.Exoskeleton according to the Claims 2 and 3 characterized in that the mechanical structure (1) comprises a locking joint (34) hingedly connecting the upper retaining bracket (61; 59) to the lower retaining bracket (74; 72) and the locking joint (34) laterally corresponding to a knee joint the user is positioned, in particular right outside next to the right knee joint and / or left outside next to the left knee joint. Exoskelett gemäß Anspruch 4, wobei der obere Haltebügel (59) und / oder der untere Haltebügel (72) in ergonomischer Integralbauweise ausgebildet sind.Exoskeleton according to Claim 4 , wherein the upper headband (59) and / or the lower headband (72) are formed in an ergonomic integral construction. Exoskelett gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine, bevorzugt röhren-, stangen- oder stabförmig ausgebildete, obere Strebe (58) vorgesehen ist, die den oberen Haltebügels (61) hält.Exoskeleton according to one of the preceding Claims 2 - 4 , characterized in that a, preferably tubular, rod or rod-shaped upper strut (58) is provided which holds the upper retaining bracket (61). Exoskelett nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Strebe (58) in ihrer Länge veränderbar ausgebildet ist.Exoskeleton after Claim 6 , characterized in that the upper strut (58) is formed variable in length. Exoskelett nach einem der Ansprüche 5-6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Strebe (58) mit einem oberen Gelenksansatz (60) des Arretiergelenks (34) verbunden ist.Exoskeleton after one of the Claims 5 - 6 , characterized in that the upper strut (58) is connected to an upper hinge lug (60) of the locking joint (34). Exoskelett nach einem der vorangehenden Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine, bevorzugt röhren-, stangen- oder stabförmig ausgebildete, untere Strebe (71) vorgesehen ist, die den unteren Haltebügel (74) hält.Exoskeleton after one of the preceding Claims 2 - 4 , characterized in that a, preferably tubular, rod or rod-shaped, lower strut (71) is provided, which holds the lower headband (74). Exoskelett nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Strebe (58) in ihrer Länge veränderbar ausgebildet ist.Exoskeleton after Claim 9 , characterized in that the lower strut (58) is formed variable in length. Exoskelett nach einem der Ansprüche 9-10, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Strebe (71) mit einem unteren Gelenksansatz (73) des Arretiergelenks (34) verbunden ist.Exoskeleton after one of the Claims 9 - 10 , characterized in that the lower strut (71) is connected to a lower hinge lug (73) of the locking joint (34). Exoskelett nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der unteren Bereich der Struktur (1) eine Fußschnalle (55) aufweist.An exoskeleton according to any one of the preceding claims, wherein the lower portion of the structure (1) comprises a foot buckle (55). Exoskelett nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (1) an ihrem unteren Ende einen Stützfuß (86) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass bei Bodenberührung und Lasteinwirkung hinter dem Fuß des Anwenders ein Stützausleger (84) ausfährt.Exoskeleton according to one of the preceding claims, characterized in that the structure (1) has at its lower end a support leg (86) which is designed such that upon ground contact and load action behind the user's foot a support arm (84) extends. Exoskelett nach einem der vorangehenden Ansprüche 4-13, wobei das Arretiergelenk (34) derart ausgebildet ist, dass es in einem aktivierten Modus zum Begrenzen der freien Bewegung des Kniegelenks des Anwenders ausgebildet ist.Exoskeleton after one of the preceding Claims 4 - 13 wherein the locking joint (34) is adapted to be configured in an activated mode to limit the free movement of the user's knee joint. . Exoskelett nach Anspruche 14, wobei das Arretiergelenk (34) derart ausgebildet ist, dass es in einem inaktiven Modus eine freie Bewegung des Kniegelenks des Anwenders ermöglicht., Exoskeleton after Claims 14 wherein the locking joint (34) is adapted to allow free movement of the user's knee joint in an inactive mode. Exoskelett nach einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei das Arretiergelenk (34) als Arretiervorrichtung einen Verzahnungsmechanismus oder einen Zugseilmechanismus aufweist, der eine Sperrklinke zur Realisierung des aktivierten Modus aufweist.Exoskeleton after one of the Claims 14 to 15 in that the locking joint (34) has as a locking device a toothing mechanism or a pulling cable mechanism which has a pawl for realizing the activated mode. Exoskelett nach einem der vorangehenden Ansprüche 2-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (1) für jedes Bein des Anwenders separat vorgesehen ist.Exoskeleton after one of the preceding Claims 2 - 16 , characterized in that the structure (1) is provided separately for each leg of the user. Exoskelett nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Haltebügel (61; 59) derart gegeneinander austauschbar ausgebildet sind, dass sie nach im ausgetauschten Zustand zum hinterseitigen Umfassen von zumindest einem Teil des Oberschenkels des Anwenders dienen.Exoskeleton after Claim 17 , characterized in that the upper headband (61; 59) are designed to be interchangeable with each other in such a way that they serve, after being exchanged, for the rearward encompassing of at least part of the thigh of the user. Exoskelett nach einem der Ansprüche 4-18, dadurch gekennzeichnet, dass ein funktionaler Dreh- (38) oder Druckknopf (37) zum Aktivieren bzw. Deaktivieren des Arretiergelenks (34) vorgesehen ist und der funktionale Dreh- (38) Druckknopf (37) mit Hilfe eines Zugmechanismus bzw. Zugseils (76) mit dem Arretiergelenk (34) und dessen Arretiervorrichtung verbunden ist.Exoskeleton after one of the Claims 4 - 18 , characterized in that a functional rotary (38) or push button (37) for activating and deactivating the locking joint (34) is provided and the functional rotary (38) push button (37) with Help a pulling mechanism or pull rope (76) with the locking joint (34) and its locking device is connected. Exoskelett nach Anspruch 4-19, dadurch gekennzeichnet, dass der Dreh- (38) / Druckknopf (37) zur Einhand-Bedienung ausgebildet ist.Exoskeleton after Claim 4 - 19 , characterized in that the rotary (38) / push button (37) is designed for one-handed operation. Exoskelett nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gurt (36) vorgesehen ist, der das Exoskelett in einer voreingestellten Position am Körper des Anwenders hält, insbesondere ist die obere Strebe (58) bzw. der obere Haltebügel (61; 59) mit Hilfe einer flexiblen oder festen Verbindung (78) am Gurt, besonders bevorzugt in seitlicher Position am Körper des Anwenders, angebracht.Exoskeleton according to one of the preceding claims, characterized in that a strap (36) is provided which holds the exoskeleton in a preset position on the body of the user, in particular the upper strut (58) and the upper headband (61; 59) by means of a flexible or fixed connection (78) on the belt, particularly preferably in a lateral position on the user's body. Exoskelett nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurt (36) den Dreh-(38) Druckknopf (37) nach einem der Ansprüche 19-21 am Körper des Anwenders befestigt, bevorzugt an dessen Hüfte, besonders bevorzugt in zentraler Position, ganz besonders bevorzugt in seitlicher Position am Körper des Anwenders lokalisiert.Exoskeleton after Claim 21 , characterized in that the belt (36) the rotary (38) push button (37) according to one of Claims 19 - 21 attached to the body of the user, preferably located at the hip, more preferably in a central position, most preferably located in a lateral position on the body of the user. Verwendung eines Exoskeletts, insbesondere eines passiven Exoskeletts, aufweisend eine mechanische Struktur (1) unter einer flexiblen Textilie, insbesondere einer Hose (33) eines Anwenders, sodass die Last des Anwenders beim Sitzen bzw. Hocken von den Beinen auf die Textilie übertragen wird, die den Anwender trägt, und die Textilie die anfallende Last auf die darunterliegende mechanische Struktur (1) weitergibt.Use of an exoskeleton, in particular a passive exoskeleton, comprising a mechanical structure (1) under a flexible textile, in particular a pant (33) of a user, so that the load of the user is transferred from the legs to the textile when sitting or squatting carries the user, and the textile the resulting load on the underlying mechanical structure (1) passes. Verwendung eines Exoskeletts gemäß Anspruch 23, wobei die Last zuerst auf die Textilie, insbesondere Hose (33), verteilt wird und die anliegenden Kräfte auf der Textilie, insbesondere Hose (33), werden nun von zwei Haltebügeln (61, 74; 59, 72) übernommen und über die restliche Struktur (1) weiter zum Boden geleitet.Use of an exoskeleton according to Claim 23 , wherein the load is first distributed to the textile, in particular trousers (33), and the applied forces on the textile, in particular pants (33), are now taken over by two retaining clips (61, 74, 59, 72) and the rest Structure (1) further led to the ground. Verwendung nach Anspruch 24, wobei zwischen einem oberen Haltebügel (61; 59) und einem unteren Haltebügel (74; 72) ein Arretiergelenk (34) vorgesehen ist, dessen Position seitlich von einem Knie des Anwenders lokalisiert ist, und bedingt durch die Arretierung des Arretiergelenks (34) die Last weiter zum Boden geleitet wird, sodass der Körper des Anwenders entlastet ist.Use after Claim 24 in that an arresting joint (34), the position of which is located laterally from a knee of the user, is provided between an upper retaining clip (61; 59) and a lower retaining clip (74; 72) and due to the locking of the locking joint (34) Load is passed on to the ground, so that the body of the user is relieved. Verwendung nach einem der Ansprüche 23-25, - wobei ein oberer Haltebügel (61;59) über dem Oberschenkel des Anwenders angebracht ist, und - wobei optional ein unterer Haltebügel (74; 72) hinter dem Unterschenkel des Anwenders angebracht ist, und - wobei die Last des Körpers des Anwenders über die Hose (33) übernommen wird und auf den oberen Haltebügel (61;59) und auf den optionalen unteren Haltebügel (74;72) weitergeleitet wird.Use according to one of Claims 23 - 25 an upper headband (61; 59) is mounted over the thigh of the user, and optionally a lower headband (74; 72) is mounted behind the lower leg of the user, and the load of the user's body over the Pants (33) is taken over and on the upper headband (61, 59) and on the optional lower headband (74, 72) is forwarded. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche 23-26, wobei das Exoskelett gemäß einem der Ansprüche 1-21 ausgebildet ist.Use according to one of the preceding Claims 23 - 26 , wherein the exoskeleton according to one of Claims 1 - 21 is trained.
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